CC BY
59
УДК 550.93(571.62)
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ МЕТАМОРФИЗМА ПОРОД ДОРИФЕНСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ ЗАПАДНОГО СКЛОНА ЮЖНОГО УРАНА
А. М. Пыстин1
Ю. Л. Ронкин2
С. Синдерн3
Ю. И. Пыстина1
1 Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия, [email protected], [email protected] 2 Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия, [email protected] 3 Институт минералогии и экономической геологии RWTH Университета, Аахен, Германия
Раннедокембрийский возраст наиболее достоверно установлен для полиметаморфических комплексов палеокон-тинентальной зоны Южного Урала. Они сложены архейскими (вплоть до 3.5 млрд лет) и палеопротерозойскими породами. Нижняя возрастная граница раннего этапа метаморфизма гранулитовой фации, который испытали архейские образования, датируются значениями около 2.8 млрд лет. Г нейсо-мигматитовые комплексы сформировались в палеопротерозое при последовательном проявлении гранулитового метаморфизма (около 2.1 млрд лет назад), сменившегося метаморфизмом амфиболитовой фации с сопутствующей гранитизацией (2.0-1.8 млрд лет назад).
Ключевые слова: Урал, архей, палеопротерозой, полиметаморфическийкомплекс, гранулитовыйметаморфизм, циркон.
GEOCHRONOLOGICAL HISTORY OF METAMORPHISM OF ROCKS OF PRERIPHEAN FORMATIONS, THE WESTERN SLOPE OF THE SOUTHERN URALS
A. M. Pystin, Y. L. Ronkin, S. Sindern, Ju. I. Pystina
1 Institute of Geology, Komi Science Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia,
2 Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS, Ekaterinburg, Russia,
3 Institute of Mineralogy and Economic Geology of RWTH University, Aachen, Germany
The Early Precambrian age is most authentically established for the polymetamorphic complexes of the paleocontinental zone of the Southern Urals. They are composed of Archean (up to 3.5 Ga) and Paleozoic rocks. The lowest limit of the early granulite metamorphism affecting the Archean formations is ca. 2.8 Ga. The gneiss-migmatite complexes were formed by successive manifestations of granulite metamorphism (2.8 Ga) which was replaced by the amphibolite facies metamorphism and accompanying granitization (2.0-1.8 Ga).
Keywords: the Urals, the Archean, the Paleoproterozoic, polymetamorphic complex, granulite metamorphism, zircon.
Имеющиеся геофизические данные свидетельствуют о продолжении структур кристаллического фундамента Восточно-Европейского крато-на под палеоконтинентальной зоной Урала [1,18,20]. Это обстоятельство дает основание для интерпретации по крайней мере некоторых из приуроченных к этой зоне (традиционно называемой западным склоном Урала) высокотемпературных метаморфических (полиметаморфических) комплексов как тектонически перемещенных фрагментов кристаллическо-
го основания прилегающей с запада платформенной области.
Распространенные на западном склоне Урала полиметаморф ические комплексы различаются по вещественному составу, структурам и особенностям метаморфизма пород. Среди них нами [11] выделяются: гнейсо-гранулитовые, гнейсо-мигматитовые, эклогит-гнейсовые, гранулит-метаба-зитовые, эклогит-сланцевые и кристаллосланцевые комплексы (рис. 1).
Большинство из этих комплексов по ряду признаков (высокой степени
метаморфизма пород, «неуральской» ориентировке структур и геохронологическим данным) можно отнести к нижнедокембрийским (домезопроте-розойским) образованиям. При этом следует признать, что достаточно высокая степень обоснованности ранне-докембрийского возраста пород пока достигнута только в отношении гней-со-гранулитовых и гнейсо-мигмати-товых комплексов. В интерпретации возраста пород других полиметаморфических комплексов западного склона Урала имеются разногласия.
Рис. 1. Схема расположения метаморфических комплексов Урала (по [10] с дополнениями): 1—2 — палеозойские формации: 1 — палеоокеанические, 2 — палео-континентальные; 3 — осадочный чехол Восточно-Европейской платформы; 4—8
— нижнедокембрийские полиметамор-фические комплексы: 4 — гнейсо-грану-литовые, 5 — гнейсо-мигматитовые, 6 — кристаллосланцевые, 7 — эклогит-гней-совые и эклогит-сланцевые, 8 — грану-лит-метабазитовые; 9 — верхнепротерозойские образования, преимущественно претерпевшие зеленосланцевый метаморфизм. Метаморфические комплексы: 1 — малыкский, 2 — марункеуский, 3 — хан-мейхойский, 4 — париквасьшорский, 5 — хараматалоуский, 6 — хордьюский, 7 — неркаюский, 8 — няртинский 9 — тара-ташский, 10 — александровский, 11 — уфалейский, 12 — восточно-уфалейский, 13 — белорецкий, 14 — максютовский, 15
— салдинский, 16 — мурзинско-адуйс-кий, 17 — ильменогорский, 18 — сысерт-ский, 19 — кочкарский, 20 — мариинский, 21 — адамовский, 22 — текельдыта-уский, 23 — кайрактинский, 24 — тал-дыкский. Основные области развития докембрия: 25 — Центрально-Уральская зона, 26 — Кваркушское поднятие, 27 — Башкирское поднятие
Фактический материал
и его интерпретация
В геохронологическом отношении наиболее изученными являются тараташский гнейсо-гранулитовый и александровский гнейсо-мигматито-вый комплексы. Поэтому именно они представляют наибольший интерес для расшифровки ранних этапов эволюции полиметаморфических комплексов западного склона Урала. Недавно было выполнено обобщение по изотопной геологии древнейших образований Южного Урала, где основное внимание уделялось тараташскому комплексу [15]. С учетом этого обстоятельства в данной статье мы ограничились очень кратким описанием геологического строения и геохронологической истории тараташского комплекса и отдали приоритет характеристике александровского комплекса.
Тараташский комплекс расположен в северной части Башкирского поднятия на границе Среднего и Южного Урала среди вулканогенно-осадочных образований айской и саткин-ской свит нижнего рифея. Он занимает площадь около 400 км2 и имеет форму вытянутой в северо-северо-восточ-ном направлении и выгнутой к востоку линзы. Геологическое строение комплекса, особенности веществен-
ного состава пород и их метаморфизма наиболее детально были изучены при геологосьемочных работах м-ба 1:50000, выполненных в 1967—1975 гг. [6]. В разрезе тараташского комплекса выделяется ряд свит, которые отличаются соотношением в разрезе ос -новных разновидностей пород: гипер-стеновых плагиогнейсов, мигматизи-рованных двупироксеновых кристаллических сланцев и метакоматиитов. Подчиненное значение в строении комплекса имеют биотитовые гнейсы с гранатом, кордиеритом, силлиманитом, графитом, а также кварциты, железистые и графитовые кварциты. Обобщенный разрез тараташского комплекса выглядит следующим об-
разом: в его нижней и средней частях преобладают породы основного ряда, в верхней — плагиогнейсы, кварцито-гнейсы и кварциты. Все перечисленные породы рассекаются многочисленными дайками диабазов и пикри-тов. Ранние структуры, хорошо сохранившиеся в северной части комплекса, ориентированы в восточном-севе-ро-восточном направлении, дискор-дантном по отношению к субмериди-ональному структурному плану риф е-ид и уралид.
На основании И-РЪ БНИМР-П-датирования цирконов, выделенных из гнейсов тараташского комплекса, установлен древнейший на Урале палеоар-хейский возраст — 3504 ± 210 млн лет, совпадающий в пределах наблюдаемых погрешностей с Бт-^ модельными датировками ТОМ 3455±39 и 3490±37 млн лет валовых составов тех же самых образцов [14]. Эти цифры могут указывать на минимальный возраст протолитов гнейсов. Позднее аналогичные И-РЪ БНЫМР-П результаты были получены по цирконам из железистых кварцитов [3].
Один из наиболее обоснованных возрастных рубежей гранулитового метаморфизма, полученный также по циркону с помощью БНЫМР-П, соответствует значению 2792±86 млн лет [3]. Ранее он характеризовался интервалом 2.7-2.6 млрд лет.
Последующие эндогенные события, которые наиболее отчетливо выражены в хронометрии тараташского комплекса, проявились в возрастном интервале 2.07-1.78 млрд лет назад. По мнению А. А. Краснобаева и его коллег [3], датировки этого уровня фиксируют диафторез амфиболито-вой фации и сопутствующих процессов гранитизации. В цитируемой работе приводится И-РЪ БНЫМР-П-возраст цирконов из железистых кварцитов — 2037.2±9.1 млн лет. С. Син-дерном, Ю. Л. Ронкиным и их соавторами получены сопоставимые данные по цирконам из лейкосомы мигматитов — 2044±8 млн лет (И-РЪ, БНЫМР-П [22]) и по монацитам из метагранитоидов и метаосадочных пород — 2057±18 и 2073±47 млн лет (И-РЪ, ЬА 1С-МБ [15]). Заключительные стадии постгранулитового метаморфизма и гранитизации в породах тараташского комплекса датируются цифрами около 1.8 млрд лет.
Неоднозначна генетическая интерпретация многочисленных промежуточных значений возраста, полученных в последние годы на основа-
нии И-РЪ БНШМР-П и ГО-ТШБ-данных по цирконам, а также И-РЪ ЬА ГСР-МБ-данных по монацитам. Одними авторами [15, 22] они связываются с постгранулитовой магматической активностью (например, датировки 2461±36 и 2344±29 млн лет, И-РЪ БНЯШР-П; 2231±23 и 2210±22 млн лет, И-РЪ ЬА 1СР-МБ), другими [3] — с разномасштабными процессами преобразования гранулитовых цирконов (2611±17,2449±82, 2311±20 млн лет, И-РЪ БНШМР-П).
Александровский комплекс приурочен к региональному Зюраткульс-кому разлому, разделяющему Башкирский и Уралтауский мегантикли-нории. Комплекс представляет собой узкий тектонический клин длиной 25 и шириной 1.0-2.5 км (рис. 2), обрамляется карбонатными отложениями саткинской свиты нижнего рифея. В нижней (северной) части комплекса преобладают гранат-слюдяные плаги-огнейсы и кристаллические сланцы с переменным содержанием ставролита, кианита и силлиманита. Вверх по разрезу они сменяются гранат-амфи-боловыми и биотит-амфиболовыми плагиогнейсами с редкими прослоями гранат-слюдяных кристаллических сланцев. Верхняя, видимая часть разреза сложена гранито-гнейсами и амфиболитами, количество амфиболитов возрастает вверх по разрезу. Породы нижней части разреза интенсивно мигматизированы. При этом в лейкосоме мигматитов полевой шпат представлен исключительно плагиоклазом. В средней и верхней частях комплекса гранитный материал (с калинатровым полевым шпатом) представлен жилами аплитов и пегматитов, а также небольшими телами
Рис. 2. Геологическая карта александровского гнейсо-мигматитового комплекса (по [9]): 1-2 — саткинская свита (Я:): 1
— мраморизованные доломиты, 2 — мраморы доломитовые; 3 — айская свита (Я:): филлиты, сланцы филлитовидные, песчаники и гравелиты полимиктовые и ар-козовые; 4-9 — александровский комплекс (Р^): 4 — амфиболиты и амфибо-ловые плагиогнейсы с прослоями биоти-товых сланцев, 5 — гранито-гнейсы, 6 — амфиболиты, 7 — плагиогнейсы и плагио-мигматиты, жедрититы, амфиболиты, кварциты, 8 — апогаббровые амфиболиты, 9 — израндиты и метаизрандиты; 10
— геологические границы; 11 — тектонические границы; 12-15 — элементы залегания: 12 — слоистости, 13 — полосчатости, 14 — гнейсовидности, 15 — сланцеватости; 16 — реликтовая полосчатость
гнейсовидных гранитов. Почти полное отсутствие в составе александровского комплекса мигматитов с калинатровым полевым шпатом свидетельствует о том, что наблюдаемый на дневной поверхности разрез представляет собой глубинный срез гнейсо-мигматитового комплекса. Среди ин-
трузивных пород кроме отмеченных выше гранитоидов встречаются амфи-болизированные меланократовые габбро, имеющие местное название — израндиты (р. Изранда), метагаббро и метадиабазы.
Как и в других нижнедокембрий-ских метаморфических комплексах Урала, в александровском комплексе ранние структуры ориентированы дискордантно по отношению к структурам уралид, но ввиду того что рассматриваемый комплекс представляет собой очень узкий (1-2.5 км) тектонический клин, они выявляются с большим трудом. Ранее [9] было установлено, что обычно замеряемая в поле кристаллизационная сланцеватость субмеридиональной и северосеверо-восточной («уральской») ориентировки развивается параллельно осевым поверхностям складок, образованных метаморфической полосчатостью, которую с определенной долей условности можно соотнести с первичной неоднородностью пород, в том числе со слоистостью (рис. 3). «Неуральская» ориентировка ранних структур рассматриваемого комплекса выявляется также по резкой смене разреза метаморфических толщ при движении с северо-востока на юго-запад вдоль ориентировки Александровского клиновидного блока. Древний структурный план комплекса подтверждается также геофизическими материалами — полосообразным изменением интенсивности магнитного поля с субширотной ориентировкой полос. Замеры элементов реликтовой полосчатости и прослеживание границ между толщами разного литологического состава дают основание для вывода, что ориентировки ранних структур в александровском и тараташском комплексах не совпадают. В александровском комплексе простирание реликтовых структур северо-западное (300-330°), что близко к ориентировке структур в нижнедокембрийских комплексах северной части Урала [10].
Современный облик александровского комплекса, как и других гнейсо-мигматитовых комплексов Урала, определяется преимущественным распространением пород амфи-болитовой фации. Типичные минеральные парагенезисы, которые бы указывали на проявление гранулито-вой фации метаморфизма пород, в александровском комплексе пока не выявлены. Тем не менее есть ряд косвенных признаков, указывающих на
Рис. 3. Замещение полосчатых биотитовых плагиогнейсов гранат-кианит-биотито-выми плагиомигматитами в александровском комплексе (12 км к северу от дер. Алек-сандровка): 1 — биотитовые плагиогнейсы, 2 — гранат-кианит-биотитовые плагио-мигматиты; 3—5 — элементы залегания: 3 — гнейсовидности, 4 — полосчатости, 5 — сланцеватости
апогранулитовую природу метамор -фитов. Во-первых, это отчетливая вещественная и возрастная корреляция комплекса с гранулитсодержащими гнейсо-мигматитовыми комплексами, в частности с селянкинским комплексом Южного Урала. Во-вторых, это состав некоторых породообразующих минералов, указывающий на ультравысокотемпературные условия их кристаллизации. В частности, в плагиомигматитах встречены гранаты с содержанием пиропового компонента до 30 %, роговые обманки, имеющие состав паргасита и паргасит-га-стингсита, биотиты с содержанием ТЮ2 до 3.0 вес. %. В-третьих, это широкое проявление процессов плагио-гранитизации, обычно комплементарных с гранулитовым метаморфизмом. Наконец, в-четвертых, это постоянное присутствие в породах небольшого количества хорошо сохранившихся или в различной степени регенерированных округлых кристаллов циркона (рис. 4). Подобные образования характерны для ультравысокотемпе-ратурных метаморфических пород [19, 21, 23] и известны как цирконы типа «футбольного мяча». На Урале они впервые были описаны А. А. Краснобаевым [2] в гранулитах тара-ташского комплекса и выделены им в «гранулитовый» тип.
В изученных породах, так же как и в породах других гнейсо-мигматито-вых комплексов Урала, округлый метаморфический циркон встречается в разных модификациях. Его содержание в цирконовой мономинеральной фракции составляет 75—85 %. При этом кристаллы циркона могут быть лишь слегка округлыми, сохраняя ди-пирамидально-призматический габи-
тус, обусловленный развитием граней {100}, {110} и дитетрагональной дипирамидой {311} или дипирамидой {331} (рис. 4.1). В других случаях циркон приобретает полностью округлую, часто изометричную (шаровидную) форму (рис. 4.2—4.7). Зерна циркона имеют многочисленные мелкие грани, хорошо видимые при увеличении в 200— 300 раз, в отдельных случаях они заметны и под бинокуляром. Поверхность граней гладкая, блестящая. Внутреннее строение таких цирконов сравнительно однородное, но встречаются кристаллы с ядрами более древнего циркона (рис. 4.7). Кроме округлых кристаллов в породах присутствуют и другие морфологические разновидности цирконов, образование которых связано с разными этапами длительной и многостадийной истории полиметаморфизма [12, 13].
Максимальный установленный возраст догранулитовых эндогенных событий в александровском комплексе — 2696±13 млн лет. Он получен И—РЬ БНЫМР-П-методом по единичному зерну циркона из изран-дитов [4]. Авторы указанной публика-
ции оценивают эту датировку как возраст образования протолита.
РЬ—РЬ и И—РЬ 81М8-датировки единичных зерен цирконов «гранули-тового» типа из гранат-силлиманит-биотитовых плагиогнейсов александровского комплекса указывают на их кристаллизацию в возрастном интервале 2080—1997 млн лет назад [13]. При И-РЬ-датировании этих цирконов с помощью БНЫМР-П получены сопоставимые данные: 2095-2048 млн лет (табл. 1). Практически анализы всех кристаллов, за исключением двух, образуют дискордию с верхним пересечением 2081 ± 14 млн лет (рис. 5). По-видимому, эта цифра наиболее точно отражает время проявления метаморфизма гранулитовой фации. Близкий отмеченному выше возраст цирконов получен для селянкинско-го гнейсо-мигматитового комплекса, расположенного к востоку от александровского. И-РЬ БНЫМР-П возраст ранних генераций метаморфогенных цирконов в амфиболитах этого комплекса равен 2099±30 млн лет [5]. Учитывая особенности морфологии датированных цирконов, катодолюминесцентные изображения которых приведены в упомянутой статье, полученную цифру можно интерпретировать как время проявления гранулитового метаморфизма, а вмещающие округлые кристаллы цирконов амфиболиты рассматривать как апогранулито-вые образования. Тем более что в се-лянкинском комплексе установлены реликтовые парагенезисы гранулитовой фации [7]. Отметим, что и в других гнейсо-мигматитовых комплексах Урала известны цирконы «гранулитового» типа с изотопным возрастом кристаллизации около 2.1 млрд лет [13]. Реальность проявления двух этапов гранулитового метаморфизма в породах дорифейского разреза западного склона Южного Урала (на рубежах около 2.8 млрд лет назад в тара-
Рис. 4. Морфология и внутреннее строение цирконов «гранулитового» типа
Таблица 1
и—РЬ 8НЫМР-П-изотопные данные для цирконов «гранулитового» типа из плагиогнейсов александровского комплекса (образец А-8)
№ Проба- кратер 206РЬС % и ррш Тії ррш 206рь* ррш 20/рь */ 2°6рЬ млн лет ±1а (1) 207РЬ*/ 235и ±1а % С) 206РЬ*/ 238и ±1а % ЯИо О %
1 А8-8.1 0.02 609 136 193 2048 6 6.420 0.52 0.3684 0.41 0.788 1.29
2 А8-2.1 0.06 143 32 46.5 2044 11 6.549 0.96 0.3767 0.70 0.729 -0.82
3 А8-5.1 0.00 485 116 155 2080 6 6.597 0.79 0.3719 0.71 0.899 1.99
4 А8-1.1 0.10 223 77 72.6 2072 9 6.671 0.79 0.3777 0.59 0.747 0.31
5 А8-7.1 0.09 156 41 50.5 2085 13 6.715 0.95 0.3773 0.61 0.642 1.05
6 А8-4.1 0.01 167 66 54.3 2083 10 6.727 0.83 0.3784 0.59 0.711 0.70
7 А8-9.1 0.01 187 70 61.1 2080 10 6.755 0.79 0.3808 0.57 0.722 -0.02
8 А8-6.1 0.23 60 20 20.0 2092 22 6.900 1.50 0.3863 0.90 0.600 -0.66
9 А8-3.1 0.00 255 82 86.0 2095 8 7.020 0.70 0.3923 0.52 0.743 -1.84
Примечания: Образец отобран в 1.5 км к востоку от дер. Юрма. РЬс и РЬ* — нерадиогенный и радиогенный свинец соответственно. (1) — скорректировано по 204РЬ. РЬо — коэффициент корреляции между отношениями 207РЬ/235и — 206РЬ/238И. Б — дискордан-тность. Аналитик А. Н. Ларионов.
Таблица 2
и—РЬ Ш-Т1М8-данные для цирконов из милонитов александровского комплекса [22]
Образец РЬа ПД и ИД 206рЬ/204рЬс 207РЬ/204РЬ‘1 ±2о 20/РЬ/ 235уй ±2о 206рЬ/ 2-’8иЙ ±2 о Яііо 20/рь/206рь млн лет 20/рЬ/2«и млн лет 206рЬ/2.«и млн лет О %
1*85-3 1.8 6.62 4147.8 ±0.4 0.10785 0.00018 3.781 0.020 0.2542 0.0013 0.97 1764 1589 1460 17.2
Я85-4 3.82 10.61 3814.7 ±0.3 0.11307 0.00017 5.210 0.044 0.3342 0.0028 0.99 1849 1854 1859 -0.5
Примечания: а Ь — количество 207РЬ, 206РЬ, 204РЬ и и, с — скорректировано на трассер и фракционирование, а — атомные отношения, скорректированные на холостой опыт, трассер и фракционирование и нерадиогенный свинец.
ташском комплексе и 2.1 млрд лет назад в александровском комплексе) подтверждается также тем, что по полосчатым метапелитам карьера Радостный (тараташский комплекс) получены модельные датировки 2562—2159 млн лет, указывающие на палеопротеро-зойский возраст протолита [15]. Метаморфизм гранулитовой фации в этих породах, очевидно, не мог проявиться раньше 2.6 млрд лет назад. Логично предположить, что эти породы испытали метаморфизм гранулитовой фации около 2.1 млрд лет назад, как и породы александровского комплекса.
Нижний возрастной предел метаморфизма амфиболитовой фации в породах александровского комплекса определяет И—РЬ БНЫМР-П -дати-
ровка цирконов из амфиболизирован-ного израндита — 2022±15 млн лет [4]. Наиболее молодые возрасты, с которыми связываются процессы средневысокотемпературного диафтореза и гранитизации, имеют значения около 1850 млн лет (табл. 2, рис. 6). Сопоставимые данные получены по времени проявления метаморфизма амфиболитовой фации и гранитизации пород селянкинского комплекса; РЬ—РЬ и И—РЬ 81М8-определения единичных зерен цирконов находятся в интервале 1943—1818 млн лет [13].
Время проявления более низкотемпературных событий в породах александровского комплекса отчетливо фиксируется в МЬ-Бг и 40Аг—39Аг изотопных системах. МЬ-Бг-данные
для валового состава метаосадка и двух разноразмерных фракций белых слюд образца 83 (табл. 3) удовлетворяют линии регрессии, наклон которой в обозначенных координатах (рис. 7) соответствует возрасту 300.7 ± 0.8 млн лет, что в пределах погрешностей соответствует 40Аг—39Аг интегральным данным для белых слюд, выделенных из метаосадков (табл. 4, рис. 8).
В строении дорифейских поли-метаморфических комплексов западного склона Южного Урала участвуют архейские (вплоть до 3.5 млрд лет) и нижнепротерозойские породы. Нижняя возрастная граница раннего этапа метаморфизма гранулитовой фации архейских образований тара-
0.405
0.395
0.385
го
XI
о.
I 0.375
0.365
0.355
У
■
/210^^
2060 ”
2/ А
' 2040(0^2*
.2020 /
^ От 2081 ±14 млн лет
1231±370 млн лет
СКВО = 1.7
6.2
6.4
7.0
7.2
6.6 6.8 207РЬ/235и
Рис. 5. Диаграмма с конкордией для цирконов «гранулитового» типа из плагиогнейсов александровского комплекса (образец А-8)
Рис. 6. Диаграмма с конкордией для цирконов «гранулитового» типа из милонита александровского комплекса (образец 85, табл. 2). И-РЬ-возраст 1847 ± 4 млн лет
зад. Время проявления метаморфизма амфиболитовой фации в породах этого комплекса определяется интервалом 2022—1850 млн лет назад. Зеленосланцевый диафторез в породах александровского комплекса, происходивший, как установлено КЬ-Бг и 40Лг-39Аг-методами по белым слюдам, около 300 млн лет назад, по времени совпадает с основным этапом сжатия земной коры на Среднем Урале [8, 18] и, по-видимому, связан с эксгумацией полиметаморфических образований.
Эволюция высокотемпературных метаморфических процессов в полиметаморфических комплексах западного склона Южного Урала в целом соотносится с эволюцией метаморфизма пород раннедокембрийских комплексов прилегающей с запада Восточно-Европейской платформенной области. На Фенноскандинавском щите (Фенноскандия) также выделены аккреционно-коллизионные комплексы, сформировавшиеся в период 2.88— 2.58 млрд лет назад [16]. По-видимому, и в других литосферных сегментах, входящих в состав Восточно-Европейского кратона, в частности Волго-Ура-лии, фрагментами которой являются рассматриваемые нами объекты, в это время происходили подобные процессы. Палеопротерозойский гранулито-
Таблица 4
40Аг-39Аг-данные доя мусковитов (^Ш), выделенных из различных пород александровского комплекса [22]
Ступень Т(°С) 40Аг юг 39Аг ±1<т 38Аг 37Аг С1/К 36Аг Возраст ± 1с
нагрева млн лет
83А, \¥т, 80—125 цт, 1.63 т^, возраст 304 ± 7 млн лег, с гупени 2—8, С1/К < 0.0005
1 652 16420.6748±0.0060 355.4362 0.0006 7.2298±0.0003 0.00±0.00 0.0012±0.0001 6.4087±0.0002 298.3 0.6
2 694 13299.3865±0.0033 302.1049 0.0006 4.1555±0.0002 0.26±0.16 0.0002±0.0001 1.7368±0.0001 308.1 0.5
3 741 21340.4908±0.0026 495.2589 0.0007 6.7535±0.0002 0.00±0.00 0.0003±0.0001 1.9Ю5±0.0002 305.6 0.5
4 772 13959.5092±0.0044 321.2018 0.0005 4.2139±0.0002 0.00±0.00 0.0000±0.0001 2.0212±0.0002 303.2 0.7
5 805 111412.7607±0.0018 258.9748 0.0004 3.9347±0.0001 1.43±0.23 0.0004±0.0001 2.4343±0.0002 301.2 0.9
6 850 11367.9141 ±0.0029 253.7429 0.0005 3.8542±0.0002 0.00±0.00 0.0004±0.0001 2.5682±0.0002 304.6 0.8
7 929 17973.1902±0.0018 411.9294 0.0007 5.5923±0.0003 0.00±0.00 0.0001 ±0.0001 3.5051±0.0002 300.0 0.7
8 1079 13152.0859±0.0041 281.9828 0.0005 4.6351±0.0002 0.00±0.00 0.0004±0.0001 4.1512±0.0002 307.9 0.8
9 1389 6028.7669±0.0016 83.9644 0.0002 2.9244±0.0003 0.55±0.13 0.00Ю±0.0004 8.3825±0.0002 307.9 2.4
83В, \¥т ,250-500 цт, 1.80 тд, возраст 306 ±5 млн лет, ступени 3-6, 8, С1/К < 0.0005
1 661 5417.9611 ±0.0019 115.9106 0.0003 2.3137±0.0001 0.20±0.15 0.0012±0.0001 1,9323±0.0002 304.7 1.8
2 740 5336.5944±0.0020 119.4200 0.0003 1.5506±0.0003 0.00±0.00 0.0000±0.0000 1.5482±0.0002 298.2 1.9
3 740 28090.8889±0.0037 662.4222 0.0011 9.3012±0.0003 0.08±0.16 0.0004±0.0001 1.1682±0.0002 305.2 0.4
4 772 26724.9444±0.0031 628.7889 0.0011 8.8501±0.0003 0.52±0.13 0.0005±0.0001 0.9551±0.0002 306.3 0.4
5 807 11906.0556±0.0038 274.7339 0.0005 3.7193±0.0002 0.00±0.00 0.0003±0.0001 0.9715±0.0002 307.9 0.8
6 852 9248.4444±0.0030 209.8156 0.0004 2.8531±0.0002 0.69±0.17 0.0001±0.0001 1.7681±0.0002 303.2 1.0
7 930 12143.5556±0.0050 277.2039 0.0005 4.6875±0.0001 0.00±0.00 0.0009±0.0001 1.9019±0.0002 304.4 0.8
8 1082 13488.0556±0.003 1 299.2428 0.0005 4.6242±0.0002 0.42±0.15 0.0005±0.0001 2.5775±0.0002 309.5 0.6
9 1.391 6225.5556±0.0017 105.9539 0.0002 2.8971±0.0002 0.00±0.00 0.0011±0.0002 6.2105±0.0002 302.1 1.5
86, \¥т, 125-250 р.т. 1.59 ггщ. возраст 299±4 млн лет, ступени 1 -2, 4-6,36Лг/40Лг - 39Аг/40Аг изохрона. СКВО = 0.24, 40ЛгЛ6Лг0=256±23
1 661 33097.9874±0.0034 770.4969 0.0011 13.1249±0.0002 0.29±0.17 0.0009±0.0001 5.2688±0.0002 298.8 0.4
2 698 10702.6415±0.0019 251.4195 0.0004 3.4965±0.0002 0.90±0.16 0.0003±0.0001 1.0005±0.0002 301.9 0.8
3 741 14076.0377±0.0043 332.5069 0.0005 5.6344±0.0002 1.78±0.20 0.0009±0.0001 1,9034±0.0002 296.8 0.7
4 773 123 70.0629±0.0050 288.8767 0.0005 4.3559±0.0002 0.48±0.11 0.0005±0.0001 1,7804±0.0002 299.2 1.0
5 806 10477.2956±0.0010 243.6509 0.0004 3.8392±0.0003 2.26±0.17 0.0006±0.0002 1.7006±0.0002 298.8 0.9
6 851 9761.5723±0.0013 224.2824 0.0004 3.7285±0.0002 0.00±0.00 0.0007±0.0002 2.2953±0.0002 295.8 0.9
7 933 12449.3711±0.0055 283.4786 0.0005 5.1140±0.0003 1,00±0.14 0.0009±0.0001 3.4029±0.0001 295.0 0.6
8 1083 9609.5597±0.0035 202.3673 0.0004 4.0674±0.0003 0.00±0.00 0.00Ю±0.0002 4.1624±0.0001 301.9 0.7
9 1387 4932.8994±0.0016 56.9182 0.0003 3.2080±0.0002 1,25±0.11 0.0036±0.0004 8.7536±0.0001 300.7 2.6
Примечания: Все концентрации Аг даны в пиколитрах на грамм (рЬД); С1/К отношения рассчитаны исходя из содержаний 40Аг и 39Аг, изотопных отношений и времени облучения. I фактор, характеризующий величину нейтронного потока 0.0044.
Таблица 3
ЯЬ—8г-данные для милонитов александровского комплекса [22]
Образец Описание ЯЬ 8г 87ЯЬ/865г ±2о 878г/868г ±2о
83\\'г т 35.0 236 0.4358 0.0014 0.74331 0.00002
831^1 Wm. 250-500 цт 369 41.0 26.42 0.37 0.85480 0.00008
83Нё2 Шт, 80-125 цт 338 32.0 31.419 0.083 0.87589 0.00002
Примечание: Wг — порода в целом, — белая слюда.
Рис. 7. КЬ-Бг-эволюционная диаграмма для валового состава (^г) милонитизиро-ванного метаосадка и двух разноразмерных фракций белых слюд (№'ш) александровского комплекса (табл. 3). КЬ-Бг-возраст 300.7 ± 0.8 млн лет, СКВО = 0.14
ташского комплекса — 2.79 млрд лет. Гнейсо-мигматитовые комплексы сформировались в палеопротерозое при последовательном проявлении гранулитового метаморфизма, сменившегося метаморфизмом амфибо-
литовой фации умеренных давлений с сопутствующей гранитизацией. Нижний возрастной рубеж гранулитового метаморфизма, датированный по цирконам в породах александровского комплекса, — 2081 млн лет на-
320
t-
(V
Ц
X
с
5
и
го
Q.
п
о
СП
0.0
0.2
320
310
300
290
0.0
0.2
320
310
300
290
0.4
0.4
0.6
0.8
0.6
0.8
1.0
б 1 1
□ ^ ■ □ 1 1 1 1—1 -4 1 1 1 1 С
1.0
в
1 1 =Г
' 1 1—1 1 . , . , , , , t ,
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Выделенный 39Аг, %
Рис. 8. 40Аг-39Аг-спектры белых слюд из метаосадков александровского комплекса (образцы: а — 83А, б — 83Б, в — 86, табл. 4)
вый метаморфизм по времени корре-лируется [17] со слиянием Волго-Ура-лии с Сарматией (около 2.1 млрд лет), а более поздние процессы метаморфизма амфиболитовой фации и сопряженной с ней гранитизации — с объединением этих двух мегаблоков с Фен-носкандией (1.8—1.7 млрд лет).
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований РАН М12-И-5-2022.
Литература
1. Ананьева Е. М. Характер и особенности физических полей Урала // Методические рекомендации по интерпретации геофизических данных при крупномасштабном геологическом картировании. Свердловск, 1983. С. 11—12. 2. Краснобаев А. А. Циркон как индикатор геологических процес -сов. М.: Наука, 1986. 152 с. 3. Краснобаев А. А., Козлов В. И., Пучков В. Н. и др. Цирконология железистых кварцитов Тараташского комплекса на Южном Урале // ДАН, 2011. Т. 437. № 6. С. 803—807. 4. Краснобаев А. А., Пучков В. Н, Бушарина С. В. и др. Цирконология израндитов (Южный Урал) // ДАН, 2011. Т. 439. № 3. С. 394—398. 5. Краснобаев А. А., Вализер П. М., Русин А. И. и др. Цирконология амфибо-
литов селянкинской толщи Ильменских гор (Южный Урал) // ДАН, 2011. Т. 441. № 5. С. 661-665. 6. Ленных В. И., Панков Ю. Д., Петров В. П. Петрология и метаморфизм мигмати-тового комплекса // Петрология и железорудные месторождения мигмати-тового комплекса. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1978. С. 3-45. 7. Ленных В. П., Вализер П. М., Рассказова А. Д. Некоторые вопросы тектоники докембрия Урала в свете данных по метаморфизму // Геология и палеонтология Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. С. 71-74. 8. Пучков В. Н. Структурные соотношения докембрия и палеозоя на периферии Башкирского антиклинория // Докл. РАН. Сер. геол., 1997. T. 352. № 5. С. 667671. 9. Пыстин А. М. Александровский гнейсово-амфиболитовый комплекс // Вулканизм, метаморфизм и железистые кварциты обрамления тараташского комплекса. Свердловск, 1978. С. 3—33. 10. Пыстин А. М. Полиметаморфичес-кие комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука, 1994. 208 с. 11. Пыстин А. М., Пыстина Ю. П., Конанова Н. В., Потапов П. Л. Типизация нижнего докембрия Тимано-Североураль-ского региона. Сыктывкар: Геопринт, 2009. 36 с. 12. Пыстина Ю. П.
Минералогическая стратиграфия метаморфических образований Приполярного Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 124 с. 13. Пыстина Ю. П., Пыстин А. М. Цирконовая летопись Уральского докембрия. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 168 с. 14. Ронкин Ю. Л., Синдерн С., Маслов А. В. и др. Древнейшие (3.5 млрд лет) цирконы Урала: U-Pb (SHRIMP-II) и TDM ограничения // ДАН, 2007. Т. 415. № 5. С. 651—657. 15. Ронкин Ю. Л., Синдерн С., Лепихина
0. П. Изотопная геология древнейших образований Южного Урала // Литосфера, 2012. № 5. С. 50—76. 16. Слабу-нов А. П. Геология и геодинамика архейских подвижных поясов (на примере Беломорской провинции Феноскандинавского щита). Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2008. 296 с. 17. Bogdanova S. V., Gorbatschev R. and Garetsky R. G. The East European Craton. In: Selley, R.C., Cocks, L.R. and Plimer,
1.R. (Eds) Encyclopedia of Geology. Amsterdam; London: Elsevier Academic, 2005. 5. P. 34-49. 18. EchtlerH. P., Stiller M, SteinhoffF. et al. Preserved collisional crustal structure of the Southern Urals revealed by vibroseisms profiling // Science, 1996. V. 274. P. 224-226. 19. Hoskin P. W. O, Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Reviews in mineralogy and geochemistry, 2003. V. 53, P. 27-61. 20. Kashubin S., Juhlin C, Friberg M. et al. Crustal structure of the Middle Urals based on seismic reflection data // European Lithosphere Dynamics / D.G. Gee, R.A. Stephenson (eds.). Geological Soc., London, Memoirs. 2006. V. 32. P. 427-442. 21. Schaltegger U., Fanning C.M., GuntherD, Maurin J.C., Schulmann K, Gebauer D. Growth, annealing and recrystallization of zircon and preservation of monazitein high-grade metamorphism:conventional and in-situ U-Pb isotope, cathodoluminescence and microchemical evidence // Contrib. Miner. Petrol., 1999. 134. P. 186-201. 22. Sindern S., Hetzel R, Schulte B. A. et al. Proterozoic magmatic and tectono-metamorphic evolution of the Taratash complex, Central Urals, Russia // International Journal of Earth Sciences, 2005. V. 94. P. 319-335. 23. Vavra G, Gebauer D, Schmid R. Compston W. Multiple zircon growth and recrystallization during polyphase Late Carboniferous to Triassic metamorphism in granulites of the Ivrea Zone (Southern Alps): an ion microprobe (SHRIMP) study // Contrib. Miner. Petrol., 1996. 122. P. 337-358.
Рецензент д. г.-м. н. К. С. Иванов
