Геология машакской свиты Ямантауского антиклинория (Южный Урал)

Введение.

Актуальность исследований. В настоящее время большинство уральских геологов признает наличие на Южном Урале среднерифейской палеоконтинентальной рифтогенной структуры. Вместе с тем, среди исследователей нет единого мнения о её размерах и истории развития. Связано это, прежде всего со слабой изученностью рассматриваемой территории, отсутствием необходимого банка петрогеохимических данных по всем разновидностям пород. Причиной этому, в свою очередь является тот факт, что уже более 30 лет типовые разрезы машакского вулканогенно-осадочного комплекса находятся на территории Южно-Уральского Государственного природного заповедника, и доступ к интересующим нас объектам строго ограничен.

В последнее время в связи с проведением геолого-съемочных работ в пределах листа N-40-XVII нам удалось получить новый фактический материал, который позволил вернуться к рассмотрению проблемы формирования машакского комплекса уточнить некоторые ранее устоявшиеся положения, прежде всего в стратотипе.

Изучение машакского вулканогенно-осадочного комплекса актуально не только с научной, но и с экономической точки зрения. На рассматриваемой территории в нём известны мощные конгломератовые и черносланцевые толщи, перспективные на золото, молибден, вольфрам, ванадий, платиноиды и другие элементы.

Цель и основные задачи работы. Главной целью данной работы является всесторонняя характеристика машакского комплекса в его типовых разрезах, долгое время остававшихся недоступными для изучения. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Уточнение стратиграфии машакской свиты в стратотипической местности.
2. Создание банка петрогеохимических данных по вулканогенным породам и его анализ с целью выяснения генезиса, формационной принадлежности.
3. Сопоставление петрогеохимических особенностей вулканогенных пород машакской свиты Ямантауского антиклинория с таковыми современных геодинамических обстановок.
4. Оценка рудоносности углеродистых отложений и конгломератов северной части Ямантауского и Маярдакского антиклинориев.
5. Выяснение палеогеографических условий формирования углеродистых отложений.
6. Уточнение геодинамической модели формирования машакского вулканогенно-осадочного комплекса в среднерифейское время.

Фактический материал и методы исследований. В основу настоящей работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ 2005-2009 годов в составе лаборатории "Рудных месторождений" Института геологии УНЦ РАН, совместно с работниками Южно-Уральского Государственного природного заповедника и ООО "Геопоиск", при проведении геологосъемочных работ в пределах листа N-40-XVII.

Описано 300 прозрачных шлифов, проанализировано 124 силикатных анализа, в том числе 100 собственных; в них же были определены Ni, Co, Cr атомно-абсорбционным методом (химическая лаборатория ИГ УНЦ РАН, аналитик С.А. Ягудина). Изучено 113 проб вулканитов нейтронно-активационным методом на редкоземельные и малые элементы в ЦЛАВ ГЕОХИ (г. Москва, аналитики Сапожников Д.Ю., Лоренц А.Л.).

По углеродистым сланцам были проанализированы: 31 проба на петрогенные элементы, 43 пробы на благородные металлы, 20 проб на редкие металлы и редкие земли, что позволило провести комплексное изучение углеродистых сланцев. По конгломератам проанализировано 13 проб на благородные металлы. Анализы выполнены в ВИМСе (W, Mo, V), ГЕОХИ (РЗЭ), ИГЕМе (Au, Pt, Pd, Rh, Ir), ИГ УНЦ РАН (петрогенные окислы). Определения золота, платины, палладия, родия и иридия выполнены в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН (зав. лаборатории В.В. Дистлер) химико-спектральным методом с предварительным концентрированием на органическом полимерном сорбенте "Полиоргс-4". Нижние пределы количественных определений всех элементов - 0,0005 г/т.

Научная новизна представленной работы заключается в следующем:
1. Впервые, на современном уровне, дана подробная геологическая и геохимическая характеристика вулканитов из типовых геологических разрезов машакской свиты, представленных на хребтах Машак и Юша.
2. Изучены геохимические особенности основных и кислых эффузивов машакского вулканогенно-осадочного комплекса.
3. Установлены палеогеографические и геодинамические условия формирования вулканитов и углеродистых сланцев машакской свиты.
4. Впервые дана оценка углеродистых отложений и конгломератов этой свиты на благородные и редкие металлы
5. Проведено сопоставление базальтов машакской свиты среднего рифея с бичурской раннего триаса, а также с вулканитами различных геодинамических условий.

Практическая ценность. Результаты исследований вошли составной частью в отчет ООО "Геопоиск" о доизучении Иремельской площади масштаба 1:200 000 листа N-40-XVII.

Полученные результаты уточнили представления предшествующих исследователей о внутриплитной или континентально-рифтогенной природе машакского вулканогенно-осадочного комплекса.

Установлена высокая перспективность черносланцевой и конгломератовой толщ на благородно- и редкометальное оруденение, выделены участки для проведения дальнейших поисково-оценочных работ.

Защищаемые положения.

1. Машакская свита в пределах Ямантауского антиклинория состоит не из восьми подсвит, как считалось ранее, а из шести. Куянтавская и быковская подсвиты являются аналогами, они отличаются друг от друга лишь соотношением грубообломочных пород и алевролитов, но соответствуют одному стратиграфическому уровню. Калпакская подсвита южных районов представляют собой нижнюю часть более мощной каранской подсвиты северных районов.

2. Вулканиты относятся к контрастной риолит-базальтовой формации, основная составляющая в которой резко преобладает над кислой. Базальты принадлежат преимущественно к нормально-щелочному ряду толеитовой серии, реже субщелочному ряду. На современном уровне проведен петрогеохимический анализ вулканитов машакской свиты Ямантауского антиклинория.

3. Углеродсодержащие отложения машакской свиты относятся к низкоуглеродистому типу, принадлежат терригенно-углеродистой формации и образовались в пределах прибрежно-морского бассейна. Область сноса располагалась на континенте, где господствовал гумидный климат, привнос терригенного материала шёл с северо-запада на незначительное расстояние.

4. Геодинамические условия формирования машакской свиты по комплексу геологических и геохимических данных отвечают континентально-рифтогенной обстановке, что существенно подтверждают ранее высказанные утверждения.

Объем и структура работы. Текст диссертационной работы состоит из введения, 7 глав и заключения. Она изложена на страницах и сопровождается иллюстрациями, таблицами и приложениями. Список литературы включает наименований.

Апробация работы. Основные и защищаемые положения докладывались автором на XII, XV и XVI научных студенческих школах: "Металлогения древних и современных океанов" (Миасс УрО РАН, 2006, 2009, 2010);. IV и V научной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2008, 2010); Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды. Иркутск. Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН 2007; VII межрегиональной научно-практической конференции (Уфа, 2008 г.); GSA Annual meeting 2009, Oregon Convention Center, (Portland, Oregon USA), а также на заседаниях Ученого Совета ИГ УНЦ РАН. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории "Рудных месторождений" Института геологии УНЦ РАН под руководством член-корр. РАН, доктора геол.-мин. наук В.Н. Пучкова, которому автор выражает особую признательность. Автор также благодарен за повседневную помощь в работе и ценные советы доктору геол.-мин. наук В.И. Сначеву и кандидату геол.-мин. наук Д.Е. Савельеву, а также всем сотрудникам лаборатории ИГ УНЦ РАН "Рудных месторождений": кандидатам геол.-мин. наук А.В. Сначеву, Е.Н. Савельевой, Е.А. Бажину, инженеру Д.Г Ширяеву, а также А.А. Шияновой (Малиновской), Р.Е. Николаеву, Л.В. Хасановой за помощь при проведении полевых работ и в подготовке материала. Автор считает своим долгом выразить признательность рабочему коллективу ООО НТПП "Геопоиск" в лице генерального директора В.М. Мосейчука, за предоставленную возможность участвовать в полноценных геолого-съёмочных работах в составе этого коллектива. При проведении аналитических исследований большую помощь оказали С.А. Ягудина, Н.Г. Христофорова, Д.Ю. Сапожников, В.В. Дистлер, В.С. Кордюков, которым автор выражает искреннюю признательность.