CC BY
49
ж ‘Ве&ъ.Яик, октябрь, 2007 г., № 10
СТРУКТУРА ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ ХР. МАРУН-КЕУ (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ]
А Т іі • .
Д. г.-м. н.
А. М. Пыстин
reggeo@geo.komisc.ru
М. н. с.
А. В. Панфилов
Аспирант А. Н. Вшивцев
Аспирант К. С. Нейман
М. н. с. И. Л. Потапов
Изучением вещественного состава, структуры и метаморфизма докембрий-ских образований хр. Марун-Кеу мы занимались в течение трех полевых сезонов с 2005 по 2007 гг. В прошедший полевой сезон нами была выполнена структурно-метаморфическая корреляция ранее изученных разрезов, проведены дополнительные исследования на опорных участках, разработана модель формирования структуры распространенных здесь в различной степени дислоцированных и метаморфизованных пород.
Работы проводились в междуречье Бол. Хадаты и Немуръегана, включая район знаменитой Слюдяной Горки с выходами эклогитов, левые притоки р. Не-муръеган, бассейн р. Ингелоръеган, руч. Хабакова. Центральная часть этой территории, общей площадью около 300 км сложена марункеуским эклогит-амфиболитовым комплексом, который с запада, юга и востока обрамляется мета-морфизованными вулканогенно-осадочными образованиями, обычно объединяемыми в няровейский комплекс (рис. 1).
В строении марункеуского комплекса участвуют эклогиты, симплектит-эк-логиты и апоэклогитовые амфиболиты в ассоциации с метаультрабазитами, а также плагиогнейсы, плагиомигматиты и К-№ мигматиты. В относительно небольшом объеме, но почти повсеместно присутствуют продукты метасома-тического изменения метаморфических пород: гранатиты, существенно ро-говообманковые породы, жилы и обособления, сложенные омфацитом, часто в ассоциации с белой слюдой. Отмечаются также пегматитовые, аплитовые и кварцевые жилы. За пределами изученной нами площади, в северо-восточной части марункеуского комплекса, установлены породы с глаукофаном [5].
Вопрос о возрасте метаморфитов марункеуского комплекса остается спорным. Максимальные значения возраста пород, определенные путем К-Аг и РЬ-РЬ датирования минералов из эклогитов, составляют 1.70, 1.56, 1.54 млрд лет [5]. В последние годы сопоставимые значения возраста эклогитов (1.68 ± 0.07, 1.61 ± 0.07, 1.54 ± 0.15, 1.54 ± 0.14 млрд лет) были получены на основе ЯЬ-8г и Бш-№ изохронных систем по породе в целом и по метаморфогенным минералам, включая амфибол [1]. Эти данные указывают на то, что, во-первых, условия эклогитовой фации имели место на наиболее ранней стадии метаморфической истории марункеуского комплекса и, во-вторых, ультравысоко-барический метаморфизм, который обычно связывается с субдук-цией океанической коры, в пределах рассматриваемой территории проявился в ранне-докембрийское время, около 1.70 млрд лет назад, или даже ранее, если учитывать наличие в эк-логитах наложенного амфибола. Иная интерпретация возраста процессов эклогитообразо-вания дается на основе недавно полученных изотопных значений в интервале от 3.52 ± 5 до 360 ± 3 (в среднем 355.5 ± 1.5) млн лет по ЯЬ-8г минеральным изохро-нам эклогитов и амфиболитов [8]. Именно
этот интервал принимается как время проявления ультравысокобарического метаморфизма. Ранее близкое значение (366 ± 8.6 млн лет) было получено по 8ш-Ш минеральной изохроне [7].
В двух последних случаях анализировались породы, имеющие в своем составе белую слюду. Поэтому определения возраста в интервале 352— 366 млн лет могут указывать на время одного из этапов метаморфического преобразования эклогитов [1], связанного, например, с их эксгумацией [3]. Хотя нельзя полностью исключать и вероятность тектонического совмещения
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Марункеуской структуры (по [5] с дополнениями)
1 — няровейский комплекс (Я2): кварц-графитовые, кварц-се-рицитовые сланцы, конгломераты, серицит-хлоритовые сланцы с прослоями кварцитов, песчаников и мраморов, кварцит-сери-цит-хлоритовые тонкополосчатые сланцы с прослоями эффузи-вов; 2 — кварц-графитовые сланцы; 3 — марункеуский комплекс (РЯ1): переслаивание гранатовых, альбитовых, слюдистых, слюдисто-хлоритовых сланцев с гнейсами, гранито-гнейсами и эклогитами; 4 — район распространения эклогитов; 5 — породы с глаукофаном; 6 — гипербазиты; 7 — зоны нарушения; 8 — район Слюдяной Горки; 9 — район работ
разновозрастных эклогитов [1] и даже полихронность ультравысокобаричес-кого метаморфизма [5].
Няровейский комплекс в корреляционной схеме, принятой IV Уральским межведомственным стратиграфическим совещанием [4], подразделяется (снизу вверх) на верхнехарбейскую, минисейшорскую и лаптояхинскую свиты. В разрезе комплекса полимик-товые и аркозовые грубо- и среднеооб-ломочные породы сменяются зелеными аповулканогенными сланцами и далее углеродисто-кварцевыми, хлорит-серицит-кварц-альбиговыми сланцами, кварцитами, мраморизованными известняками. Возраст пород определяется залеганием их под фаунистически охарактеризованными верхнерифейскими толщами и условно датируется средним рифеем. В пределах изученной нами территории взаимоотношения марун-кеуского и няровейского комплексов тектонические.
Структура марункеуского комплекса
Н. Г. Удовкина [5], детально изучавшая эклогиты и ассоциирующиеся с ними породы в районе Слюдяной Горки, отмечает, что структурные элементы здесь в основном ориентированы в северо-северо-восточном и меридиональном направлениях. По данным В. И. Ленных [2], в юго-восточном “эклогито-вом” блоке марункеуского комплекса наиболее ранняя полосчатость, связанная с плагиогранитизацией эклогитов, имеет СЗ простирание (аз. 320-330°) и падает на ЮЗ под углом 40-50°. Более поздними являются зоны полосчатых мелкозернистых амфиболитовых бласто-милонитов с линзами гранат-омфацит-кварцевого состава и жилами метасома-тических эклогитов. Эти зоны также имеют СЗ простирание. Еще более поздние зоны с субмеридиональными, СВ простираниями структурных элементов, связанные с палеозойскими надвигами, широко развиты в северо-западной части марункеуского комплекса (“амфибо-литовом” блоке по [2]). На их фоне отмечаются участки с реликтовыми структурами СЗ простирания.
Выполненные нами исследования показали, что современный структурный облик марункеуского комплекса определяют асимметричные складки СЗ простирания (средний аз. прост. в районе Слюдяной Горки около 320°). Длинные крылья складок круто падают на ЮЗ, шарниры погружаются по аз. 200250° под углом не менее 50°. Фрагмент
такой складки откартирован нами к юго-востоку от Перидотитовой сопки (рис. 2). Породы, слагающие крылья отмеченных выше асимметричных складок, представляют собой интенсивно дислоцированные образования, испытавшие ранее по крайней мере два этапа пликативных деформаций. Кроме того, асимметричные структуры СЗ ориентировки осложняются более поздними по времени формирования слабоизогнутыми складками с различно ориентированными шарнирами.
Эволюция структурных преобразований пород марункеуского комплекса представляется нам следующим образом. На раннем этапе деформации пород вдоль первичных неоднородностей (слоистости, элементов расслоенности магматических образований, контактов и др.) развивались метаморфические плоскостные структуры: сланцеватость, полосчатость (80).
Деформация в конечном счете привела к формированию тесно сжатых и изоклинальных складок Б і с полого погружающимися шарнирами и круто ориентированными осевыми поверхностями, параллельно которым развивалась сланцеватость 8і. Ядра этих складок, образованные эклогитами и апоэклогитовы-ми амфиболитами, залегающими среди плагиогнейсов и плагиогранитогней-сов, хорошо сохранились в обнажениях по бортам руч. Няхарнеяшор в его среднем и верхнем течениях (рис. 3—5). К этой же генерации структурных элемен-
Рис. 2. Выход пластов плагиогнейсов среди эклогитизированных габброидов, эклогитов и симплектит-эклогитов. Слюдяная Горка. К ЮВ от Перидотитовой сопки. План
Рис. 3. Фрагмент полого залегающей изоклинальной складки. Ядро сложено эклогитами, крылья — плагиогнейсами. Истоки руч. Няхарнеяшор. Вид сверху.
тов относятся изоклинальные складки, образованные полосчатостью в гранат-амфиболитовых сланцах, обнажающихся на руч. Хабакова (рис. 6).
На втором этапе деформации крылья складок Б і сминались в складки разной степени сжатости ^2) с круто погружающимися шарнирами и круто залегающими осевыми поверхностями, вдоль которых развивалась сланцеватость 82. Примеры таких складок показаны на рис. 6, 7.
погр. шарн.
0 10 20 30 м
2 3 /Ъ
Рис. 4. Смятый в складки контакт эклогитов и плагиогранитогнейсов. Среднее течение
руч. Няхарнеяшор. Разрез.
1 — эклогиты и апоэклогитовые амфиболиты, 2 — плагиогранитогнейсы, плагиогнейсы и мигматиты, 3 — контакты пород
Рис. 5. Геологический план участка марункеуского комплекса. Истоки руч. Няхарнеяшор. 1 — эклогиты, апоэклогитовые амфиболиты, мусковитизированные эклогиты, гранатиты; 2 — плагиогнейсы, плагиогранитогнейсы, слюдяные сланцы; 3 — оси складок: а — антиклинальных, б — синклинальных; 4 — элементы залегания контактов пород; 5 — границы тел, наблюдаемые в обнажениях; 6 — предполагаемые границы тел
С третьим этапом деформации связано образование описанных выше (см. рис. 2) асимметричных складок (Бз) с крутым падением осевых поверхностей (8з) и круто погружающимися шарнирами. Изучение обнажений в бортах руч. Няхарнеяшор показывает, что ранние генерации складок, в том числе складки Б з, секутся жилами К-Ы а гранитов.
Складки Бз и связанные с ними плоскостные элементы 8з в свою очередь изогнуты в пологие складки с крутым падением осевых поверхностей и обычно круто погружающимися шарнирами. Выше отмечалось, что шарниры, наложенные на складки Бз, имеют различную ориентировку. Иногда это можно увидеть в одном обнажении (рис. 8).
Возможно, имеется несколько генераций, наложенных на складки Бз, но их точное количество и последовательность нам установить не удалось. По-видимому, эти деформации не внесли заметный вклад в современную структуру марункеуского комплекса.
Судя по полевым наблюдениям, наиболее вероятно проявление двух этапов деформаций, с которыми связано образование подобных складок и соответствующих
плоскостных элементов. Выделим их как Б4, Б5 и 84, 85.^
Следующий очень важный в истории геологического развития рассматриваемого района этап структурообра-зования обусловлен формированием палеозойских надвигов (Бб, 8б). Это этап образования зон средне-, низкотемпературных бластомилонитов субмериди-онального и СВ простираний, в целом согласных с ориентировкой тектонических границ марункеуского комплекса. В северо-западной и северной частях комплекса именно эти структуры и слагающие их породные ассоциации определяют его современный облик.
Структура няровейского комплекса
Для няровейского комплекса, залегающего в основании рифейского разреза Полярного Урала [4], по мнению многих исследователей, характерны линейные структуры, более или менее согласно обрамляющие глубокомета-морфизованные образования марункеуского эклогит-амфиболитового и рас-
Рис. 7. Две системы складок в плагиогнейсах. Изоклинальные складки с полого погружающимися шарнирами смяты в складки с круто падающими шарнирами. Слюдяная Горка. Вид с юга
Рис. 6. Две системы складок в гранат-амфиболовых сланцах.
Нижнее течение руч. Хабакова. План.
1 — лейкократовые гранат-амфиболовые сланцы; 2 — меланократовые Рис 8 Поёогие гладки с различн° ^иштар^нньши шарнира-гранат-амфиболовые сланцы; з — оси складок: Б1(а), Б2(б); 4 — эле- ми в плаги°граниг°гнейсах. Среднее течете руч. Хаба,к°ва. Вид менты залегания контактов пород с северо-востока
средней и сильнои степени сжатости с полого погружающимися шарнирами (рис. 10). Преобладающая ориентировка ранних структурных элементов как в западной, так и в восточной полосах разви-
тия няровейского _ ^ ^
Рис. 9. Реликты складок в рас^а^ованны^ oртocланцаx. Ручей,
комплекса северо западная.
впадающий с востока в оз. Ингилор в его северной части. План. 1 — сланцеватость; 2 — реликтовая полосчатость
положенного к югу от него харбейско-го гнейсомигматитового комплексов (см., например, рис. 1). В то же время отмечается, что рифейские толщи, окаймляющие названные выше метаморфические комплексы, отличаются латеральными изменениями в меридиональном направлении.
По данным А. В. Цымбалюка [6], в разрезе няровейского комплекса (свите, по А. В. Цымбалюку) на широте хр. Ма-рун-Кеу широко развиты графитистые сланцы и зеленокаменные метавулканиты. Южнее, в бассейне р. Лонготъеган, в составе комплекса преобладают хлорити альбитсодержащие сланцы, а еще южнее вновь возрастает роль основных вулканитов и графитистых кварцитов.
По мнению В. И. Ленных [2], узкая (2—4 км) полоса пород, обрамляющая марункеуский комплекс с востока, по составу отличается от других разрезов няровейского комплекса. Здесь наряду с графитистыми кварцитами, слюдяными сланцами и гнейсами гранитоидно-го состава встречаются линзы гиперба-зитов и глаукофановых эклогитов, что сближает этот комплекс пород, названный В. А. Ленных гердизским, с нижней серией максютовского эклогитсо-держащего комплекса на Южном Урале. Мы предполагаем, что появление “чужеродных” линз эклогитов и гипер-базитов в восточных разрезах няровейского комплекса связано с процессами формирования палеозойских надвигов.
Полевые наблюдения показали, что в няровейском комплексе, так же как и в марункеуском, широкое развитие получили процессы структурно-вещественного преобразования пород, обусловленные становлением уралид, в частности развитием надвигов, но здесь они носили исключительно низкотемпературный характер. Результаты изучения последовательности развития структурных элементов в породах няровейского комплекса дают основание считать, что складки и плоскостные структуры, связанные с надвигами, сформировались на третьем этапе деформации. Обозначим их Б3, 83. Более ранние структурные элементы в монотонных разрезах, выполненных однотипными породами, встречаются в виде реликтов (рис. 9). В разрезах, сложенных контрастными по составу породами, и особенно в разрезах включающих жилы и дайки гранитов, картируются асимметричные складки с крутыми падениями осевых поверхностей 82) и круто погружающимися шарнирами. Им предшествуют складки (Б1, 81)
Заключение
Таким образом, установлено, что в докембрийских образованиях хр. Ма-рун-Кеу структуры, связанные с процессами палеозойского надвигообразо-вания, наложены на более ранние складки северо-западной (“неуральской”) ориентировки.
Судя по соотношению гранитных тел с различными генерациями складок в изученных нами разрезах, можно сделать вывод, о том что три первых этапа складчатости в породах марункеуского комплекса проявились в доняровейское время. Этот вывод является дополнительным аргументом в пользу дорифейского возраста эклогитсодержащих толщ хр. Ма-рун-Кеу, так же как и дорифейского возраста наиболее ранних процессов ульт-равысокобарического метаморфизма.
Западная и восточная области развития пород няровейского комплекса характеризуются однотипным структурным планом и близкими составами пород, но отличаются степенью их метаморфизма. В восточных разрезах метаморфизм пород достигал по крайней мере условий эпидот-амфиболитовой фации (парагенезисы со ставролитом), а в западных не превышал условий зеленосланцевой фации. Это может быть связано с проявлением метаморфической зональности либо с различным уровнем эрозионного среза няровейского комплекса.
Литература
1. Анреичев В. Л., Ронкин Ю. Л., Серов П. А. и др. Новые данные о докембрийском возрасте эклогитов Марункеу (Полярный Урал) // ДАН, 2007. Т. 413. № 4. С. 503—506.
2. Ленных В. И. Доуралиды зоны сочленения Восточно-Европейской платформы и Урала // Метаморфизм и тектоника западных зон Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. С. 21—42.
3. Пыстин А. М., Пыстина Ю. И. Высокобарический метаморфизм в истории
Рис. 10. Складки с полого погружающимися шарнирами в зеленых ортосланцах. Аз. погр. шарн. 3000, угол 150. Ручей, впадающий с востока в оз.Ингилор в его северной части. Разрез. Вид с юго-востока
формирования земной коры Урала // Материалы Международного петрографического совещания. Т. 4. Апатиты: КолНЦ РАН, 2005. С. 194—195.
4. Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). Екатеринбург, 1994.
5. Удовкина Н. Г. Эклогиты Урала. М.: Наука, 1985. 286 с.
6. Цымбалюк А. В. Доордовикские и ордовикские отложения северной части Полярного Урала // Геология и полезные ископаемые Приполярного и Полярного Урала. Тюмень: Изд-во ЗапСибНИГНИ, 1972. С. 164—183.
7. Шацкий В. С., Симонов В. А., Ягоутц Э. и др. // ДАН, 2000. Т. 371. № 4. С. 519—523.
8. Glodny J., Austrheim H., Molina J. F. et al. // Geochim. et cosmochim. acta, 2003. V. 67. P. 4353—4371.
