Строение и условия формирования массивов триасовых щелочных гранитоидов Малочекинского комплекса (Восточно-Магнитогорская зона, Южный Урал)

Общая характеристика работы.

Актуальность исследований. Палеозойский магматизм Магнитогорской мегазоны Южного Урала был хорошо изучен уже к концу прошлого века во многом из-за того, что с ним связаны главные медно-колчеданные, колчеданно-полиметаллические, золоторудные и др. месторождения. Наименее изученными оказались щелочные магматические породы, выделенные в малочекинский плутонический комплекс. Петрохимическая характеристика пород была относительно полной, однако практически не было современной геохимии, минералогической характеристика существовала только в самых общих чертах (Червяковский, 1981, 1982). Был неясен и их возраст, т.к. существовали только K Ar данные, дающие большой разброс значений (Степанов, 1982 г.). Все эти проблемы встали особенно остро в 2004 году, когда геологическим факультетом МГУ были начаты работы по подготовке второго издания Государственной геологической карты РФ масштаба 1:200 000 (лист N-40-XXXVI). Актуальность данной работы состояла в необходимости оперативного решения указанных проблем и определении перспектив района на редкоземельное оруденение.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было выяснение геологического строения и условий формирования массивов щелочных гранитоидов Восточно-Магнито горской зоны, их геохимической и металлогенической специализации. Для достижения поставленной цели потребовалось решить целый ряд конкретных задач, главными из которых являлись: 1) изучить особенности геологического строения массивов щелочных гранитоидов, 2) изучить петрографию всех разностей щелочных пород, 3) получить и интерпретировать геохимические данные, 4) изучить минералогию плутонитов; 5) определить изотопные характеристики и возраст щелочных пород; 6) выяснить геодинамические и локальные тектонические условия формирования интрузивов.

Фактический материал. Основу диссертации составляет фактический материал, полученный автором в период с 2005 по 2009 год в процессе полевых и камеральных исследований, проводившихся Уральской геолого-съемочной партией геологического факультета МГУ на Южном Урале (руководитель Ал.В. Тевелев), в которых автору посчастливилось участвовать. Эти работы завершились составлением комплекта Госгеолкарты-200 листа N-40-XXXVI, который был успешно защищен на НРС МПР при ВСЕГЕИ. В работе использованы описания около 250 шлифов, результаты более 200 анализов (в том числе 82 авторских) на петрогенные, а также 72 анализов на редкие, рассеянные и редкоземельные элементы, результаты измерений магнитной восприимчивости (100 образцов), 123 микрозондовых анализа.

Научная новизна . В результате исследований впервые установлен среднетриасовый возраст щелочных гранитоидов Восточно-Магнитогор ской зоны Южного Урала. Создана наиболее полная на данный момент геохимическая база данных, впервые детально изучен минералогический состав щелочных пород. Кроме того, впервые определена поперечная геохимическая зональность в распределении щелочных гранитоидов, а также выявлена связь с зонами присдвигового растяжения и построена общая кинематическая модель триасовых сдвиговых зон.

Практическое значение. Результаты настоящей работы были сформулированы в качестве предложений по уточнению Легенды Южноуральской серии листов Госгеолкарты-200 (второе издание), которые были утверждены НРС МПР при ВСЕГЕИ. Полученные данные могут быть использованы при проведении региональных и специализированных работ, кроме того, их необходимо учитывать при разработке палеогеодинамических реконструкций для триаса. Со щелочными гранитоидами связаны проявления редкоземельной минерализации, проведенные работы позволили уточнить перспективы района на редкие земли.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Гипабиссальные щелочные гранитоиды малочекинского комплекса являются самыми молодыми магматическими породами Восточно-Магнитогорской зоны и представляют собой внутриплитные магматические образования. Их среднетриасовый возраст (230-240 млн лет) установлен Rb-Sr и Sm-Nd изохронными методами. От близких по петрохимическим параметрам каменноугольных плутонитов щелочные гранитоиды отличаются не только по минералогическим, но и по геохимическим и изотопным характеристикам, а также по степени тектонической переработки.

2. Массивы щелочных пород приурочены к региональным полихронным сдвиговым зонам. Они локализованы в разномасштабных сдвиговых дуплексах растяжения, формировавшихся в обстановке общей правосторонней транспрессии, сменившей в середине триаса режим общего растяжения. Размеры и морфология массивов хорошо согласуются с кинематическими параметрами сдвиговых зон.

3. Триасовые плутонические комплексы Урала, относятся к двум сериям (гранит-лейкогранитной и щелочных гранитоидов), которые отчетливо разделены пространственно. Интрузивы гранит-лейкогранитной серии расположены исключительно в пределах Восточно-Уральской мегазоны с докембрийским метаморфическим основанием и представляют собой продукты коровых расплавов. Щелочные гранитоиды локализованы в пределах Магнитогорской мегазоны палеозойской консолидации, в их происхождении существенную роль играли мантийные источники.

Публикации и апробация работы. Основные положения и разделы работы опубликованы в 13 работах, в том числе в 1 монографии, 3 статьях в реферируемых журналах списка ВАК, 2 статьях в сборниках, 1 научно-производственном отчете и 6 тезисах докладов. Результаты исследований неоднократно докладывались на научных заседаниях кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ, а также на конференциях и совещаниях различного уровня: Международном Тектоническом совещании (2008, 2010 Москва); XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Ломоносов> (Москва, 2006); III Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2007); VII и VIII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Геологи XXI века> (Саратов, 2006, 2007); молодежной научной конференции <Молодые - наукам о Земле> (Москва, 2006); XVII молодежной научной конференции, посвященной памяти К.О. Кратца (Петрозаводск, 2007).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 4 приложений. Она имеет объем 156 страниц, содержит 108 иллюстраций и 6 таблиц. Список работ включает 123 названия.

Благодарности. Диссертация подготовлена на кафедре региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова при постоянном и благожелательном внимании со стороны заведующего кафедрой профессора А.М. Никишина. Я чрезвычайно признательна своему научному руководителю - доктору геолого-минералогических наук Ал. В. Тевелеву за постоянную и разностороннюю помощь в подготовке диссертации и приобретенные геологосъемочные навыки. Особую благодарность выражаю коллегам из геологического факультета МГУ: кандидату г.-м. н. И.А. Кошелевой за помощь в описании шлифов, профессору Э.М. Спиридонову за консультации по минералогии щелочных гранитоидов, доценту П.Л. Тихомирову за консультации по геохимии щелочных пород, профессору А.А. Булычеву за помощь в интерпретации аномалий магнитного поля, а также профессору РГГРУ В.С. Попову и кандидату г. м. н. Б.В. Беляцкому (г. Санкт-Петербург) за консультации по изотопии. Я считаю своим приятным долгом поблагодарить за помощь и поддержку коллег и друзей, с которыми мне посчастливилось работать на Южном Урале: доктора г.-м. наук Арк.В. Тевелева, кандидатов г.-м. н. Н.В. Правикову и Б.В. Георгиевского, а также О.И. Кабанову, А.В. Рудакову, А.И. Коптева, И.В. Храмова, Е.А. Базилевскую, Ю.Г. Красноярову.