Геология машакской свиты Ямантауского антиклинория (Южный Урал)

Глава 2. Геологическое строение машакского вулканогенно-осадочного комплекса.

Первые проявления вулканизма рифея Башкирского мегантиклинория относятся к бурзянию (айская свита). Последующие - к юрматинию, где они выражены вулканогенно-осадочной ассоциацией, которая представлена машакской и шатакской свитами. Образования первой слагают восточное крыло Ямантауского антиклинория (рис.1), а второй - южную часть этой структуры. По составу пород и геологическому возрасту эти свиты являются полными аналогами.

Рис.1 Геологическая схема Башкирского мегантиклинория. По В.И.Козлову (Пучков, 2009), с изменениями автора. Условные обозначения: 1 - нерасчлененные отложения палеозоя; 2-7 - венд и рифей Башкирского мегантиклинория: 2-5 - нерасчлененные отложения: 2 - венда; 3 - верхнего рифея; 4 - среднего рифея; 5 - нижнего рифея, 6 - зигальгинская свита, 7 - машакская свита, 8 - магматические образования: габбро-долериты (а), граниты (б), 9 - геологические границы, 10 - основные разрывные нарушения, 11 - автомобильные дороги федерального и регионального значения, 12 - железные дороги. Контуром обозначен район работ.

Роль вулканитов в составе машакской свиты в различных районах ее развития неодинакова. В районе г. Ямантау, при мощности машакской свиты 1500 - 2300 м, примерно 80% составляют вулканиты основного и кислого состава. В районе хр. Шатак мощность свиты 2300 - 2400 м и вулканиты составляют 30 - 50% (Козлов и др., 2003. Козлов и др., 2007). В южной части Ямантауского антиклинория машакская свита сложена тонкозернистыми породами, и эффузивы здесь играют подчиненную роль.

В целом, среднерифейский вулканизм отвечает особому типу контрастной базальт-риолитовой формаций, ассоциирующей с конгломератами, что, по мнению многих исследователей, свидетельствует о формировании данных толщ в рифтогенных условиях (Иванов, Парначев, Алексеев, Ковалев, и др.).

Петрографические особенности вулканогенных пород машакской свиты (хребты Юша и Машак) изучались исследователями на протяжении многих лет. Довольно полно, для своего времени, петрографическое описание пород массива провели А.И. Иванов, К.А. Львов, М.И. Гарань, З.М. Ротару, А.Ф. Ротарь, П.Н. Швецов, В.И. Козлов и др.

В связи с тем, что с 1978 года хребет Машак является частью Южно-Уральского государственного заповедника, большинство современных работ (В. И. Козлов, А. В. Маслов, А. А. Краснобаев, С. Г. Ковалев, и др.) по изучению петрографических особенностей вулканогенных пород машакской свиты были проведены на хребте Шатак, либо основывались на работе предшественников.

В данной главе приведено описание различных разновидностей вулканогенных пород машакской свиты (хребты Юша и Машак) с выявлением и частичной интерпретацией некоторых петрографических особенностей. Данный комплекс пород является составной частью стратотипического разреза рифея, но был изучен в пределах рассматриваемой территории значительно слабее, чем другие стратиграфические подразделения докембрия Южного Урала. Исследования проводились с помощью поляризационного и рудного микроскопов и сопровождались отбором образцов на химанализы. В большинстве своем материал основан на собственных данных.

Вулканогенно-осадочные толщи машакской свиты приурочены к узкой полосе в центральной части Башкирского мегантиклинория.

Машакская свита расчленена на восемь подсвит, четыре из которых (кузъелгинская, казавдинская, калпакская и каранская) представлены вулканогенными породами (риолиты, базальтоиды). Другие четыре подсвиты (быковская, куянтавская, шакитарская и ямантауская) практически нацело сложены осадочными породами (конгломератами, песчаниками, алевролитами, углеродисто-глинистыми сланцами, туффитами). Общая мощность машакской свиты в рассматриваемом районе составляет до 2500 м (Парначев и др. 1986).

Возраст машакской свиты определяется как среднерифейский на основании абсолютных датировок по цирконам из кислых эффузивов (Краснобаев и др., 1985). В последние годы появились новые данные, полученные методом SIMS SHRIMP II по цирконам из базальтов и риолитов. По последним данным (Пучков и др., 2009) возраст машакской свиты определен в 1380-1385 млн. лет.

Ввиду ограниченного объёма автореферата ниже приводятся основные выводы, вытекающие из проведённых исследований по детальному описанию разрезов хр. Юша и Машак, верховьев р.р. Малая и Большая Кузъелга:

1. По нашим наблюдениям, куянтавская подсвита выделенная А.Ф. Ротарем и широко распространенная в районе севернее г. Б. Ямантау (рис.2), является аналогом быковской, развитой южнее. Они отличаются друг от друга лишь соотношением грубообломочных пород и алевролитов, но соответствуют одному стратиграфическому уровню (Савельев и др., 2008). Анализ геологического материала показывает, что калпакская подсвита южных районов представляет собой нижнюю часть более мощной каранской подсвиты северных районов. Таким образом, общая мощность каранской подсвиты составляет 250-300 м. Высказанная точка зрения опирается на следующие положения: 1) ни в одном пункте на протяжении выходов машакской свиты нет разреза или скважинного подсечения, где были бы последовательно представлены все подсвиты от кузъелгинской до каранской; в южных районах все разрезы венчаются базальтами калпакской подсвиты; верхняя часть разреза уничтожена эрозией (рис.3), 2) на западном склоне хребта Машак залегание пород весьма пологое (∠ пад. 10°) (рис.4), перепад высот от подошвы кузъелгинских риолитов до кровли каранских базальтов около 400 м, что значительно меньше, чем предполагаемая мощность разреза при наличии шести подсвит, но примерно сопоставимо с мощностью разреза без куянтавской и калпакской подсвит, которые повторяются в составе быковской и каранской.

Рис. 2. Схема геологического строения территории севернее г. Большой Ямантау между рр. Казавда и Малый Катав. Условные обозначения: 1 - аллювиальные отложения р. Казавда, 2 - делювиальные и коллювиальные отложения, 3 - верховые болота (элювий, коллювий, кора выветривания), 4 - кварциты и кварцито-песчаники зигальгинской свиты, 5 -углеродистые алевролиты и алевропелитовые сланцы зигальгинской свиты; 6-10- вулканогенно-осадочный комплекс машакской свиты: 6 - 8 осадочные пачки, преимущественно сложенные песчаниками и кварцито-песчаниками с подчиненными туфопесчаниками, кварцевыми алевролитами и конгломератами (6); алевролитами и песчаниками (7); конгломератами и кварцевыми песчаниками (8), 9 - базальтовые толщи с подчиненными туфами, туфопесчаниками, 10 - риолиты, 11 - песчано-сланцевая толща юшинской свиты, 12 - элементы залегания пород.

Рис. 3 Геологическое строение вулканогенных толщ машакской свиты в районе южнее г. Большой Ямантау. Условные обозначения (здесь и далее): 1 - базальты, 2 - диабазы, 3 - риолиты, 4 - конгломераты, 5 - песчаники, 6 - алевропесчаники, 7 - алевролиты, 8 - задернованные участки, 9 - отдельность в базальтах и риолитах, 10 - места отбора проб. А - западный склон г. Дунансунган, Б - гора Караташ и урочище Васильевская поляна, В - верховье р. Большая Кузъелга, Г - схематический геологический разрез в районе г. Калпак.

Рис. 4 Геологические разрезы машакской свиты в районе севернее г. Бол. Ямантау.

2. Основываясь на первом выводе и личном изучении разрезов можно сказать, что общая мощность машакской свиты составляет около - 1500-1750 м, в отличие от ранее указанных 1500-2500 м (Парначев и др., 1986).

3. Вулканогенные породы машакской свиты слагают два довольно мощных стратиграфических уровня. Нижний уровень представлен кремнекислыми эффузивами кузъелгинской и толеитовыми базальтами казавдинской подсвит. Второй - полностью сложен базальтами калпакской и каранской подсвит.

4. Хребет Юша представляет собой ядро пологой синклинали, в осевой части которой (на гребне хребта) залегают породы наиболее высокого стратиграфического уровня (калпакской подсвиты), крылья ее сложены последовательно сменяющимися к западу и востоку (сверху вниз) осадочными породами быковской подсвиты, базальтами казавдинской и риолитами кузъелгинской подсвит.

5. Изучение разрезов машакского вулканогенно-осадочного комплекса показало: во-первых, очень пологое залегание пород свиты; во-вторых, слабую тектоническую нарушенность пород; в-третьих, различную степень денудации отложений - наиболее полный разрез характерен для северных районов, на юге значительная часть их размыта.

6. На водораздельной части хребта Машак выделена толща толеитовых и субщелочных натриевых базальтов, возможно залегающих среди кварцито-песчаников зигальгинской свиты.