ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 1, с. 33-44
УДК 552.543+553.682(470.5)
МАГНЕЗИТОНОСНЫЕ СТРАТИФИЦИРОВАННЫЕ УРОВНИ И ИХ ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИРОДА В РИФЕЙСКИХ ДОЛОМИТОВЫХ ТОЛЩАХ ЮЖНОГО УРАЛА
© 2007 г. Л. В. Анфимов
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7;
E-mail: root@igg.e-burg.ru Поступила в редакцию 11.05.2005 г.
На Южном Урале в рифейском разрезе Башкирского мегантиклинория имеются три стратифицированных уровня магнезитоносных доломитов: нижнерифейский (бакало-саткинско-суранский), среднерифейский (авзянский) и верхнерифейский (миньярский). Доломиты характеризуются наличием тонкодисперсной ультрамикроскопической (порядка 1 мкм) вкрапленности магнезита, значения MgO/CaO в них >0.714. К магнезитоносным доломитам нижнего и среднего рифея приурочены метасоматические штоки, линзы, гнезда и крупные залежи магнезитов, образование которых обусловлено гидротермальной деятельностью. На участках, где следы гидротермального процесса в магнезитоносных доломитах отсутствуют, метасоматические тела магнезитов не обнаружены. Магнезитовые месторождения Южного Урала - типичные элизионно-гидротермальные образования, связанные с седименто-литогенезом карбонатных пород осадочно-породного бассейна, отложения которого представляли собой изохимическую систему. Ювенильные компоненты в формировании южноуральских магнезитовых месторождений не участвовали.
В Башкирском мегантиклинории на Южном Урале с рифейскими отложениями связано порядка 20 месторождений магнезита. Сходство геолого-генетических признаков месторождений магнезита в данном регионе [Анфимов, Бусыгин, 1982] позволяет их объединять в Южноуральскую магнезитовую провинцию (ЮУМП).
В нижнем рифее известен бакало-саткинско-суранский стратиграфический уровень, к которому приурочены магнезитовые месторождения: Ельничное, Саткинское, Никольское, Березов-ское, Петлинское, Шиханское, Рудничное, Иркус-канское, Кызылташское, Сюрюнзякское, Беле-турское, Азналинское, Исмакаевское, Юшинское. В среднем рифее четко обозначается авзянский уровень магнезитоносности с месторождениями: Семибратское, Веселовское, Катав-Ивановское, Байгазинское, Отнурское, Егоровы печи, Егорова поляна, Аболовское.
В верхнем рифее месторождения магнезитов отсутствуют. Со времени открытия магнезитов ЮУМП предметом особого внимания исследователей стали вопросы их генезиса. В настоящее время имеются три концепции о происхождении южноуральских магнезитовых месторождений: ювенильная гидротермально-метасоматическая [Заварицкий, 1920], осадочно-диагенетическая [Гарань, 1954] и экзогенно-гидротермальная [Анфимов, 1982]. Такие различные взгляды на генезис южноуральских месторождений магнезита
обусловлены противоречивостью их геологических признаков. Так, одни из них свидетельствуют об эпигенетичности магнезитовых залежей относительно вмещающих пород (метасоматоз), а другие - об их сингенетичности (стратификация рудоносных уровней).
Противоречивость генетических черт магнезитовых месторождений рифея ЮУМП указывает на необходимость изучения литологической природы магнезитоносных уровней. При этом следует выяснить особенности магниевой мине-рагении и ее связь с этапами карбонатообразова-ния и с геодинамическим развитием осадочно-по-родного бассейна.
В целом, статья написана по материалам исследований автора. При анализе взаимоотношений магнезитовых залежей с осадочными фациями и распределения MgO внутри рудных тел использованы результаты исследований Б.Д. Бусыгина на Саткинском месторождении. Вещество магнезитов и вмещающих рифейских доломитов изучалось разнообразными методами фазово-мине-рального анализа в Институте геологии и геохимии Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург. Рентгеновский анализ выполнялся Г.В. Пальгуе-вой и И.Г. Демчук (53 образца); дериватография -В.Г. Петрищевой (344 образца); электронная микроскопия - Л.А. Шерстобитовой (14 образцов); рентгеновское микрозондирование - Л.К. Ворониной (116 частных измерений концентраций Mg и
Рис. 1. Рифейские литологические мегакомплексы и их магнезитоносность в Южноуральской магнезитовой провинции.
Стратоны: AR-PRj - архей-нижний протерозой, тараташский метаморфический комплекс; Rj - нижний рифей, бур-зянская серия; R2 - средний рифей, юрматинская серия; R3 - верхний рифей, каратауская серия; V - венд, ашинская серия.
Свиты: ai - айская; st - саткинская; b - бакальская; msh - машакская; zg - зигальгинская; zk - зигазино-комаровская; av - авзянская; zl - зильмердакская; kt - катавская; pin - подинзерская; in - инзерская; mn - миньярская; uk - укская. 1-2 - литологические мегакомплексы: 1 - терригенный; 2 - терригенно-карбонатный.
Месторождения магнезитов: 1 - Саткинская группа (Ельничное, Саткинское, Никольское, Березовское); 2 - Бакальская группа (Петлинское, Шиханское, Рудничное, Иркусканское); 3 - Златоустовская группа (Семибратское, Веселов-ское); 4 - Катав-Ивановское; 5 - Байгазинское; 6 - Белорецкая группа (Отнурское, Егоровы печи, Егорова поляна, Або-ловское); 7 - Сюрюнзякская группа (Кызылташское, Сюрюнзякское, Белетурское); 8 - Исмакаевское; 9 - Юшинское. Месторождения 8, 9 приурочены к суранской свите (саткинский уровень Ямантауского антиклинория).
1 2
Ca, 6 профилей распределения Mg и Ca в доломитах).
Всем названным исследователям автор выражает свою признательность. Химические и спектральные анализы выполнялись в соответствующих лабораториях Института геологии и геохимии УрО РАН.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЮУМП
Башкирский мегантиклинорий, к которому приурочена магнезитовая провинция, слагается рифейскими осадочными образованиями, с угловым и стратиграфическим несогласием залегающими на архейско-нижнепротерозойских породах тараташского метаморфического комплекса [Гарань, 1954; Стратотип..., 1983; Маслов и др., 2001]. В данной работе рассматриваются только литологические мегакомплексы рифейского раз-
реза ЮУМП и вопросы тектоники формирования верхнедокембрийских отложений. Интересующихся стратиграфией рифея автор отсылает к процитированный выше литературе.
Литологические мегакомплексы
В рифейском разрезе ЮУМП (Башкирский мегантиклинорий) можно выделить два типа ли-тологических мегакомплексов - терригенный и терригенно-карбонатный [Анфимов и др., 2000; Анфимов, 2004б]. Рифейские серии слагаются в нижних частях терригенными, а в верхах - терри-генно-карбонатными литологическими мегаком-плексами (рис. 1). В составе терригенных мегакомплексов карбонатные породы присутствуют в количестве не более 15%. Мощность осадочных образований здесь составляет порядка 2 км, время накопления - до 150 млн лет (см. рис. 1). Тер-
ригенно-карбонатные мегакомплексы содержат терригенные образования в количестве не более 40%. Общая мощность отложений этих мегаком-плексов находится в пределах 2-3 км. Продолжительность их накопления достигает 200 млн. лет (см. рис. 1).
В целом, каждая из трех серий рифея представляет собой крупный трансгрессивный седи-ментационный мегацикл, состоящий из чередующихся названных мегакомлексов. Общая мощность отложений мегациклов - 4-5 км. Продолжительность накопления осадочных образований - 250-350 млн. лет.
Тектоника
Башкирский мегантиклинорий является крупной структурой в составе Центрально-Уральского поднятия.
По М.А. Камалетдинову [1974, 1977], мегантиклинорий представляет собой зону тектонического скучивания пород. Этот исследователь считает, что структура Башкирского мегантиклинория образована серией крупных субмеридиональных сложнопостроенных аллохтонных рифейских пластин.
Первоначально рифейский осадочно-пород-ный бассейн Башкирского мегантиклинория рассматривался как миогеосинклинальный [Шат-ский, 1945; Херасков, 1967; Келлер, 1952, 1973]. А.А. Пронин [1965] считал, что тектонические условия осадконакопления в рифее на западном склоне Урала были скорее платформенными, нежели миогеосинклинальными. Петрологические исследования докембрийских базальтов западного склона Южного Урала, проведенные Г.М. Га-пеевой [1963] и Д.С. Штейнбергом [1968], подтверждали существование платформенного режима развития региона.
Рифтогенная природа верхнедокембрийского вулканизма на западном склоне Южного Урала была показана А.Ф. Ротарем [1974], В.П. Парна-чевым [1982], В.Н. Пучковым [1984], А.А. Алексеевым [1984], а рифтогенный характер Башкирского мегантиклинория - Р.Г. Гарецким [1995]; К.С. Ивановым, Н.В. Федоровой [2000].
Проблема происхождения докембрийских структур западного склона Урала была системно рассмотрена С.Н. Ивановым [1981], который показал, что слагающие их рифейские комплексы имеют платформенный, диасхизный и рифтогенный характер.
Считается установленным, что Башкирский мегантиклинорий, как и другие докембрийские структуры западного склона Урала, представляет собой мегаблок-отторженец Восточно-Европейской платформы, вовлеченный горообразователь-
ными процессами в формирование складчатого Уральского пояса [Иванов, 1998; Хаин, 2001].
Геодинамическое развитие рифейского оса-дочно-породного бассейна на Восточно-Европейской платформе осуществлялось в два этапа, как это показано для платформенных бассейнов вообще [Маракушев, 1986; Симанович, Япаскурт, 2002]. В начальном додеформационном геодинамическом этапе происходило накопление рифейских отложений и их литогенез при прогрессивном погружении структуры. В последующем, деформационном этапе осадочно-породный рифейский бассейн испытал разнообразные дизъюнктивные дислокации, обусловившие активный водный эли-зионный режим, приведший к формированию зон гидротермального воздействия с выраженными метасоматозом и метаморфизмом.
МАГНЕЗИТОНОСНОСТЬ ЮУМП
В рифейском разрезе Башкирского меганти-клинория существуют разновозрастные стратиграфические уровни доломитов с металлогениче-ской магнезитовой специализацией [Анфимов, 1981, 1982]. Последняя выражается тонкодисперсной вкрапленностью магнезита, что обусловливает повышенные концентрации магния в доломитах (MgO/CaO > 0.714). Впоследствии эти стратиграфические уровни стали выделяться как геохимические магниевые горизонты: бакало-саткинско-суранский, авзянский, миньярский [Га-реев, 1989]. К первым
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.