ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 458, № 2, с. 182-187
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 55 (234.853)+551.82
НАВЫШСКИЙ ГРАБЕН-РИФТ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ КАК ФРАГМЕНТ РАННЕРИФЕЙСКОГО АВЛАКОГЕНА
© 2014 г. В. М. Горожанин, член-корреспондент РАН В. Н. Пучков, Е. Н. Горожанина, Н. Д. Сергеева, Т. В. Романюк, Н. Б. Кузнецов
Поступило 16.04.2014 г.
Б01: 10.7868/80869565214260168
Южный Урал — южная часть позднепалеозой-ского складчатого сооружения, образованного в результате коллизии восточной окраины континента Лавруссии и Казахстанского континента. При этом позднедокембрийские отложения авла-когенного этапа развития Восточно-Европейской платформы (ВЕП), распространенные на ее восточной (уральской) периферии, были вовлечены в складчато-надвиговые деформации фор-ланда. Эти позднедокембрийские отложения налегают на кристаллические породы тараташского комплекса с возрастом около 1780—2700 млн лет, по некоторым оценкам — до 3.5 млрд лет [1], которые являются самыми древними образованиям Южного Урала. Этот комплекс обнажен на севере осевой зоны Башкирского мегантиклинория (БА) и рассматривается как выступ Волго-Уральской части фундамента ВЕП. Наиболее древние неме-таморфизованные отложения БА — осадочные и вулканические породы навышской подсвиты ай-ской свиты. Они с размывом и несогласием залегают на кристаллических породах тараташского комплекса. Трансгрессивный контакт пород на-вышской подсвиты и тараташского комплекса установлен по результатам изучения горных выработок и скважин [2]. Контакт осложнен разрывными нарушениями, которые фиксируются зеленосланцевыми милонитами, к зоне контакта приурочены дайки габбро-диабазов. Непосредственно в обнажениях трансгрессивный контакт айской свиты с подстилающими образованиями тараташского комплекса ранее не наблюдали [3]. Впервые он описан в левобережье р. Мисаелга
Институт геологии Уфимского научного центра
Российской Академии наук, Уфа
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта
Российской Академии наук, Москва
Российский государственный университет нефти и газа
им. И.М. Губкина, Москва
Геологический институт
Российской Академии наук, Москва
в 8 км северо-восточнее дер. Аршинка и предложен в качестве эталонного для лимитотипа (стра-тотипа) стратиграфической границы нижнего ри-фея на Южном Урале [4]. Маркирующим событием для определения изотопного возраста нижней границы рифея послужил айский вулканизм, датированный по циркону U—Pb-методом (SIMS SHRIMP-II) 1752 ± 11 млн лет [5]. По дет-ритовым цирконам из кварцевых песчаников айской свиты вблизи трансгрессивного контакта ее с тараташским комплексом (55°32'34.74'' с.ш., 59°41'54.84'' в.д.) получены датировки (U-Pb-ме-тод LA-ICP-MS) от 3625 ± 53 до 1891 ± 23 млн лет [6], что не противоречит раннерифейскому возрасту навышской подсвиты.
Характеристика разрезов. Навышская подсвита айской свиты прослеживается в западном обрамлении Тараташского выступа непрерывной полосой длиной 40—50 и шириной 1—3 км (рис. 1). С юга на север вдоль контакта с Тараташским выступом можно выделить несколько типов разрезов навышской подсвиты [7] (рис. 2). Анализ изученных разрезов показывает, что на тараташском комплексе залегают разные части навышской подсвиты, причем в направлении с юга на север наблюдается омоложение ее базального уровня. Контакт во всех случаях рассматривается как трансгрессивный, фиксирующий угловое несогласие в подошве навышской подсвиты. В южном обрамлении Тараташского выступа (разрез 1) на кристаллических породах залегают конгломераты и песчаники нижней толщи навышской подсвиты, сложенные обломками метаморфических пород тараташского комплекса. В разрезах по северным отрогам горы Большой Миасс и у дер. Аршинка (разрез 2) прослежена верхняя (вулканогенно-осадочная) толща навышской подсвиты. Она сложена базальтами, их туфами и туфобрекчиями с прослоями кварцевых песчаников и гравелитов. В западном обрамлении Тараташского выступа в основании разреза навышской подсвиты наблюдается пласт (около 10—20 м) кварцевых гравелитов и песчаников. Контакт этих гравелитов с кри-
59°50'
59°40'
Рис. 1. Карта распространения отложений навышской подсвиты айской свиты в обрамлении Тараташского выступа и положение изученных разрезов ([5] (автор карты Н.Д. Сергеева) с изменениями): 1 — отложения верхнего рифея (ИРз); 2 — отложения саткинской свиты нижнего рифея (Кр1 81); 3 — отложения верхней толщи навышской подсвиты айской свиты (Ир! а12); 4—6 — отложения нижней толщи навышской подсвиты (Ир! а^): 4 — конгломераты, 5 — гравелиты, песчаники, 6 — вулканогенные породы; 7 — архей-раннепротерозойские породы тараташского комплекса (ЛК-РК1); 8 — разломы; 9 — граница выходов пород тараташского комплекса. Цифры в кружках — положение изученных разрезов. Номер соответствует номеру разреза на рис. 2. В разрезе 3 непосредственный контакт гравелитов айской свиты (навышской подсвиты) и выветрелых пород тараташского комплекса.
Ю--С
© © © © ©
Навыш Большой Миасс Газопровод Мисаелга Ушат
Малый Миасс пос. Аршинка
- - - 5 м
300 м
30 м
200 м
200 м
80 м
ГГг Г II
-гг Г 11
Г г г
ггг
г г г
г г
- Г т
40 м
X
EZ^
Рис. 2. Схема сопоставления типовых разрезов навышской подсвиты айской свиты. Положение разрезов показано на рис. 1: 1 — тараташский кристаллический комплекс; 2 — конгломерато-брекчии с обломками пород тараташского комплекса; 3 — гравелиты, песчаники кварц-полимиктовые; 4 — песчаники, алевролиты кварц-полимиктовые; 5 —вулканогенные породы (трахибазальты, туфы, туфопесчаники); 6 — кварцевые песчаники (аналоги липовской подсвиты [3]); 7 — дайки диабазов.
сталлическими сланцами вскрыт выемкой вдоль газопровода (разрез 3) и скважинами в районе пос. Мисаелга [2] (разрез 4). В северном разрезе по р. Ушат (разрез 5) на породах тараташского комплекса залегает верхняя вулканогенная толща навышской подсвиты. Она сложена лавами афи-ровых и порфировых трахибазальтов, с прослоями кварцевых песчаников. Из пород дайкового комплекса, распространенного в поле навыш-ских вулканитов, были датированы цирконы (SHRIMP), возраст которых оказался палеозойским [8]. Завершает разрез навышской подсвиты толща аркозовых песчаников, мощностью до 100 м, которая сопоставляется с песчаниками ли-повской подсвиты айской свиты Липовской антиклинали [4].
Тектоно-седиментационная модель. Породы айской свиты отнесены к грабеновой формации [2].
Песчаники и конгломераты навышской подсвиты имеют признаки субконтинентального мелководного генезиса, о чем свидетельствуют красноцвет-ность пород и наличие в них косой слоистости. Вулканогенные породы представлены лавами и лавовыми брекчиями с прослоями крупно- и среднеобломочных туфов, субвулканические породы — дайками диабазов, реже дацитов. В зоне контакта базальтов с вмещающими алевролитами развиваются гематитизированные корки закалки, указывающие на субаэральные условия вулканизма [9]. Лавовые покровы дифференцированы: в нижней части это зеленые диопсидовые трахибазальты, в средней — серые трахибазальты. Верхние части покровов сложены вишневыми афиро-выми миндалекаменными трахибазальтами, отмечаются лавобрекчии. Среди лавовых покровов залегают светлые аркозовые косослоистые песча-
3
7
Таблица 1. Содержание ряда петрогенных окислов (%) и микроэлементов (г/т) в трахибазальтах навышской под-свиты айской свиты нижнего рифея Южного Урала
Элемент Обр. P-75 Обр. P-76 Элемент Обр. P-75 Обр. P-76 Элемент Обр. P-75 Обр. P-76 Элемент Обр. P-75 Обр. P-76
Na2O 3.8 1.1 Zn 170 140 Sb 0.43 0.52 Tm 0.39 0.39
MgO 4.8 5.9 Ga 24 28 Te 0.05 0.05 Yb 2.9 2.7
AI2O3 15 14 Cs 0.15 0.26 Lu 0.35 0.37
K2O 3.5 3.8 As 2.7 2.7 Ba 1400 650 Hf 3.6 3.7
CaO 4.9 2.8 Se 1 1 La 50 43 Ta 0.99 0.86
T1O2 3.2 2.5 Rb 44 120 Ce 110 100 W 0.94 2.4
MnO 0.14 0.09 Sr 95 47 Pr 14 12 Re 0.003 0.003
Fe2O3 15 14 Y 33 32 Nd 57 52 Ir 0.01 0.01
Li 19 44 Zr 230 270 Sm 10 9.6 Pt 0.05 0.05
Be 1.7 1.5 Nb 25 22 Eu 3.4 3 Au 0.1 0.1
Sc 29 28 Mo 1.2 1.3 Gd 9 8.3 Hg 0.5 0.5
V 520 420 Rh 0.02 0.02 Tb 1.3 1.2 Tl 0.15 0.27
Cr 36 45 Pd 0.4 0.4 Dy 6.9 6.3 Pb 13 3.7
Co 46 50 Ag 0.2 0.2 Ho 1.2 1.1 B1 0.052 0.021
N1 55 67 Cd 0.16 0.11 Th 3.1 2.7
Cu 57 33 Sn 2.2 2.1 Er 3.3 3.1 U 0.74 0.68
Примечание. Образцы базальтов взяты в 6.2 км к северо-востоку (азимут 20°) от горы Большой Миасс (отм. 756.6 м); анализы выполнены масс-спектральным методом с индкутивно-связанной плазмой (масс-спектрометр Elan-6100 "Perkin Elmer") и атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (спектрометр 0ptima-4300 DV "Perkin-Elmer") (лаборатория ВИМС).
ники (косые слойки в них обогащены рудными минералами) [2, 4].
Песчано-гравийно-конгломератовые осадки основания навышской подсвиты отнесены к фации подножий склонов и прибрежных полос. Гра-вийно-песчаные осадки отнесены к фации русел равнинных рек. Песчаники с косой однонаправленной слоистостью с алеврито-глинистыми прослоями рассматриваются как пойменные образования. Светло-серые среднезернистые песчаники перекрывающей липовской толщи с косой слоистостью и линзами крупнозернистого и гравийного материала формировались в условиях при-брежно-аллювиальной равнины [4, 10, 11].
Химический состав базальтов (по данным
A.А. Алексеева, К.П. Иванова, Н.А. Румянцевой,
B.П. Парначева, А.А. Краснобаева и др.) свидетельствует об их повышенной щелочности, высокой калиевости (К2О 3—6%) и титанистости (TiO2 2—3%). Изучение петрохимических особенностей вулканических пород дало основание представлениям о континентально-рифтовой природе на-вышского магматизма. По геохимическим особенностям трахибазальты айской свиты отличаются от базальтов других рифейских комплексов (табл. 1). Их характеризует резкое преобладание легких редких земель (La, Ce) над тяжелыми (Yb, Lu) и отсутствие Eu-аномалии (рис. 3). Базальты имеют отрицательную Nb-аномалию (так называ-
емая субдукционная метка), которая ассоциирует с аномалией по 8г и Та, что нетипично для надсуб-дукционных магматитов. Вероятно, это связано с особенностями составов верхней мантии или контаминированного субстрата. В целом картина распределения редких элементов указывает на обогащенный мантийный источник. По геохимическим параметрам ф
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.