CC BY
7
|УДК 552 4(234 853) Е.С. Вострецова
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ МЕЖДУРЕЧЬЯ РЕК УЙ И КАРАГАЙЛЫ-АЯТ (Восточно-Уральская мегазона): условия формирования
Введение. По современным представлениям Восточный Урал (по крайней мере в его южной части) в структурном отношении представляет собой квази-симметрично построенную мегазону, основная часть которой в последнее время выделяется в так называемую Кочкарско-Адамовскую зону Ее центральная часть (осевая подзона) имеет антиформную структуру, разбита серией поперечных (широтных) разрывов на несколько крупных блоков [Тевелев, 2005], сложенных автохтонными метаморфическими комплексами докембрия (9) и нижнего палеозоя и прорванных многочисленными гранитными плутонами Блоки существенно различаются по размеру, составу пород, структуре, возрасту и степени метаморфизма
На отрезке р Уй на севере до истоков р Карагай-лы-Аят на юге мы выделяем четыре таких блока
1) Чернореченский (от р Уй на севере до широты пос Тарасовка на юге), представленный биотит-гра-натовыми сланцами и амфиболитами еремкинской толщи раннего протерозоя,
2) Чесменский (южнее широты пос Тарасовка до широты пос Астафьевский), представленный метаар-козовыми филлитовидными сланцами солнечной толщи раннего карбона,
3) Кужебаевский (от широты пос Астафьевский на севере до р Карагайлы-Аят на юге), представленный гнейсами и кристаллическими сланцами средне-рифейской благодатской толщи,
4) Неплюевский (примерно до широты пос Бреды на юге), представленный метаграувакками рымникской свиты раннего ордовика
Нами проведен анализ вещественного состава минералов и выявлены минеральные парагенезы метаморфических пород, определены первичный состав и условия их формирования
Подробное описание геологического строения и петрографического состава метаморфитов приведено в статье [Вострецова, 2007]
Условия образования метаморфитов Для расшифровки условий и эволюции метаморфизма был применен метод физико-химического анализа параге-незисов минералов, суть которого сводится к выделению равновесных минеральных ассоциаций в изученных породах на основе их структурно-текстурных особенностей и состава главных породообразующих минералов
Биотит—гранат — это типичный парагенезис метаморфических пород различных фаций Он встречается и в изверженных породах, но отличается специфическим составом Расчет температур по гранат-
биотитовой ассоциации основан на обменном равновесии В1Мё+СЛРе=СпМ8+Вгре [Перчук, Рябчиков, 1976], которое с повышением температуры имеет тенденцию к смещению вправо Так как в земных горных породах не встречены гранаты более магнезиальные, чем биотиты, и эффект перераспределения магния в этой паре минералов значителен, то эту ассоциацию можно эффективно использовать для оценки температуры образования сланцев с гранатом
Результаты пересчетов для сланцев еремкинской толщи, сделанные с помощью геотермометра по гра-нат-биотитовому равновесию, указывают на амфибо-литовую фацию высоких давлений — 550—660° и 5— 5,5 кбар По гранат-амфиболовому геотермометру получены параметры метаморфизма для амфиболитов — 650—700° и 5,5—6,6 кбар, что также отвечает амфиболи-товой фации (рисунок) Давление контролировалось по амфибол-плагиоклазовому геобарометру (использованы данные А И Воскресенского) Местами сланцы содержат находящиеся в парагенезисе мусковит и хлорит, что указывает на формирование пород в условиях сравнительно низкотемпературного метаморфизма хлорит-мусковитовой фации, т е это более поздняя, наложенная стадия метаморфизма
Первичными для кристаллических сланцев еремкинской толщи являются высокоглиноземистые осадочные породы (алевролиты или глинистые сланцы), для амфиболитов — осадочные породы глинисто-карбонатного состава
По результатам пересчета для пород благодатской толщи можно сделать вывод, что на изученной территории имели место две стадии метаморфизма двуслю-дяная фация (600—635, 4,8—6,0 кбар) и хлорит-слюдяная (380—490, 1—3 кбар), рисунок Метаморфическими процессами были охвачены магматические породы и их жильная серия, а также вмещающие их осадочные образования
В породах обеих толщ отмечаются две фации метаморфизма — двуслюдяная (амфиболитовая) и хло-рит-мусковитовая, причем последняя замещает высокотемпературную биотит-мусковитовую ассоциацию Хлорит — наложенный минерал, замещающий биотит, что свидетельствует о регрессивной стадии метаморфизма, т е более позднее термальное воздействие привело к наложению на фрагменты обеих толщ регионального метаморфизма более низкотемпературной ступени — хлорит-мусковитовой фации
Имеются данные [Виноградов, Горожанин, 2000] о возрасте метаморфических пород (гнейсов) в районе Суундукского антиклинория Минеральная система
ю-
Температура, °С
Сланцы и амфиболиты еремкинской толщи Филлитовидные сланцы солнечной толщи
У
V ^ ) Сланцы и кварцитосланцы благодатской толщи
Гнейсы благодатской толщи Амфиболиты рымникской свиты
Положение метаморфичесских пород на схеме минеральных фаций метабазитов
гнейсов возникла в среднем ордовике, около 460 млн лет назад, для нее получены две Sm—Nd минеральные изохроны с одинаковым возрастом и начальным отношением 143Nd/144Nd — 463 ± 40 и 460 ± 7 млн лет соответственно Rb—Sr и К—Аг данные фиксируют этап последующих воздействий на породы с возрастом 260—270 млн лет Эти данные с достаточной степенью определенности свидетельствуют об отчетливом проявлении в пределах Восточного Урала ордовикского и раннепермского этапов метаморфизма Кроме того, В С Поповым [Тевелев, Кошелева, Попов и др , 2006] получены данные изотопного Rb— Sr-датирования плутонических пород джабыкско-са-нарского комплекса Несколько изохрон и эохрон дают относительно молодой возраст в интервале 255— 260 млн лет (возраст Джабыкского массива оценивается по данным Rs—Sr-датирования в 288,9+4,4-276,0+5,8 млн лет) Эти данные относятся к гранитам, претерпевшим в той или иной степени метаморфизм гидратации, о чем свидетельствует появление мусковита, который частично замещает плагиоклаз и биотит По мнению В С Попова, физический смысл этого эффекта связан с выносом Sr, сопровождавшем
процесс гидролиза полевых шпатов и замещение биотита мусковитом в ходе ретроградного метаморфизма гидратации, а не с нарушением изотопной Rb—8г системы в результате более молодого термального воздействия или привноса Rb
Минеральная ассоциация сланцев солнечной толщи характерна для филлитовой фации и местами для фации слюдяных сланцев (рисунок) Формирование пород происходило при температуре 300—350° и давлении до 2 кбар. Метаморфизму были подвержены аркозовые песчаники кварц-полевошпатового состава
Многие из перечисленных разностей сланцев рымникской свиты характеризуются тем, что порфи-робласты роговой обманки секут сланцеватость, но местами расположены параллельно ей Не исключено, что породы претерпели два этапа метаморфизма — при участии стрессового давления и вне стресса Минеральная ассоциация сланцев характерна для эпи-дот-амфиболитовой фации метаморфизма Первичными для амфиболовых сланцев являются осадочные породы глинисто-карбонатного состава, для кварц-полевошпатовых метаморфитов — магматические
Условия формирования метаморфических пород различных блоков Восточно-Уральской мегазоны
Блок, название толщи Типичные породы Характер метаморфизма, фация Температура, °С, давление, кбар Возраст метаморфизма
Чернореченский блок, еремкинская толща Сланцы кварцево-биотитовые со ставролитом, кианитом, гранатом Региональный метаморфизм амфиболитовой фации 550-600, 5-5,5 Докембрий (?), ордовик (?)
Амфиболиты 650-700, 5,5-6
Чесменский блок, солнечная толща Филлитовидные апотерригенные сланцы Динамометаморфизм Фации филлитовая и зеленых сланцев 300-350, 2 Ранний карбон
Неплюевский блок, рымникская свита Песчаники, сланцы — — —
Амфиболиты, амфиболовые сланцы Контактовый метаморфизм, амфиболитовая фация 600-700, 4 Ранняя пермь
Кужебаевский блок, благодатская толща Гнейсы Региональный метаморфизм двуслюдяной фации (наложенный — хлорит-мусковитовой фации) 380-490, 2 Средний ордовик (наложенный — ранняя пермь)
Сланцы, кварцито-сланцы 600-630, 4-6
Биотитовые амфиболиты
Температура формирования амфиболитов и ам-фиболовых сланцев рымникской свиты составляет около 600—700°С, давление — 4 кбар (рисунок) Сравнительно низкие значения давления для амфиболо-вых сланцев, по всей видимости, отвечают условиям контактового метаморфизма, вызванного внедрением Джабыкского массива гранитоидов
Заключение. Таким образом, региональный метаморфизм проявлен только в Кужебаевском и Черно-реченском блоках Изученные породы Чесменского блока подверглись преимущественно динамометамор-физму, а песчаники рымникской свиты (Неплюев-ский блок) — контактовому метаморфизму за счет
воздействия Джабыкского гранитного массива (таблица) Для регионально метаморфизованных благо-датской и еремкинской толщ характерно наложение более низкотемпературных фаций метаморфизма на более высокотемпературные, что, возможно, связано с внедрением раннепермских массивов гранитоидов или с проявлением ретроградного метаморфизма гидратации Возраст метаморфизма различен для разных блоков для Чернореченского — докембрийский (возможно, ордовикский), для Чесменского — раннека-менноугольный, для Кужебаевского — среднеордо-викский, для Неплюевского — раннепермский
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Виноградов В И, Горожанин В М и др Возраст мета-морфитов Восточно-Уральского поднятия 8т—Ыс1 и ЯЬ— Бг-изотопное датирование // Докл РАН 2000 Т 371 С 784-787
2 Вострецова Е С Метаморфические комплексы междуречья рек Уй и Каргайлы-Аят (Восточно-Уральская мега-зона геологическое строение и петрографические особенности // Вестн Моек ун-та 2007 № 5 С 63—67
3 Перчу к Л Л, Рябчиков ИД Фазовое соответствие в минеральных системах М Недра, 1976
4 Тевелев Ал В Южно-Уральский тектонический покров (строение и геодинамическая интерпретация) // Тектоника земной коры и мантии Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых Т 2 М ГЕОС, 2005 С 255-258
5 Тевелев Ал В, Кошелева И А , Попов ВС и др Палео-зоиды зоны сочленения Восточного Урала и Зауралья // Труды лаборатории складчатых поясов Вып 4 М Изд-во МГУ, 2006
Поступила в редакцию 24 04 2007
