научная статья по теме ПРИРОДА И ВОЗРАСТ БАЗИТОВ ОФИОЛИТОВОГО МАССИВА РАЙ-ИЗ (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ) Математика

Текст научной статьи на тему «ПРИРОДА И ВОЗРАСТ БАЗИТОВ ОФИОЛИТОВОГО МАССИВА РАЙ-ИЗ (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 451, № 2, с. 211-215

= ГЕОХИМИЯ

УДК 550.4:552.11(470.5)

ПРИРОДА И ВОЗРАСТ БАЗИТОВ ОФИОЛИТОВОГО МАССИВА РАЙ-ИЗ (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ) © 2013 г. В. Р. Шмелев, Ф-Ц. Мон

Представлено академиком С.Л. Вотяковым 16.07.2012 г. Поступило 30.07.2012 г.

Б01: 10.7868/80869565213200243

Офиолитовый пояс Полярного Урала протяженностью свыше 500 км представлен тремя крупными массивами (Войкарский, Рай-Из и Сыум-Кеу), сложенными мантийными ультрабази-тами (гарцбургитами, дунитами), пироксенитами, габброидами, гранитоидами и вулканогенными породами. Их изучение позволило получить достаточно полное представление о закономерностях формирования офиолитовых комплексов [1—4], однако происхождение и возраст главных типов пород остаются предметом дискуссий до настоящего времени.

Среди этих образований особенно интересны базиты Войкарского и Райизского массивов, представленные роговообманковыми габбро, габбро-амфиболитами, габбро-диоритами гнейсовидно-полосчатого и бластомилонитового строения с жильным штокверком лейкократовых пород (пла-гиомигматитов). Они располагаются в пределах буферной зоны, отделяющей ультрабазиты и габбро офиолитов от плагиогранитоидов Войкарского вулканоплутонического пояса [4]. На геологических картах эти породы совместно с расслоенными габбро относятся к кэршорскому дунит-кли-нопироксенит-габбровому комплексу Полярного Урала [5].

Согласно распространенной точке зрения, ба-зиты и жильные образования рассматривают как продукт амфиболитового метаморфизма (метасоматоза) и палингенеза преимущественно офио-литового субстрата и выделяют в самостоятельный собский (пятиреченский) плагиомигматито-вый комплекс [4, 6]. Предложенный механизм формирования комплекса не вызывал серьезных возражений, однако вывод об офиолитовой природе исходного субстрата представлялся в опре-

Институт геологии и геохимии

Уральского отделения Российской Академии наук,

Екатеринбург

Institute of Geology, Chienese Academy of Geological Sciences, Beijing, China

деленной степени умозрительным в отсутствие прямых доказательств; соответственно оставались не вполне ясными и взаимоотношения бази-тов и гранитоидов.

Учитывая важность данной проблемы, мы выполнили геологическое и геохимическое изучение пород южного обрамления ультрабазитового массива Рай-Из, что позволяет предложить принципиально иное объяснение природы и возраста распространенных здесь образований.

Согласно полученным данным, в строении зоны южного контакта принимают участие породы двух различных ассоциаций: офиолито-вой и постофиолитовой, слагающих соответственно фронтальную и тыловую области (рис. 1). Контакты между ними преимущественно тектонические, однако изначально интрузивный характер соотношений подтверждается присутствием в ультрабазитах (т. 1747) и габброидах офиолитовой ассоциации тел мелкозернистых амфиболовых габбро и плагиоклазитов.

Фронтальная область (I) сложена дунитами, верлитами, клинопироксенитами переходного "полосчатого" комплекса и метабазитами (рис. 1, точки 329, 2143). Метабазиты повсеместно представлены гнейсовидными, тонкополосчатыми средне- и мелкозернистыми апогаббровыми амфиболитами (бластомилонитами). Ориентировка плоскостных элементов подчинена субширотному простиранию контакта с преимущественно крутым (60°—90°) падением в южном (юго-восточном) направлении; в породах отмечаются пологая минеральная линейность и складки течения.

Тыловая область (II), расположенная южнее, образует широкую (1—3 км) кайму вокруг плагиогранитоидов Собского комплекса (рис. 1). В отличие от амфиболитов слагающие ее породы характеризуются значительными вариациями текстур, зернистости и нередким присутствием кварца. В строении тыловой области намечается грубая петрографическая зональность, обусловленная существованием двух типов разреза.

65°30' в.д.

Рис. 1. Схема строения южного контакта офиолитового массива Рай-Из (Полярный Урал). Составлена с использованием материалов [1, 3, 4, 11]. 1 — палеозойские метаморфизованные осадочно-вулканогенные толщи; 2—4 — офиоли-товая ассоциация: 2 — мантийные ультрабазиты ф — дуниты, DH — дунит-гарцбургитовый комплекс), 3 — дуниты, верлиты, клинопироксениты, 4 — апогаббровые амфиболиты; 5—7 — постофиолитовая ассоциация: 5 — гнейсовидные роговообманковые габбро (а), габбро-диориты (б), 6 — массивные диориты, плагиогранодиориты Собского комплекса, 7 — монцодиориты Конгорского комплекса; 8 — структурные элементы: а — полосчатость, б — гнейсовидность, в — линейность; 9 — точки опробования и их номера; 10 — положение обр. М-1 с определенным и—РЬ-возрастом. Ромб с индексом Сг — месторождение "Центральное". I, II — фронтальная и тыловая ("плагиомигматитовый комплекс" [4]) области зоны контакта. Квадрат на врезке — положение массива.

И

5 <

а б/ в л / 8

• 1741

фМ-1

10

Габброидный тип (р. Макар-Рузь) представлен полосчатыми, такситовыми и бластомилонито-выми роговообманковыми габбро (габбро-амфиболитами) с жилами и сегрегациями плагиокла-зитов, плагиогранитов, мелкозернист^1х амфибол-плагиоклазовых пород, пегматоидов и горнбленди-тов; локально (рис. 1, т. 152) встречаются разновидности с гранатом. В габброидах также отмечаются небольшие тела (ксенолиты) клинопироксенитов и верлитов (т. 1743). Ориентировка полосчатости подчинена простиранию южного контакта массива.

Габбро-диоритовый тип (р. Кердоманшор) сложен гнейсовидными, реже полосчатыми габбро-диоритами и диоритами, сменяющими габ-броиды в южном направлении (рис. 1, т. 1740,

2138). В породах наряду с гнейсовидностью фиксируется пологая линейность субширотной ориентировки. По мере удаления от контакта линейно-плоскостная ориентировка постепенно исчезает и диориты приобретают однородное массивное строение.

По химизму апогаббровые амфиболиты фронтальной области соответствуют маложелезистым (23—32%), известковистым (битовнит-норматив-ным) габбро с низкими содержаниями титана (0.1— 0.5% ТЮ2), циркония и стронция (менее 200 г/т). Для пород устанавливается невысокий уровень содержаний РЗЭ с отчетливым дефицитом (LaN/YbN = 0.1—0.4) легких лантаноидов и положительной европиевой аномалией. В более мела-нократовых разновидностях возрастает содержа-

Порода/Хондрит

100 с

10

0.1

Д-Д 1 □-□ 2

•—• З о—о 4

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Рис. 2. Спектры распределения РЗЭ в породах южного контакта массива Рай-Из (Полярный Урал). Нормализовано кхондриту С1 [12]. 1, 2 — офиолитовая ассоциация: 1 — клинопироксениты, 2 — апогаббровые амфиболиты; 3, 4 — постофиолитовая ассоциация: 3 — роговообманковые габброиды, 4 — габбро-диориты, диориты. I —габброиды кэр-шорского комплекса Войкарского массива [7]; II — плагиогранитоиды верхнетагильского комплекса (S2—Dl) Хо-расюрского массива Платиноносного пояса [8].

ние РЗЭ и появляется небольшая отрицательная Еи-аномалия (рис. 2). Клинопироксениты характеризуются аналогичным распределением РЗЭ. По геохимическим особенностям породы фронтальной области сопоставимы с габброидами офиолитовой ассоциации расположенного южнее Войкарского массива [7].

Роговообманковые габбро, габбро-диориты и диориты тыловой области контрастно отличаются от амфиболитов "аномальной" (50—60%) желе-зистостью, повышенными содержаниями Т (0.5— 1.5% 1Ю2) и 8г (400-850 г/т). Все разновидности пород, включая мелкозернистые амфиболовые габбро, секущие гарцбургиты массива, обладают общим высоким уровнем содержаний РЗЭ и отрицательными = 1.1-2.3, до 4.6) трендами распределения (рис. 2). Габбро-диориты и диориты в сравнении с габброидами относительно обогащены РЗЭ, особенно средними и тяжелыми лантаноидами. Подобные вариации состава были установлены ранее в плагиогранитоидах Собского комплекса в Войкарском массиве [6]. Породы тыловой области по геохимическим характеристикам сопоставимы с островодужными амфиболовыми габбро и плагиогранитоидами (рис. 2) Хорасюрского массива Платиноносного пояса Урала [8].

С целью уточнения возраста пород было предпринято датирование образца среднезерни-стого габбро-диорита (обр. М-1, 66о51.36' с.ш.,

65o28.77' в.д.), отобранного в 700 м от контакта с ультрабазитами массива (рис. 1). Из этой пробы были извлечены многочисленные бесцветные (прозрачные и полупрозрачные) призматические кристаллы циркона в 150—200 мкм. На катодолю-минесцентных изображениях кристаллы обнаруживают концентрическую и секториальную зональность роста (рис. 3), что позволяет предполагать магматическое происхождение цирконов.

U—Pb-датирование цирконов проводили методом LA-MC-ICPMS с использованием лазер-но-абляционной системы 193 мкм FX (ESI), совмещенной с Neptune ICPMS (Thermo Fisher) в изотопной лаборатории Тяньцзиньского Института геологии ресурсов (КНР). При измерениях использовали цирконовые стандарты TEMORA с возрастом 417 млн лет; диаметр пятна (кратера) составлял 35 мкм. Детальная процедура анализа описана в работе [9].

По результатам анализа 30 зерен цирконов получен конкордатный кластер с возрастом 418 ± 2 млн лет (поздний силур) (рис. 4), отвечающий времени их магматической кристаллизации. Это дает основания считать габбро-диориты и роговооб-манковые габброиды более ранними образованиями, чем раннедевонские плагиогранитоиды соб-ского комплекса [6].

Проведенное изучение базитов и ассоциирующих пород южного обрамления офиолитового массива Рай-Из (Полярный Урал) позволяет сделать следующее основные выводы.

1

©

Л

206РЬ/238и 0.071 г

0.069

0.067

0.065

0.063

Т = 418 ± 2 млн лет N = 30 (СКВО = 0.43)

0.42 0.46 0.50 0.54

207РЬ/235и

0.58

Рис. 3. Катодолюминесцентное изображение представительных кристаллов цирконов с номерами точек измерений. Для каждого зерна указан возраст, млн лет.

Во-первых, полученные данные ясно свидетельствуют о принадлежности изученных пород к различным формационным типам образований. К офиолитовому типу относятся низкостронциевые, обедненные РЗЭ апогаббровые амфиболиты (бластомилониты) и клинопироксениты фронтальной области. По структурной позиции и составу они являются метаморфизованным аналогом позд-неордовикских [7] габброидов кэршорского комплекса Войкарского массива. К постофиолитово-му типу относятс

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