CC BY
17
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2019 Геология Том 18, №1
ПЕТРОЛОГИЯ, ВУЛКАНОЛОГИЯ
УДК 551.22:552.31
Постостроводужный интрузивный магматизм Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала
И.Р. Рахимов
Институт геологии Уфимского ФИЦ РАН,
450077, Уфа, ул. Карла Маркса, 16/2. E-mail: ig@ufaras.ru.
(Статья поступила в редакцию 20 марта 2018 г.)
Показано, что постостроводужный интрузивный магматизм Западно-Магнитогорской зоны охватил интервал времени от позднего девона до позднего карбона. На основе новых геолого-минерально-геохимических данных и эволюционно-генетических реконструкций предложена новая схема систематизации всего многообразия магматитов в виде четырёх дискретных интрузивных серий: 1) габбро-норит-диоритовой, 2) габбро-диорит-гранитовой, 3) перидотит-габбро-диорит-гранитовой, 4) лампрофир-долеритовой. Каждая серия характеризуется особенностями морфологии тел, а также петрографии, минералогии и геохимии пород.
Ключевые слова: Южный Урал, Западно-Магнитогорская зона, интрузивный магматизм, минералогия, геохимия.
DOI: 10.17072/psu.geol.18.1.17
Введение
Фундаментальные проблемы постсубдук-ционного магматизма, предваряющего континентальную стадию развития земной коры, в последнее время стали особенно актуальными. Наряду с уже привычной моделью отрыва субдуцированного слэба и последующей коллизией островной дуги с окраиной континента (Пучков, 2010), сейчас активно развивается модель трансформного скольжения плит, происходящего после отрыва слэба и вызывающего подъём астеносферного диа-пира в область образовавшегося «окна» (Khanchuk et я1., 2016). Такая геодинамическая ситуация характеризуется специфичным типом магматизма, несущим смешанные геохимические признаки островодужной и внутриплитной обстановок. В геологической истории Южного Урала ярким примером по-стостроводужной стадии развития земной коры является эволюция Магнитогорского террейна в позднедевонско-каменноугольное время.
Западно-Магнитогорская зона (ЗМЗ) является частью Магнитогорского террейна, надвинутой на Уралтаускую структуру по Главному Уральскому надвигу (Казанцев и
др., 1992; Знаменский, 2009). Восточной границей ЗМЗ служит региональный Кизиль-ский разлом, имеющий западное падение (Знаменский, 2015). На всём протяжении ЗМЗ (более 200 км) прослеживаются многочисленные маломощные интрузивные тела (рис. 1), рвущие девон-раннекаменноуголь-ные вулканогенно-осадочные отложения и имеющие в основном раннекаменноуголь-ный возраст. Эти интрузивные образования ранее были систематизированы Д.Н. Сали-ховым с разделением их на четыре основных типа: 1) конформные тела габброидов тур-нейского возраста (файзуллинский, басаевский, верхнеуральский, утлыкташский комплексы); 2) дайки риолит-порфиров и доле-рит-порфиров визейского возраста (кизиль-ский комплекс); 3) дифференцированные по составу дискордантные тела визейско-серпуховского возраста (худолазовский комплекс); 4) дайки лампрофиров и роговооб-манковых долеритов позднекаменноугольно-го или раннепермского возраста (баишев-ский, гадельшинский, дайковый комплексы) (Салихов, Бердников, 1985; Салихов, Беликова, 2011; Салихов и др., 2011).
Первая группа тел объединялась по такому общему структурно-геологическому при-
© Рахимов И.Р., 2019
знаку, как приуроченность интрузивов к бортам синклинальных структур. По взаимоотношениям интрузий между собой был установлен более молодой возраст даек лам-профиров и долеритов относительно как первой группы тел, так и худолазовского комплекса. Неясными оставались геологическая позиция и критерии объединения разных по составу пород в единый кизильский комплекс. Проведённые автором данной статьи комплексные исследования позволили уточнить геологическую позицию, петрографию, минералогию, геохимию, а также возраст обозначенных интрузивных тел. В результате разработана новая схема расчленения позднедевонско-карбонового интрузивного магматизма ЗМЗ, представляемая в настоящей статье.
Рис. 1. Геологическая схема расположения позд-недевонско-карбоновых интрузий Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала (Рахимов, 2017): 1 - вулканогенно-осадочные комплексы островодужного генезиса ^-Б), 2 - вулканоген-но-осадочные комплексы постостроводужного генезиса (С), 3 - интрузивы габбро-норит-диоритовой серии (Бз/т), 4 - интрузивы габбро-диорит-гранитовой серии (С^-у), 5 - интрузивы перидотит-габбро-диорит-гранитовой серии 6 - дайки лампрофир-долеритовой серии ^Ь) (вне масштаба). Римскими цифрами обозначены: I - Имангуловская синклиналь, II - Бай-рамгуловский разлом, III - Верхнеуральская синклиналь, IV - Худолазовская синклиналь, V - За-падно-Сибайский разлом, VI - Уртазымская синклиналь
Методы исследований
Полевое геологическое изучение интрузивов со сбором представительной коллекции образцов было предпринято автором в 2012-2016 гг. Петрографическое описание шлифов выполнялось на оптическом микроскопе Axioskop 40 A Pol (Carl Zeiss). Химический состав пород определялся рентгено-флуоресцентным методом на приборе VRA-30 (Carl Zeiss) в ИГ УНЦ РАН, г. уфа. Микроэлементный состав пород получен методом ICP-MS на спектрометре ELAN 9000 с приставкой LSX-500 (Perkin Elmer) в ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург. Составы породообразующих и рудных минералов определялись в ИГМ СО РАН на сканирующем электронном микроскопе LEO 1430VP (Carl Zeiss) и на электронно-зондовом микроанализаторе JXA-8100 (JEOL), г. Новосибирск.
Изученные интрузивные образования систематизированы на основе традиционных геологических критериев: структурная позиция и морфология интрузивов, петрографические и эволюционно-генетические закономерности породных ассоциаций, а также их минеральный и химический состав. По этим признакам всё многообразие магматитов было расчленено на 4 последовательные интрузивные серии: 1) габбро-норит-диоритовая (D3fm), 2) габбро-диорит-гранитовая (C1t-v), 3) перидотит-габбро-диорит-гранитовая (328-324 млн лет/ U-Pb), 4) лампрофир-долеритовая (321 млн лет/Sm-Nd). Длительность магматизма составляет 40-45 млн лет. Каждая серия - это единая гомодромная ассоциация интрузивов отдельного тектоно-магматического цикла эволюции ЗМЗ, обладающих геологической, петрологической и геохимической общностью. Они во многом соответствуют понятию «петрографические серии», трактуемому Петрографическим кодексом (Петрографический..., 2009). В таблице дано сопоставление авторской схемы со схемой Д.Н. Салихова и примером систематизации магматизма ЗМЗ на государственных геологических картах.
Геологическое строение, петрография и минералогия
Габбро-норит-диоритовая серия объединяет два комплекса: файзуллинский и
Схемы расчленения позднепалеозойского (постостроводужного) интрузивного магматизма Западно-Магнитогорской зоны
Госгеолкарта-200 листа ]]-40-ХХУШ (Жданов и др., 2003ф) По материалам Д.Н. Салихова Схема И.Р. Рахимова
Комплекс (возраст) Комплекс (возраст) Комплекс Возраст (млн лет/метод) Форма залегания и состав Интрузивные серии
Худолазовский (0) Дайковый гадельшинский баишевский (Сэ-Р) Улугуртауский С2Ь (321/Бш- ш) Дайки лампрофир-долеритов Лампрофир-долеритовая
Худолазовский (С1У—в) Япрактинский С1Б Малые интрузии плагиогранитов Перидотит-габбро-диорит-гранитовая
Худолазовский С1У—Б (328-324/и-РЬ) Штоки, хонолиты шрисгеймит-габбро-диоритов
Кизильский (С1У2) Кизильский Ш-у Дайки и малые интрузии плагиогранитов Габбро-диорит-гранитовая
Петропавловский (СО Утлыкташс кий верхнеуральский басаевский файзуллинский (С111-У1) Утлыкташский басаевский Ш Силлы, дайки габбро-диоритов
Наурузовский файзуллинский Силлы, лакколиты габбро-норит-диоритов Габбро-норит-диоритовая
наурузовский. Первый развит в пределах Та-налыкской антиклинальной структуры, а второй - на западном крыле Верхнеуральской синклинали (рис. 1). Интрузивные тела морфологически представлены силлами, лакколитами, гарполитами. Размеры самых крупных массивов составляют 3.5*4.2 км при мощности более 200 м (Бахтигареевский лакколит), 0.8*5 км при мощности более 150 м (Наурузовский лакколито-силл). Геологическое положение тел характеризуется приуроченностью к зонам надвигов (разломы Западно-Сибайский, Байрамгуловский и др.) позднедевонского возраста. Возраст габбро-норит-диоритовой серии устанавливается по соотношениям с вмещающими породами как фаменский ^3Г). Интрузивы файзуллинского и наурузовского комплексов прорывают кремнистые отложения бугулыгырской толщи (D2ef), а также туфогенные и терриген-ные образования улутауской ф2—^у-Т), му-касовской и бугодакской (03Г—ш) свит, но не встречены в более молодых толщах зилаирской свиты ^3Йш-С^1). Одна из даек охарактеризованного ниже басаевского комплекса (габбро-диорит-гранитовая серия) рассекает Наурузовский массив.
Минеральный состав пород отвечает дифференцированному ряду от габбро-норитов (рис. 2, а, б) до диоритов. Дифференциация проявляется в пределах единых массивов и имеет антидромную направленность: верхние части лакколитов выполнены габбро-норитами, сменяющимися к подошве габбро-диоритами и диоритами (Бахтигаре-евский, Наурузовский массивы). Ортопи-роксен является одним из главных минералов габбро-норитов (20-50 %) и по составу соответствует энстатиту (Wo4.4En57.1Fs38.5-Wo4En69Fs27). Плагиоклаз - ведущий минерал всех типов пород (30-80%) и варьирует по составу от битовнита до андезина (Ап78-42). Клинопироксен по составу соответствует авгиту ^040—43.8ЕП40—44.86Fs11.36—20), его максимальное содержание (20%) установлено в габбр-диоритах. Самым распространённым рудным минералом пород является титано-магнетит (до 10 об. %).
Габбро-диорит-гранитовая серия включает три комплекса: басаевский, утлыкташ-ский и кизильский. Серия образует сплошной пояс интрузивов протяжённостью более 150 км, прорывающих различные по составу и возрасту отложения девона (улутауская,
бугодакская, мукасовская, зилаирская свиты, ярлыкаповская толща (D2ef)). По геологическим критериям серия датируется турнейско-визейским временем (С^-у).
Рис. 2. Шлифы пород разных интрузивных комплексов ЗМЗ (николи х): а) габбро-норит фай-зуллинского комплекса, б) габбро-норит науру-зовского комплекса, в) долерит басаевского комплекса, г) габбро утлыкташского комплекса, д) плагиогранит кизильского комплекса, е) шрис-геймит худолазовского комплекса, ж) оливин-амфиболовое габбро худолазовского комплекса, з) габбро-диорит худолазовского комплекса, и) диорит худолазовского комплекса, к) плагиогра-нит япрактинского комплекса, л) амфиболовый долерит-порфир улугуртауского комплекса, м) одинит улугуртауского комплекса
Басаевский комплекс представлен двумя морфологическими типами интрузивов: сил-лами и дайками. Они в основном имеют субмеридиональное простирание. Крупнейшими интрузивами являются силл «Маха» (размеры около 0.3*10 км с мощностью около 100 м) и дайка «Давлетовская» (длина около 10 км при мощности около 50 м). Тела сложены мелкозернистыми долеритами (рис. 2, в) и диоритами. Первые состоят из плагиоклаза (50-75 %, An62-49), амфибола (10-30 %, магнезиальная роговая обманка и черма-кит), моноклинного пироксена (до 15 %, Wo47.58-41.37En42.04-46.23Fs8.29-17.1X лейкоксени-зированного титаномагнетита (до 8%), пирита (до 7 %) и имеют диабазовую структуру. Вторые также выполнены резко зональным плагиоклазом (65-80 %, An37.2-14.6-4.3X амфиболом (10-30 %, чермакит), клинопироксе-ном (2-8 %, Wo46.7En44.3Fs9), (2-5 %)
и ильменитом (1-4 %), но имеют диоритовую структуру.
Утлыкташский комплекс образует субпластовые тела, локализованные на участке северного выклинивания ЗМЗ близ границ Имангуловской синклинали (рис. 1). Крупнейшим из них является расслоенный лопо-лит «Утлыкташский» (10*2,5 км, мощность 200 м), сложенный габбро, габбро-диоритами и диоритами. Породы (рис. 2, г) обладают среднезернистой габбровой и офитовой структурой. Количество плагиоклаза (АП55-30) в них варьирует от 55 до 85 %, а клинопироксена (Wo48En42Fs lo-Wo42Enз8Fs2o) - от 5 до 40 %. Третьим по распространённости минералом является ильменит, достигающий в габбро 16 %.
Кизильский комплекс образован различными по мощности (1-60 м) дайками северовосточного простирания, сложенными породами тоналит-трондьемитового типа. Некоторые из них секут интрузивы басаевского комплекса. Породы (рис. 2, д) сложены плагиоклазом (70-90%,Ап32-25), образующим порфировые вкрапленники и тонкозернистую основную массу, кварцем (5-20%), а также мусковитизированным биотитом (110%), хлоритизированной роговой обманкой (до 4%), лимонитизированным пиритом (до 3 %).
Перидотит-габбро-диорит-гранитовая серия включает два комплекса: худолазов-ский и япрактинский. Вмещающими породами интрузивов обычно являются отложения мукасовской, зилаирской и берёзовской (С^-у) свит. Худолазовский комплекс датирован и-РЬ методом по циркону и бадделеи-ту 328-324 млн лет (Салихов и др., 2012). Возраст япрактинского комплекса по геологическим данным определяется как серпу-ховский (С^).
Худолазовский комплекс представлен многочисленными хонолитообразными и штокообразными телами, образующими северо-восточный пояс протяжённостью около 70 км и секущими Худолазовскую синклиналь (мульду) (рис. 1). В истории формирования комплекса выявлены 4 последовательные интрузивные фазы: I - шрисгеймитовая, II - габбровая, III - габбро-диоритовая, IV -диоритовая (Рахимов, 2017).
I фаза образует несколько небольших (50-100 м) однородных штоков шрисгейми-тов в крайней западной части мульды. Поро-
ды (рис. 2, е) обладают пойкилитовой структурой и сложены оливином (40-45%, F086-82), амфиболом (10-30%, чермакит), моноклинным пироксеном (<10%, W020.76-47.94En44.65-75.47Fs3.77-7.48), а также рудными (до 10%, пирротин, халькопирит, пентландит, магнетит, хромшпинель) и другими минералами.
II фаза образует относительно крупные (до 3.5 км) дифференцированные хонолиты, сконцентрированные в осевой части Худола-зовской структуры. Породы (рис. 2, ж) обладают неравномерной зернистостью с пойки-ло-офитовой структурой и состоят из плагиоклаза (20-80%, АП77-42), амфибола (1020%, чермакит и Mg-роговая обманка), оливина (0-30%, F085-50), клинопироксена (220%, W027.26-48.98En40.8-67.8Fs5.65-28.84), реже биотита (0-6 %) и ромбического пироксена (до 5%, Wo3.2-3.9En6i.4-77.8Fsi6-35). Сульфидная вкрапленность в них (пирротин, халькопирит, пентландит, пирит) достигает 7 об. %.
III интрузивная фаза представлена различными хонолитоподобными телами габбро-диоритов, распространённых по всей площади мульды и за её пределами. Структура пород габбро-офитовая (рис. 2 з), в минеральном составе преобладают плагиоклаз (60-80 %, АП72-35), амфибол-чермакит (10-35 %) и клинопироксен (5-15 %, W044.55-47.67En37.9-46.6Fs7.27-i6.39). Рудные минералы (3-7%) представлены титаномагнетитом, ильменитом, пиритом.
IV фаза образует мелкие единичные тела диоритов в западной и центральной частях Худолазовской структуры. Породы средне-зернистые (рис. 2, и) и крупнозернистые c офитовой структурой и сложены главным образом двумя минералами - плагиоклазом (65-85 %, АП60-34) и амфиболом (10-30 %, чермакит). Реже развиты пироксен (до 5 %), пирит (до 10 %).
Япрактинский комплекс выделен пока по единственному массиву размером 100*300 м, прорывающему габбро-диоритовую залежь худолазовского комплекса и сложенному среднезернистыми плагиогранитами с пойкило-гранитовой структурой (рис. 2, к). Главными минералами в них являются плагиоклаз (65-75 %, АП23-0.9) и кварц (15-25 %). Встречаются также изменённые биотит и амфибол (до 5 %), а также магнетит с пиритом (до 5 %), апатит (до 2 %).
Лампрофир-долеритовая серия образует субмеридиональный пояс даек протяжённостью более 200 км и соответствует единому улугуртаускому комплексу. Дайки характеризуются однообразным строением при мощности около 0.5 м и выполнены мелкозернистыми порфировидными породами основного состава: амфиболовыми (рис. 2, л) и обыкновенными долеритами, лампрофирами (рис. 2, м) и переходными лампрофир-долеритами. Дайки местами образуют относительно плотные рои (например, у северозападной границы Уртазымской синклинали, внутри Худолазовской синклинали (рис. 1)) и во многих участках пересекают интрузивы всех вышеуказанных комплексов. Ориентировка даек обычно северо-западная (310— 330°) или северо-восточная (10-20°). Главными минералами пород являются плагиоклаз (50-70 %, АП79-12.5), моноклинный пироксен (1-45 %, W075-39En7.5-50.9FS9.9-17.5) и амфибол (0-30 %). Среди рудных минералов распространены ильменит и титаномагнетит. Вмещающими породами являются различные вулканогенно-осадочные образования девона и карбона. Улугуртауский комплекс датирован Бт-Кё методом по амфиболовому долериту возрастом 321±15 млн лет (Рахимов и др., 2014).
Петрогеохимия пород
Породы каждой интрузивной серии характеризуются определёнными петрогеохи-мическими особенностями. Так, габбро-норит-диоритовая серия отвечает пониженно-титанистым (ТЮ2 0.8-1.2 мас.%) базитам с нормальной щёлочностью (рис. 3) калий-натрового типа (Ка20/К20=3). Индекс маг-незиальности (М§0/(М§0+ТГеО+МпО) варьирует в пределах 50-30, индекс глино-зёмистости А1# (Al2Oз/(TFeO+MgO) обычно низкий (<1). Габброидам свойственны повышенные концентрации крупноионных ли-тофильных элементов (КИЛЭ) (Сб, ЯЬ, Ва) и пониженные уровни накопления высокозарядных элементов (ВЗЭ) (ЫЬ, Та, 2г, НЕ, У), в том числе редкоземельных элементов (РЗЭ) с ясным ЫЬ-Та минимумом на мультиэлемент-ной диаграмме (рис. 4). Им также свойствен чёткий РЬ-максимум.
Рис. 3. Номенклатурная TAS-диаграмма (Петрографический кодекс, 2009) для пород ЗМЗ: 1 -габбро-норит-диоритовая серия, 2 - габбро-диорит-гранитовая серия, 3 - перидотит-габбро-диорит-гранитовая серия, 4 - лампро-фир-долеритовая серия. Сплошная линия разграничивает нормальнощелочные и умереннощелоч-ные-щелочные породы
ASI=Al2Oз/(CaO+Na2O+K2O) составляет 1.52), низкими концентрациями КИЛЭ (Сб, ЯЬ, К) при отношении Ыа20/К20>4. В распределении РЗЭ отмечаются низкие концентрации средней группы элементов относительно лёгкой и тяжёлой. На диаграмме А1203-УЬ фигуративные точки пород распределяются в зоне континентальных гранитов (рис. 5).
10
j-
u 1
0,1
Низю-шинозёмисты {океанические :.................á $ )<^)богаи£нные ^яжёлыми РЗЭ
"Обеднённые гяжспыми РЗ" | <(>Высою- тинозёмистые континентальные i ■
10
15
АЬОз, мас.%
20
О i
02
Рис. 4. Нормированное на средний состав базальтов срединно-океанических хребтов (БСОХ) (по Наумову и др., 2010) распределение индикаторных элементов в средних составах основных пород разных интрузивных серий ЗМЗ: 1 - габб-ро-норит-диоритовой, 2 - габбро-диорит-гранитовой, 3 и 4 - перидотит-габбро-диорит-гранитовой (3 - II фаза, 4 - III фаза худолазов-ского комплекса), 5 - лампрофир-долеритовой
Габброиды габбро-диорит-гранитовой серии являются умеренно- и высокотитанистыми (ТЮ2 1-2.5%) породами, соответствующими в основном трахибазальтам и базальтам (рис. 3) с натровым типом щёлочности (Ыа20/К20=4-5). Индекс Mg# варьирует от 41 до 19, Al# обычно >1. Породы обогащены КИЛЭ (ЯЬ, Ва, Бг) и ВЗЭ (2г, НЕ, РЗЭ) относительно габброидов предыдущей интрузивной серии. На мультиэлементной диаграмме (рис. 4) спектры распределения проб характеризуются сильно варьирующим положением ЫЬ-Та минимума.
Гранитоиды этой серии характеризуются высокой глинозёмистостью (индекс Шенда
Рис. 5. Диаграмма AhO3-Yb (по Арту, 1983) для плагиогранитов кизильского (1) и япрактинского (2) комплексов
Химический состав пород худолазов-ского комплекса перидотит-габбро-диорит-гранитовой серии соответствует переходному типу между нормальными и умеренноще-лочными пикритами и базальтами (рис. 3). Петрохимические индексы Mg# и Al# варьируют в пределах 72-41 и 0.1-2.6 соответственно. Перидотиты и габброиды обеднены ВЗЭ (Nb, Zr, Y, РЗЭ) и КИЛЭ (Sr, Ba), но обогащены сидерофильными элементами (Ni, Co, Cr) в сравнении с габбро-диоритами и диоритами. На мультиэлементной диаграмме спектры пород II фазы (оливиновые габброиды) занимают более «низкую» позицию относительно пород III фазы (габброди-ориты) (рис. 4).
Кислые породы этой серии (япрактин-ский комплекс) характеризуются повышенной глинозёмистостью, индекс ASI составляет 1.44-1.65. Отношение Na2O/K2Ü очень высокое: 11-84. Породы неравномерно обогащены многими индикаторными элементами (Ti, Zr, Hf, Y), а характер распределения РЗЭ отличается сильно варьирующим значением (La/Yb)n отношений: 4.6-33.4. На диаграмме Al2Ü3-Yb фигуративные точки пород отвечают континентальным гранитоидам (рис. 5).
Породы лампрофир-долеритовой серии отвечают нормальнощелочным базитам с умереннощелочным уклоном (рис. 3). Для них характерна умеренная титанистость (ТЮ2 около 1.5 мас.%), индекс Al# составляет 0.8-1.1, а индекс Mg# варьирует в пределах 54-29. Распределение индикаторных микроэлементов характеризуется умеренной обогащённостью КИЛЭ (Cs, ЯЬ, Ва, Бг) и ВЗЭ (И, РЬ, РЗЭ), что по общим геохимическим критериям сближает породы данной серии с габброидами габбро-диорит-гранитовой серии (рис.4).
Обсуждение результатов
Тип распределения индикаторных микроэлементов в породах габбро-норит-
диоритовой серии на мультиэлементной диа-
грамме весьма характерен для базальтов надсубдукционного генезиса и свидетельствует о генетической близости с ними. Однако на дискриминационных диаграммах точки составов габбро-норитов не ложатся на поля островодужных базальтов и образуют тренды, смещённые в сторону внутрип-литных океанических базальтов (рис. 6). Формирование габбро-норит-диоритовой серии связывается с обстановкой коллизии «потухшей» Магнитогорской дуги и пассивной окраины Восточно-Европейского континента (Пучков, 2010). Впоследствии в структуре ЗМЗ возникли синклинальные структуры, заполнившиеся зилаирским флишем ^т-С^).
Рис. 6. Дискриминационные диаграммы AhOз/TЮ2-K2O (а) и (б) для пород ос-
новного состава (по Рахимову, 2017): 1 - габбро-норит-диоритовая серия, 2 - габбро-диорит-гранитовая серия, 3 - перидотит-габбро-диорит-гранитовая серия, 4 - лампрофир-долеритовая серия. ЩВБ - щелочные внутриплитные базальты, БОО - базальты океанических островов, БОД - базальты островных дуг
Базиты габбро-диорит-гранитовой серии характеризуются промежуточными геохимическими признаками (между базальтами океанических островов и базальтами островных дуг). Однако на дискриминационных диаграммах фигуративные точки попадают в поля базальтов океанических островов (рис. 6). По времени формирования данная серия совпадает с мощным базальт-риолитовым умереннощелочным и высокотитанистым вулканизмом гавайитового типа, проявившимся при раскрытии Магнитогорско-Богдановского «пулл-апарт» бассейна в смежной Восточно-Магнитогорской зоне (Бочкарёв, Язева, 2000; Салихов и др., 2014).
Геохимические параметры пород кизиль-ского комплекса сигнализируют об их выплавлении из плагиоклаз-амфиболитового
субстрата (Рахимов, 2017). Точки составов плагиогранитов на дискриминационных диаграммах попадают в поля гранитов и над-субдукционных, и внутриплитных обстано-вок (рис. 7). Это явление характеризует пла-гиограниты габбро-диорит-гранитовой серии как продукты частичного плавления остро-водужных пород коры ЗМЗ.
Худолазовский комплекс перидотит-габбро-диорит-гранитовой серии по многим параметрам аналогичен трапповым интрузивным комплексам Норильского района (Рахимов, 2017). На дискриминационных диаграммах точки составов худолазовского комплекса покрывают поля базальтов внут-риплитных и надсубдукционных обстановок (рис. 6). Известно, что для сибирских траппов весьма характерна «надсубдукционная»
геохимическая черта, несмотря на их внутриплатное происхождение (Иванов, 2011). Формирование худолазовского комплекса произошло уже после прекращения морского осадконакопления в ЗМЗ при относительно спокойной тектонической ситуации.
Рис. 7. Дискриминационные диаграммы AhOз/ (CaO+MgO)-TFeO (по Гребенникову и др., 2013) (а) и Yb-Ta (по Pearce et al., 1984) (б) для плагио-гранитов кизильского (1) и япрактинского (2) комплексов. КЗ - коллизионные зоны, ВО - внут-риплитные обстановки, СО - субдукционные обстановки, ЗС - зоны спрединга, ЗСП - зоны скольжения плит
Кислые породы этой серии (япрактин-ский комплекс) по геохимическим параметрам близки к плагиогранитам кизильского комплекса, что объясняется сходством составов их родоначальных субстратов. На дискриминационных диаграммах точки составов пород япрактинского комплекса также ложатся на поля гранитов внутриплитных и надсубдукционных обстановок (рис. 7).
Геохимические особенности пород лам-профир-долеритовой серии также являются промежуточными между надсубдукционны-ми и океаническими внутриплитными базальтами. Но на дискриминационных диаграммах точки составов пород попадают в поля базальтов океанических островов (рис. 6). Само формирование лампрофир-долеритовой серии даек связывается с проявлением наиболее ранних признаков завершающего этапа орогенных деформаций на Южном Урале, имевшего длительную ^2-Pl) историю (Пучков, 2000). В среднем карбоне происходит «закрытие» бассейнов с карбонатным осадконакоплением в Восточно-Магнитогорской зоне с частичным их перекрыванием флишоидами (Лутфуллин, 1975). Признаков морского осадконакопления в ЗМЗ в этот период времени нет. Тем не менее влияние субдукционного источника на
характер магматизма в Магнитогорской зоне до этого временного интервала ещё сохраняется.
Заключение
Проведённые исследования показали многообразие продуктов постостроводужно-го интрузивного магматизма Западно-Магнитогорской зоны. Полученные результаты позволили разработать новую схему систематизации этого магматизма. В период времени от позднего девона (D3fm) до позднего карбона (C1b) выделены четыре последовательные эволюционно-генетические интрузивные серии: 1) габбро-норит-диори-товая (D3fm), 2) габбро-диорит-гранитовая (C1t-v), 3) перидотит-габбро-диорит-гранитовая (328-324 млн лет/ U-Pb), 4) лампро-фир-долеритовая (321 млн лет/Sm-Nd).
Выделены два новых интрузивных комплекса: наурузовский габбро-норит-диорито-вый и япрактинский плагиогранитовый. Выяснено, что рассматриваемые ранее в единой группе (Салихов, Беликова, 2011) басаевский, утлыкташский и файзуллинский комплексы имеют резкие различия не только в минерально-геохимическом составе, но и в геологическом строении.
Отмечается, что на протяжении всего времени проявления интрузивного магматизма ЗМЗ в породах различных комплексов сохраняются надсубдукционные геохимические метки (Nb-Ta минимум, Pb-максимум и др.).
Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме № 0252-2017-0012 «Магматические системы в истории развития Южного Урала (геодинамические обстановки формирования и металлогеническая специализация)».
Библиографический список
Арт Дж. Г. Некоторые элементы примеси в трондьемитах - их значение для выяснения генезиса магмы и палеотектонических условий // Трондьемиты, дациты и связанные с ними породы. М.: Мир, 1983. С. 99-105.
Бочкарёв В.В., Язева Р.Г. Субщелочной магматизм Урала / ИГГ УрО РАН. Екатеринбург; 2000. 256 с.
Гребенников А.В., Попов В.К., Ханчук А.И. Опыт петрохимической типизации кислых вулканических пород различных геодинамических обстановок // Тихоокеанская геология. Т. 32, №3. 2013.С. 68-73.
Жданов А.В., Ободов В.А., Макарьев Л.Б. и др. Геологическое доизучение масштаба 1:200000 и подготовка к изданию госгеолкарты-200 территории листа N-40-XXVin (Учалинская площадь) // Отчёт по темам №608 и №140 в 2 кн.СПб., 2003. Кн.1. 284 с.
Знаменский С.Е. Структурная эволюция Ки-зильского разлома (Южный Урал) // Изв. Уфим. науч. центра РАН. 2015. № 4. С. 83-88.
Знаменский С.Е. Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала. Уфа: Гилем, 2009. 348 с.
Иванов А.В. Внутриконтинентальный базальтовый магматизм (на примере мезозоя и кайнозоя Сибири): автореф. дис. ... д-ра геол.-мин. наук / ИЗК СО РАН. Иркутск 2011. 31 с.
Казанцев Ю.В., Казанцева Т.Т., Камалетдинов М.А. и др. Структурная геология Магнитогорского синклинория Южного Урала. М.: Наука, 1992. 184 с.
Лутфуллин Я.Л. История геологического развития центральной части Магнитогорского мега-синклинория в каменноугольном периоде // Стратиграфия и геология карбона Южного Урала и восточной окраины Русской платформы/ БФАН СССР. Уфа, 1975. С. 145-155.
Наумов В.Б., Коваленко В.И., Дорофеева В.А. , Гирнис А.В., Ярмолюк В.В. Средний состав магматических расплавов главных геодинамических обстановок по данным изучения расплавных включений в минералах и закалочных стекол // Геохимия.2010.№ 12. С. 1266-1288.
Петрографический кодекс России / ВСЕГЕИ. СПб., 2009. 200 с.
Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПоли-графСервис, 2010. 280 с.
Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Гилем, 2000. 146 с.
Рахимов И.Р. Геология, петрология и рудо-носность позднедевонско-карбонового интру-
зивного магматизма Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала: дис. ... канд. геол. мин. наук. Уфа, 2017. 181 с.
Рахимов И.Р., Салихов Д.Н., Пучков В.Н., Ронкин Ю.Л., Холодное В.В. Башкирский Sr-Nd возраст завершающей стадии коллизионного магматизма Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала // Докл. Академии наук. 2014. Т. 457, №4, С. 445-450.
Салихов Д.Н., Беликова Г.И. Конформный ба-зитовый магматизм мягкой коллизии Магнитогорского мегасинклинория // Геологический сборник Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2011. № 9. С. 164-172.
Салихов Д.Н., Беликова Г.И., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. Магматизм Худолазовской мульды на Южном Урале // V Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии. Вулканизм и геодинамика/ ИГГ УрО РАН. Екатеринбург, 2011. С.163-166.
Салихов Д.Н., Беликова Г.И., Пучков В.Н., Эрнст Р., Сёдерлунд У., Камо С., Рахимов И.Р., Холоднов В.В. Никеленосный интрузивный комплекс на Южном Урале // Литосфера, 2012. № 6, С. 66-72.
Салихов Д.Н., Бердников П.Г. Магматизм и оруденение позднего палеозоя Магнитогорского мегасинклинория. Уфа, 1985. 94 с.
Салихов Д.Н., Мосейчук В.М., Холоднов В.В., Рахимов И.Р. Каменноугольный вулкано-интрузивный магматизм Магнитогорско-Богдановского грабена в свете новых геолого-геохимических данных // Литосфера. 2014. №5, С. 33-56.
Khanchuk A.I., Kemkin I.V., Kruk N.N. The Sikhote-Alin orogenic belt, Russian South East: Ter-ranes and the formation of continental lithosphere based on geological and isotopic data // Journ. of Asian Earth Sci. 2016. Vol. 120. P. 117-138.
Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // J. Petrology. 1984. Vol. 25. P. 956-983.
Post-Island-Arc Intrusive Magmatism of the Western Magnitogorsk Zone: Southern Urals
I.R. Rakhimov
Institute of Geology, Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences, 16/2 Karl Marx Str., Ufa 450077, Republic of Bashkortostan, Russia. E-mail: ig@ufaras.ru.
It is shown that post-island-arc intrusive magmatism of the West-Magnitogorsk Zone embraced the time from Late Devonian to Late Carbon. The new systematization scheme for all variety of intrusive formations is proposed based on the new geological-geochemical data and evolutionary-genetic reconstructions. It presents four discrete intrusive series: 1) gabbro-norite-diorite, 2) gabbro-diorite-granite, 3) peridotite-gabbro-diorite-granite,
4) lamprophyre-dolerite. Each series is characterized by original properties of the body's morphology and rocks petrography, mineralogy and geochemistry.
Key words: Southern Urals, Western Magnitogorsk Zone, intrusive magmatism, mineralogy, geochemistry.
References
Art J.G. 1979. Some Trace Elements in Trondhjemites - Their Implications to Magma Genesis and Paleotectonic Setting. In: Barker F. (Eds.) Trondhjemites, Dacites, and Related Rocks. Developments in Petrology, Elsevier Science, pp. 123132. doi: 10.1016/B978-0-444-41765-7.50008-3
Bochkaryov V.V., Yazeva R.G. 2000. Subshche-lochnoy magmatizm Urala [Subalkaline magmatism of the Urals]. Yekaterinburg, IGG UrO RAN, p. 256. (in Russian)
Grebennikov A.V., Popov V.K., Khanchuk A.I. 2013. Opyt petrokhimicheskoy tipizatsii kislykh vulkanicheskikh porod razlichnykh geodinamich-eskikh obstanovok [The case study of the petrochemical typification of acid volcanic rocks of different geodynamic settings]. Tikhookeanskaya ge-ologiya. 32(3):68-73. (in Russian)
Zhdanov A.V., Obodov V.A., Makaryev L.B. 2003. Geologicheskoe doizuchenie masshtaba 1:200000 i podgotovka k izdaniyu gosgeolkarty-200 territorii lista N-40-XXVIII (Uchalinskaya ploshhad) [Geological 1:200000 scale post-study and preparation the stategeomap-200 of the Sheet N-40-XXVIII territory (Uchalinskaya area) for publication]. Otchyot po temam №608 i №140, Kn.1, Sankt-Peterburg, p. 284. (in Russian)
Znamenskiy S.E. 2015. Strukturnaya evolyutsiya Kizilskogo razloma (Yuzhnyy Ural) [Structural evolution of Kizil Fault (Southern Urals)]. Izvestiya Ufimskogo Nauchnogo Tsentra RAN, 4:83-88. (in Russian)
Znamensky S.E. 2009. Strukturnye usloviya formirovaniya kollizionnykh mestorozhdeniy zolota vostochnogo sklona Yuzhnogo Urala [Structural conditions of formation of collisional gold deposits on the east slope of the Southern Urals]. Ufa, Gilem, p. 348. (in Russian)
Ivanov A.V. 2011. Vnutrikontinetalnyy ba-zaltovyy magmatizm (na primere mezozoya i kaynozoya Sibiri) [Intracontinental basaltic magma-tism (on the example of Mezozic and Cainozoic of Siberia)]. Diss. Dr. geol.-min. nauk, Irkutsk, IZK SO RAN. (in Russian)
Kazantsev Yu.V., Kazantseva T.T., Kamaletdinov M.A. 1992. Structurnaya geologiya Magnitogor-skogo sinklinoriya Yuzhnogo Urala [The Structural Geology of the Magnitogorsk Megasynclinorium of the Southern Urals]. Moskva, Nauka, p. 184. (in Russian)
Lutfullin Ya.L. 1975. Istoriya geologicheskogo razvitiya tsentralnoy chasti Magnitogorskogo
megasinklinoriya v kamennougolnom periode [The history of geological development of the central part of the Magnitogorsk megasynclinorium in Carboniferous]. Stratigrafiya i geologiya karbona Yuzhnogo Urala i vostochnoy okrainy Russkoy platformy. Ufa, BF AN SSSR, pp. 145-155. (in Russian)
Naumov V.B., Kovalenko V.I., Dorofeeva V.A., Girnis A.V., Yarmolyuk V.V. 2010. Sredniy sostav magmaticheskikh rasplavov glavnykh geodinamich-eskikh obstanovok po dannym izucheniya rasplavnykh vklyucheniy v mineralakh i zakalo-chnykh stekol [Average composition of magmatic melts of the main geodynamic settings according to study of melt inclusions in the minerals and tempering glasses]. Geokhimiya. 12:1266-1288. (in Russian)
Petrograficheskiy kodeks Rossii [Petrographic codex of Russia]. Sankt-Peterburg, VSEGEI, 2009, p. 200. (in Russian)
Puchkov V.N. 2010. Geologiya Urala i Priuraliya (aktualnye voprosy stratigrafii, tektoniki, geo-dinamiki i metallogenii) [Geology of the Urals and the For-Urals (actual problems of Stratigraphy, Tectonics, Geodynamics and Metallogeny)]. Ufa, DizaynPoligrafServis, p. 280. (in Russian)
Puchkov V.N. 2000. Paleogeodinamika Yu-zhnogo i Srednego Urala [Paleogeodynamics of the Southern and Middle Urals]. Ufa, Gilem, p. 146. (in Russian)
Rakhimov I.R. 2017. Geologiya, petrologiya i ru-donosnost pozdnedevonsko-karbonovogo intruzi-vnogo magmatizma Zapadno-Magnitogorskoy zony Yuzhnogo Urala [Geology, petrology and mineralization of Late Devonian-Carbon intrusive magma-tism of the Western Magnitogorsk Zone of the Southern Urals]. Diss. kand. geol.-min. nauk. Ufa. (in Russian)
Rakhimov I.R., Salikhov D.N., Puchkov V.N., Ronkin Yu.L., Kholodnov V.V. 2014. Bashkirskiy Sr-Nd vozrast zavershchayushchey stadii kollizionnogo magmatizma Zapadno-Magnitogorskoy zony Yu-zhnogo Urala [Bashkirian Sr-Nd Age of the Western Magnitogorsk Zone of the South Urals]. Doklady Akademii nauk. 457(4):445-450. (in Russian)
Salikhov D.N., Belikova G.I. 2011. Konformnyy bazitovyy magmatizm myagkoy kollizii Magnito-gorskogo megasinklinoriya [Conformal basic mag-matism of soft collision of the Magnitogorsk megasynclinorium]. Geologicheskiy sbornik. 9:164172. (in Russian)
Salikhov D.N., Belikova G.I., Puchkov V.N., Rakhimov I.R. 2011. Magmatizm Khudolazovskoy muldy na Yuzhnom Urale [Magmatism of the Khu-
dolazovsk Through on the Southern Urals]. In: V Vserossiyskiy simpozium po vulkanologii i pale-ovulkanologii. Vulkanizm i geodinamika. Yekaterinburg, IGG UrO RAN, pp. 163-166. (in Russian)
Salikhov D.N., Belikova G.I., Puchkov V.N., Ernst R., Soderlund U., Kamo S., Rakhimov I.R., Kholodnov V.V. 2012. Nikelenosnyy intruzivnyy kompleks na Yuzhnom Urale [Nickel-bearing intrusive complex on the Southern Urals]. Litosfera. 6:66-72. (in Russian)
Salikhov D.N., Berdnikov P.G. 1985. Magmatizm i orudeneniye pozdnego paleozoya Magnitogor-skogo megasinklinoriya [Magmatism and mineralization of Late Paleozoic of the Magnitogorsk megasynclinorium]. Ufa, p. 94. (in Russian)
Saklihov D.N., Moseychuk V.M., Kholodnov V.V., Rakhimov I.R. 2014. Kamennougolnyy vulkano-
intruzivnyy magmatizm Magnitogorsko-Bogdanovskogo grabena v svete novykh geologo-geokhimicheskikh dannykh [Carboniferous intrusive-volcanic magmatism of Magnitogorsk-Bogdanovka Graben in the light of new geological and geochemical data]. Litosfera. 5:33-56. (in Russian)
Khanchuk A.I., Kemkin I.V., Kruk N.N. 2016. The Sikhote-Alin orogenic belt, Russian South East: Ter-ranes and the formation of continental lithosphere based on geological and isotopic data. Journ. of Asian Earth Sci. 120:117-138. doi: 10.1016/j.jseaes.2015.10.023
Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrology. 25:956-983. doi: 10.1093/petrology/25.4.956
