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

Глава 5. Обстановки и условия формирования массивов щелочных гранитоидов.

Структурная позиция массивов

В целом структура востока Южного Урала (рис. 9) характеризуется чередованием относительно широких меридионально вытянутых мегазон (Магнитогорская, Восточно-Уральская, Зауральская) и разделяющих их, относительно узких шовных зон (Уйско-Новооренбургская и Копейская).

Как показывают структурные исследования (Знаменский, 2006, Тевелев, 2002, 2006 и др.), сдвиговые деформации с большими амплитудами реализуются в виде шовных зон, а малоамплитудные могут быть рассредоточены по локальным меридиональным разрывам внутри относительно однородных мегазон. Особенность этих сдвигов состоит в том, что они контролируют распределение и морфологию интрузивных тел различного состава и возраста (Bankwitz, Ivanov, 1997; Тевелев, Тевелев, 1977, 1998; Пчелинцев, 2001). Это обстоятельство предоставляет возможность более или менее достоверно определять возраст сдвиговых деформаций.

Ранее на Южном Урале выделялись две главные стадии коллизионных деформаций (Плюснин, 1971; Иванов, 1998): на ранней стадии предполагалось формирование надвигов и шарьяжей, а на поздней - левых сдвигов. Раннекаменноугольный возраст левых сдвигов доказан тем, что они контролируют размещение, морфологию и структуру синкинематических массивов тоналитового ряда (Тевелев и др., 2002, 2006 и др.). В последние годы выяснилось, что самыми поздними являются правые сдвиги. Возраст правых сдвигов предполагается позднепалеозойским - мезозойским (Знаменский, 2006) или триасовым (Тевелев, 2002).

Рис. 9. Сдвиговые зоны Восточно-Магнитогорской зоны 1-4 - интрузивные массивы: 1 - триасовые синкинематические; 2 - раннепермские; 3 - раннекаменноугольные синкинематические; 4 - девонские; 5 - разрывы: а) границы зон, б) прочие; 6-8 - элементы залегания: 6 - плоско-параллельных ориентировок наклонные; 7, 8 - линейности: 7 - наклонные, 8 - горизонтальные; 9, 10 - присдвиговые складки с вертикальными шарнирами: 9 - S-образные (левосторонние), 10 - Z-образные (правосторонние); 11, 12 - сдвиги: 11 - триасовые, 12 - раннекаменноугольные; 13 - номера интрузивов и серий даек; 14 - номера разрывов. Интрузивные массивы и серии даек: 1 - Верхнеуральский, 2 - Джабыкский, 3 - Кацбахский, 4 - Неплюевский, 5 -Чекинский, 6 - Богдановский, 7 - массив г. Кудрявой, 8 - массив г. Малая Чека, 9 - Суундукский. Разрывы: 1 - Аблязовский, 2 - Карабулакско-Богдановский, 3 - Браиловский, 4 - Восточно-Кировский. Буквами обозначены: М - Магнитогорская мегазона, ВУ - Восточно-Уральская мегазона, У - Уйско-Новооренбургская шовная зона

При проведении работ было изучено большое количество мезоструктур в пределах главных сдвиговых зон востока Южного Урала: зеркала скольжения, мелкие складки с вертикальными шарнирами, рассланцевание, линейность, кинк-зоны и т.п. Повсюду, где удавалось зафиксировать разнонаправленные движения по сдвигам, правые сдвиги оказывались более поздними, чем левые. Деформированными оказались не только толщи слоистых пород, но и поверхности рассланцевания и кливажные пластины. Они бывают смяты в присдвиговые флексуры, S-образные, и Z-образные складки с вертикальными шарнирами. При этом S-образные складки (левосторонней кинематики) часто бывают разорваны правыми сдвигами, параллельными осевым поверхностям. Кроме того, правые сдвиги фиксируются и по прямым смещениям маркеров. Например, Верхнеуральский массив в Магнитогорской мегазоне смещен Нововоронинским правым сдвигом с амплитудой около 7 км.

Все триасовые интрузивы локализованы в зонах правых сдвигов. Чекинский и Богдановский массивы имеют в плане форму параллелограммов, длинные стороны (6,5-7 км) которых вытянуты меридионально и выражены преимущественно сдвигами, а короткие стороны (около 2 км) северо-восточного простирания, как правило, имеют отчетливо интрузивные контакты. Такая морфология массивов предполагает их формирование в участках присдвигового растяжения Карабулакско-Богдановского правого сдвига при амплитуде смещения 5-7 км, что согласуется с амплитудой Нововоронинского сдвига, кулисообразно надстраивающего Карабулакско-Богдановский на север. Восточная ветвь массивов локализована в зоне Браиловского и Малочекинского сдвигов, которые образует правосторонний сдвиговый дуплекс шириной 2,5-3 км и протяженностью 15-18 км.

Аналогичные соотношения левых и правых сдвигов наблюдаются и восточнее, в пределах Восточно-Уральской и Зауральской мегазон (Тевелев и др., 2002, 2006). Таким образом, правые меридиональные сдвиги и связанные с ними структурные парагенезы относятся к триасовыми коллизионными структурами Южного Урала. Именно с развитием правых сдвигов связаны проявления разнообразного, но неизменно специфического триасового магматизма. Необходимо отметить, что субмеридиональные раннемезозойские правые сдвиги отнюдь не чисто Уральское явление, они чрезвычайно широко развиты южнее, в Казахстанской складчатой области, т.е. являются трансрегиональными молодыми сдвигами.

Геодинамические обстановки формирования массивов

Геологическая история триаса зафиксирована на Южном Урале в немногочисленных объектах. Наиболее крупным из них является Челябинский грабен, в котором близкие к траппам базальты туринской серии формировались в раннем-среднем триасе, а челябинская серия красноцветных моласс - в среднем триасе - ранней юре. Красноцветные конгломераты триаса известны и в Восточно-Магнитогорской зоне. Они протягивающиеся меридиональной полосой в 15-20 км западнее Карабулакско-Богданов ского разлома (Монтин, 2003 г.). В пределах Восточно-Уральской мегазоны Ал.В. Тевелевым и др. (2006) был выделен среднетриасовый кисинетский гипабиссальный комплекс флюоритсодержащих гранит-порфиров (Rb-Sr изохронный возраст 238±1,8 млн лет). В Восточно-Уральской мегазоне к гранит-порфирам кисинетского комплекса близки биотитовые мезо- и лейкократовые флюоритоносные граниты сабанайского комплекса (Кузнецов и др., 2008), Ar-Ar изотопный возраст которых по биотиту 248,8±3,4 млн лет. Близки к ним и плутониты блюмовского лейкогранит-пегматитового комплекса (Бушляков и др., 1999, Петров и др., 2004 г.). Кроме того, в пределах северной части Западно-Магнитогорской зоны известен фоминский комплекс граносиенитов, умеренно-щелочных и щелочных гранитоидов (Кузнецов и др., 2008 г.), его возраст достоверно не установлен, но, скорее всего, он тоже является триасовым.

Имеющиеся данные показывают, что триасовые лейкогранитовые и щелочногранитовые комплексы Южного Урала сформировались после базальтов трапповой формации. Геохимические и изотопные характеристики позволяют отнести их к внутриплитным магматитам, а структурные построения приводят к мысли об обстановках транспрессии. В раннем триасе на огромной территории господствовала обстановка растяжения, которую обычно связывают с подъемом суперплюма, ответственного за траппы Сибирской провинции. Смена динамических обстановок приходится примерно на границу ладинского и анизийского веков среднего триаса и фиксируется в формировании трансрегиональных сдвигов. Данные по соседним регионам (Коваленко и др., 1999; Ярмолюк и др., 2000 и др.; Верниковский и др., 2001) показывают, что щелочные и лейкократовые гранитоиды триаса локализованы по северной и восточной периферии Сибирской трапповой провинции. По всей видимости, аналогичные комплексы Южного Урала маркируют ее западную периферическую зону.

Проблема источников щелочных кислых магм рассматривается во множестве работ (Коваленко и др., 1999; Ярмолюк и др., 1999; Попов, 2003 и др.). Применительно к гранитоидам малочекинского комплекса надо иметь в виду несколько фактов: 1) они слабо изменены вторично, но существенно обогащены калием, а также тяжелыми РЗЭ, что говорит о первичной обогащенности магмы; 2) они имеют низкое начальное отношение изотопов стронция ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0,70479-0,70592), что практически исключает чисто коровые источники; 3) εNd_t в 5 пробах составляет 5,5-6,3, что отвечает истощенной мантии. Сочетание таких параметров, а также высокие Th/La отношения (0,25-0,35) приводят нас к выводу, что щелочные гранитоиды имели смешанный источник, либо источник претерпел предварительную флюидную переработку.