научная статья по теме ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ОРДОВИКСКИХ И ДЕВОНСКИХ ДАЙКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ОФИОЛИТОВЫХ РАЗРЕЗОВ ЮЖНОГО УРАЛА И МУГОДЖАР Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ОРДОВИКСКИХ И ДЕВОНСКИХ ДАЙКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ОФИОЛИТОВЫХ РАЗРЕЗОВ ЮЖНОГО УРАЛА И МУГОДЖАР»

УДК 551.22(234.853+234.854)

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ ОРДОВИКСКИХ И ДЕВОНСКИХ ДАЙКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ОФИОЛИТОВЫХ РАЗРЕЗОВ ЮЖНОГО УРАЛА И МУГОДЖАР

© 2012 г. А. В. Рязанцев, А. А. Белова, А. А. Разумовский, Н. Б. Кузнецов

Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 23.11.2010 г.

В структуре палеозоид Южного Урала и Мугоджар дайковые и эффузивные комплексы верхних частей офиолитовых разрезов имеют ордовикский и девонский возраст. Среди ордовикских комплексов по петролого-геохимическим данным выделяется два типа. Для одного из них реконструируются надсубдукционные преддуговые обстановки формирования, для вторых — спрединговый бассейн типа СОХ, развивавшийся в непосредственной близости от островной дуги. Обстановки преддугового надсубдукционного спрединга характеризуют ордовикские дайки, слагающие блоки в меланже Сакмар-ской зоны. Цирконы из ассоциирующих с дайками плагиогранитов имеют возраст 456 ± 4 млн. лет. По-ляковский дайковый комплекс на севере Присакмаро-Вознесенской зоны ассоциирует с одноименной ордовикской (по конодонтам) кремнисто-базальтовой свитой. Комплекс имеет признаки вклада в его образование мантийно-плюмовой и субдукционной компоненты и, вероятно, сформирован при субдукции центра спрединга. Широким распространением пользуются дайковые и эффузивные комплексы, для которых геохронологическими и биостратиграфическими методами установлен ранне-среднедевонский возраст. По структурным и геохимическим признакам выделяются две группы комплексов. Одна представляет офиолиты, сформированные в обстановке медленного надсубдукционного рассеянного спрединга во второй половине раннего девона. Среди пород этой группы присутствуют бониниты. Вторая группа представляет офиолиты, сформированные в обстановке быстрого концентрированного спрединга бассейна. Офиолиты этой группы в основном характеризуют спрединг задугового бассейна, проходивший вплоть до второй половины эйфельского века среднего девона. Близкие по составу к первой группе дайковые серии типа "дайка в дайке" прорывают ост-роводужные комплексы раннеэйфельского возраста фронтальной части дуги. Цирконы из жил гранитоидов, сопровождающих эти диабазовые дайки имеют возраст 391.9 ± 3 млн. лет (позднеэйфель-ский уровень).

ВВЕДЕНИЕ

Офиолиты имеют широкое распространение на Южном Урале (рис. 1). Они подстилают девонские островодужные вулканогенные толщи Магнитогорской синформы (мегазоны), обнажаясь в ее краевых частях. Офиолиты также участвуют в строении краевых аллохтонов, надвинутых на структуры и комплексы палеоконтинентального сектора палеозоид, слагая крупные массивы и мелкие блоки в структуре меланжей. Офиолиты имеют структурные различия и вариации в составе слагающих их комплексов, свидетельствующие о формировании в различных геодинамических обстановках. Проблемам вещественной и возрастной типизации офиолитов Урала посвящено много работ [61, 62, 72, 102 и др.]. По относительному объему различных перидотитов в ре-ститовой части разреза выделяются лерцолито-вый и гарцбургитовый типы офиолитов, так же как это делалось для офиолитов других складчатых поясов [91 и др.]. Согласно современным данным перидотиты офиолитов лерцолитового типа представляют относительно слабодеплети-

рованную субконтинентальную мантию и/или глубинные части океанической мантии. В разрезе отсутствует комплекс параллельных даек. Формирование офиолитов связывается с начальным расколом континентальной коры [86 и ссылки в этой работе]. Офиолиты этого типа распространены, в основном, к западу от Магнитогорской синформы (массивы Нурали, Крака, Миндяк). Особенности структуры и состава пород в этих массивах указывают на то, что в раннем девоне (~400 млн. лет) эти офиолиты испытали переработку в надсубдукционных условиях [107]. Проблемы, связанные с лерцолитовым типом офио-литов, в настоящей работе не рассматриваются. Гарцбургитовый тип отличается полным разрезом офиолитовой ассоциации, соответствующим набору комплексов, принятому для офиолитов на Пенроузской конференции [95]. Считается, что перидотиты этих офиолитов представляют верхнюю истощенную океаническую мантию. На Южном Урале офиолиты этого типа слагают крупные (Хабарнинский, Кемпирсайский) и мелкие (Чингизовский, Калканский) аллохтон-

58° 60° в.д.

ные массивы, а также блоки в серпентинитовом меланже. Венчающий офиолитовый разрез дай-ково-лавовый комплекс, стратиграфически подстилает мощные серии девонских островодужных вулканитов. Верхнекоровые комплексы офиоли-тов гарцбургитового типа имеют в различный возраст и состав.

Рис. 1. Схема распространения основных структур и комплексов в западной части Южного Урала

1 — флиш, молассы и карбонатные отложения (С^ Р2); 2 — каменноугольные карбонатные и терриген-но-карбонатные отложения (С^); 3 — граувакки ^зйп); 4 — вулканогенные и вулканогенно-осадоч-ные островодужные толщи (Dl—Dз) и рифтогенные вулканиты (С!); 5 — вулканиты и ассоциирующие комплексы параллельных даек ^1) на севере и ^1_2) на юге; 6 — кварцито-сланцы суванякского комплекса (PZ, частично рв); 7 — эклогит-глаукофансланцевый максютовский комплекс; 8 — комплексы структур па-леоконтинентального сектора (докембрийские комплексы фудамента и ордовикско-среднедевонские тер-ригенно-карбонатные чехлы); 9 — вулканогенные и вул-каногенно-осадочные комплексы (V); 10 — осадочные, туфогенные и вулканогенные толщи (О, S, D); 11 — ма-фит-ультрамафитовые комплексы и серпентинито-вый меланж; 12 — гранитоиды (PZ2_з); 13 — тектонические границы. Римскими цифрами в кружках обозначены: I —Предуральский краевой прогиб; II — Центрально-Уральская мегазона: Башкирский анти-клинорий (11а), зона Уралтау (Пб); III — Зилаирский синклинорий, Кракинскиий аллохтон (Ша), Сакмар-ский аллохтон (Шб); IV — Магнитогорская мегазона и ее зоны: Присакмаро-Вознесенская (ПТУа), Актау-Та-налыкская (ШУб), Западно-Мугоджарская (ГVв), Западно-Магнитогорская (ПУг), Восточно-Магнитогорская (IУд); V — Восточно-Уральская мегазона. Цифрами в треугольниках обозначены районы и участки детальных исследований: 1 — Хабарнинский,

2 — Рамазановский, 3 — Актау-Таналыкский, 4 — Чин-гизовский, 5 — Акмантауский, 6 — Буйдинский, 7 — Поляковский, 8 — Кокпектинский, 9 — Шулдакский. К — Кемпирсайский массив

Изучение состава пород офиолитов и особенностей строения разрезов легло в основу различных их систематик, связанных с геодинамическими обстановками формирования. В складчатых поясах и в современных внутриокеанических об-становках выделяются несколько типов офиолитов, объединенные в две основные группы: не-надсубдукционные и надсубдукционные [86]. К ненадсубдукционным относятся офиолиты континентальных окраин — это отмеченный выше лерцолитовый тип, а так же офиолиты срединно-океанических хребтов и плюмовый тип. Офиолиты срединно-океанических хребтов (а также спрединговых хребтов задуговых бассейнов) имеют вариации состава, обусловленные близостью или удаленностью хребта от плюмов и преддуго-вых желобов. Надсубдукционные офиолиты могут фомироваться в преддуговых и задуговых об-становках на разных стадиях развития зоны суб-дукции. Отмечается, что базальтоиды современных спрединговых центров в задуговых бассейнах часто по составу идентичны базальтам СОХ [70]. Анализ состава пород офиолитов в складчатых областях показывает, что для большинства разрезов в той или иной степени доказывается связь с зоной субдукции или надсубдукци-онная природа [94].

При изучении состава магматических пород, учитывая вторичные изменения пород и метаморфизм, особое внимание уделяется относительно малоподвижным элементам: Т1, А1, Р, У, Zr, Nb, V, Сг, Со, N1, ТЬ, Та, редкоземельным элементам (РЗЭ). Содержание Т1 в породах коровых частей разрезов являются наиболее заметным признаком, и используется для классификации офи-олитов. Например, по [84] офиолиты разделены на высоко-, низко- и крайне низкотитанистую группы. Офиолиты высокотитанистого типа сопоставлены с магматизмом СОХ, низкотитанистые типы — с магматизмом бассейнов, связанных с островными дугами. Особенности состава базальтоидов и, в частности, содержания в них титана могут указывать на различие динамики и кинематики спрединга. Повышенные содержания Т1, с некоторыми ограничениями, рассматриваются как признак быстрого, а низкие, как признак медленного спрединга [33].

На Южном Урале широко распространены офиолиты, коровые части разреза которых сформированы в раннем девоне (~400 млн. лет) в над-субдукционной доостроводужной обстановке [4, 49]. В других разрезах породы дайкового комплекса и вулканиты по составу близки к базальтам срединно-океанических хребтов (СОХ), а возраст их по разным данным оценивается как ранне-среднедевонский или ордовикский, или является дискуссионным [26, 28, 62, 64, 65].

В ряде мест кремнисто-базальтовые комплексы, ассоциирующие с офиолитами, имеют возраст, отличающийся от возраста плутонических пород. В разрезе крупнейшего на Урале Кемпир-сайского массива кремни, расслаивающие эффу-зивы, содержат ордовикские конодонты [11, 20, 22], а для плутонических пород ассоциации изотопными методами определен девонский, или позднесилурийский возраст [62, 87, 92]. Девонский возраст определяется для плутонических пород Калканского массива, которые находятся в окружении ордовикского кремнисто-базальтового комплекса [4, 49, 79]. Присутствие ордовикских плутонических пород в офиолитовых разрезах ранее не было доказано, и эта проблема решается в данной работе.

Условно приняв разделение пород даек по содержанию ТЮ2 относительно единицы, нами выделены две группы этих пород, которые имеют ордовикский и ранне-среднедевонский возраст. В данной работе приведены результаты исследования комплексов обеих групп: анализ их структуры, данные определения возраста цирконов из гранитоидов, ассоциирующих с дайковыми ком-плесами, особенности химического состава пород, реконструированы геодинамические обстановки формирования офиолитов.

Анализ магматических пород на главные элементы был проведен рентгено-флюоресцентным методом в лаборатории ГИН РАН. Анализы на редкие и редкоземельные элементы выполнены метод

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком