научная статья по теме УЛЬТРАВЫСОКОБАРИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ В УЛЬТРАМАФИТАХ МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА (ЮЖНЫЙ УРАЛ) Математика

Текст научной статьи на тему «УЛЬТРАВЫСОКОБАРИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ В УЛЬТРАМАФИТАХ МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 441, № 4, с. 510-513

= ГЕОХИМИЯ ^

УДК 549.6+552.4

УЛЬТРАВЫСОКОБАРИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ В УЛЬТРАМАФИТАХ МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА

(ЮЖНЫЙ УРАЛ) © 2011 г. П. М. Вализер, А. А. Краснобаев, А. И. Русин

Представлено академиком Ю.Г. Леоновым 16.05.2011 г. Поступило 27.06.2011 г.

Максютовский комплекс — уникальный объект, представленный эклогитами и глаукофано-выми сланцами, ультрамафитами и другими экзотическими породами разных типов, расположен на Южном Урале (Россия).

В пределах комплекса тектонически совмещены формационно различные серии образований. Нижняя и средняя — существенно терригенные, субконтинентальные с телами ультрамафитов, ультравы-сокобарических и высокобарических эклогитов, разнообразных глаукофановых сланцев. Верхняя — офиолитоподобная с фрагментами древнего меланжа в основании, включающего антигоритовые серпентиниты, "кальциевые" эклогиты и различные лавсонитовые породы, а также палеозойские офи-олиты и метабазиты [1].

В проблеме времени формирования комплекса доминируют две точки зрения. Первая — про-толит рассматривается как докембрийский, испытавший метаморфизм сверхвысокого давления 550—600 млн лет назад; последняя стадия его метаморфизма (320—385 млн лет) происходила одновременно с метаморфизмом офиолитов [5]. Вторая — эклогиты образованы по океаническим базальтам среднедевонского возраста в позднеде-вонское время (370—380 млн лет) [4]. В рамках этих представлений ультрамафиты рассматривают как образования, сформировавшиеся в обстановке возникновения эклогитов, или как фрагменты субконтинентального мафит-ультрамафи-тового комплекса.

Оливин-энстатитовые и энстатитовые породы распространены в пределах нижней серии комплекса, пространственно и генетически связаны с диопсид-жадеитовыми, низко- и высокожелези-

Ильменский государственный заповедник им. В.И. Ленина

Уральского отделения Российской Академии наук, Миасс Челябинской обл.

Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург

стыми жадеит-диопсидовыми эклогитами [1, 2]. Они слагают линзовидные или неправильной формы тела, размером от 2—3 до 20—30 м, располагаясь преимущественно в зонах контактов эклогитов с вмещающими кварцитами и сланцами.

Породы имеют желтовато- или зеленовато-серый цвет, гиганто- или крупнозернистую структуру и звездчатую текстуру. Энстатит присутствует в виде розеток или отдельных удлиненных кристаллов в цементирующей массе, сложенной более мелкозернистым форстеритом и магнезитом. Породы рассланцованы и имеют оторочки состава тальк + фенгит, тальк + тремолит ± винчит (ас-бестовидный), тремолит + хлорит ± гранат и др. Они сложены форстеритом, энстатитом, магнезитом и клиногумитом, рудные минералы представлены хромитом и пентландитом, вторичные — серпентином и хлоритом (табл. 1). Форстерит содержит 11—17% фаялитовой молекулы, что характерно для форстерита из оливиновых перидотитов железисто-титанового типа. Энстатит близок к теоретическому составу по вариации магнезиальности (0.89—0.91), повышенному содержанию алюминия (1.86—2.87 мас. %) и никеля (до 0.20 мас. %). Магнезит слагает до 25% объема образца. Характерной особенностью состава магнезита является невысокое содержание железа и кальция (0.19 мас. % и 0.11 мас. % соответственно в оливин-энстатито-вых (4.3 мас. %) и энстатитовых (3.8 мас. %) породах). Титаноклиногумит образует мелкие зерна в серпентиновом или магнезитовом матриксе, содержит 4.1—4.5 мас. % титана и 0.18—0.75 мас. % никеля при незначительных колебаниях магнези-альности (0.88—0.90). Антигорит магнезиален (0.89—0.95) и содержит 0.5—1.9 мас. % хрома. Для магнезиального (~0.94) хлорита характерно содержание до 2.5 мас. % хрома и 0.6 мас. % никеля. Хромит и пентландит присутствуют в виде зерен неправильной формы в форстерите.

Парагенезис Fo—En—Mgs—Ti—Chu позволяет уточнить условия образования данных пород. Такая минеральная ассоциация характерна для ультраосновных пород Dabie Suit и Dabie Shau UHP-комплексов и алмазоносных "известково-

УЛЬТРАВЫСОКОБАРИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ 511

Таблица 1. Представительный состав минералов из оливин-энстатитовых пород максютовского комплекса

Компонент O1 En Mgs Ti-Chu Sp Ch1 Chr Pn

SiO2 40.58 57.78 56.96 0 36.97 40.62 38.93 34.72 - 0

T1O2 0 0 0 0 4.46 0 0 0 0.87 0

A12O3 0 2.18 2.87 0 0 4.78 1.89 12.70 0.47 0

FeO 10.70 6.13 7.40 3.89 10.79 3.30 6.39 3.89 45.90 28.66

MnO 0.03 0 0.04 0.04 0 0.02 0.03 0 1.51 0

MgO 47.70 33.71 32.55 43.57 45.53 36.56 40.67 34.71 1.14 0

CaO — 0 0.08 0.11 0 0.02 0.01 0 - 0

&2O3 — 0 0 0 0 1.69 0 2.44 50.12 0

NiO 0.70 0.20 0 0 0.29 0 0 0.56 - 32.94

CoO — - - - - - - - - 5.02

S - - - - - - - - - 33.02

£ 99.71 100.00 99.90 47.61 98.04 86.99 87.92 89.02 100.01 99.64

Примечание. Микроанализ минералов выполнен на РЭММ-202 М (ИМин УрО РАН, аналитик В.А. Котляров). 01 — оливин, Еп — энстатит, М^ — магнезит, И-СИи — титаноклиногумит, 8р — серпентин, СЫ — хлорит, СИг — хромит, Рп — пентландит.

силикатных" пород Кокчетавского массива [3, 5, 8]. Экспериментальные данные в системе Са0—М§0—8Ю2—С02—Н20 при наличии флюидной фазы [7] позволяют оценить термодинамические параметры метаморфизма образования дан-

ного парагенезиса областью температуры 800— 1240°С и давления 30-45 кбар.

Цирконы в породе представлены округлыми или эллипсовидными кристаллами (рис. 1), существенно различающимися по внутреннему строению.

Рис. 1. Минералого-геохимические особенности цирконов. а — CL, б — BSE, в — в проходящем свете. U, Th — ppm, T — млн лет по 206Pb/235U. х100-150.

512

ВАЛИЗЕР и др.

206рь/238и

0.5

8 10

207рь/235и

Рис. 2. и-РЬ-возраст цирконов: Т = 2350 ± 53 млн лет; г = 1294 ± 64 млн лет (4.1-4.2); Тх = 1644 ± 10 млн лет (2.1; СКВО = 3.1, Р = 0.08); Т2 = 1492 ± 16 млн лет (6; СКВО = 1.01, Р = 0.32); Т3 = 545.3 ± 5.8 млн лет (1.1; СКВО = 2.4, Р = 0.12); Т4 = 365.3 ± 4.2 млн лет (5; СКВО = 0.06, Р = 0.80); Т5 = 284.9 ± 7.3 млн лет (1.2, 2.2, 3.1, 3.2; СКВО = 0.09, Р = 0.762). Р - вероятность.

Зональное, иногда "пятнистое" строение с очевидными изменениями одних индивидов (1, 2, 3.1) отличает их от новообразованных с тонким ритмичным чередованием зон у оболочек других (3.2). Присутствуют кристаллы с ядрами (4), со следами дробления и залеченных трещин (2), с поверхностными зонами метасоматического замещения (1, 2, 5; CL). В совокупности эти данные свидетельствуют о сложной эволюции цирконов и их полигенности.

Подтверждением полигенности служат особенности состава и возраста цирконов. Геохимическая эволюция кристаллов 1 и 2 связана с резкими потерями ториевости при одновременном снижении и возраста, и ТИ/и-отношения. В кристаллах 3 и 4 она проявляется в синхронном возрастании содержания урана и тория у поздних генераций при одновременном уменьшении возраста. По механизму преобразований первое указывает на метасоматическое преобразование кристаллов (замещение ранних генераций), второе — на их дорастание в дифференцирующей среде, типичное для эволюционирующих магматических расплавов. Оба примера объединяет об-

щая генетическая основа, обусловленная "континентальным" преобразованием пород, которые сопровождают снижение метастабильности цирконов, связанной с мантийным происхождением и последующим попаданием в коровые условия. Потерю ториевости при возрастающей роли урана можно рассматривать как показатель такой эволюции.

Геохронологические рубежи, зафиксированные цирконами, охватывают интервал, превышающий 2 млрд лет. Максимальным возрастом характеризуется ядро кристалла 4 — 2350 ± 53 млн лет. Это вероятный возраст исходного мантийного субстрата, испытавшего влияние метаморфизма с возрастом 1294 ± 64 млн лет (рис. 2). К подобным мантийным субстратам, характеризующим "субстратный" этап эволюции, следует отнести датировки точки 2.1 (1644 ± 10 млн лет) и кристалла 6 (1492 ±16 млн лет). В целом па-леопротерозойские возрастные рубежи характеризуют первичную вещественную основу прото-литов. Следующий важный рубеж в развитии цирконов и пород — раннепермский (284.9 ± ± 7.3 млн лет), фиксирующий конечные преобразования предшествующих генераций (1.2, 2.2) и появление новообразованных (3.1, 3.2). Особое место занимает ранняя генерация кристалла 1 (1.1) с близким к конкордантному возрастом 545.3 ± ± 5.5 млн лет. Состав этого кристалла и подобного ему, но заметно преобразованного кристалла 5 (365.3 ± 4.2 млн лет) позволяет выделить их в отдельную "промежуточную" группу с максимальным содержанием урана и тория относительно остальных ранних генераций, близкую к границе протерозой—кембрий. Этот возрастной уровень разделяет начальные этапы образования-преобразования субстрата и заключительный этап его метаморфизма, обусловленный сдвиговыми деформациями. Вероятно, этот возрастной рубеж можно рассматривать как индикатор проявления иНР-метаморфизма.

Ультрамафиты по геохимическим характеристикам состава и минералого-геохимической эволюции цирконов можно рассматривать как фрагменты палеопротерозойской примитивной мантии. Парагенезис Ро—Еп—М£8—Т1—СЬи отражает процесс ультравысокобарического метаморфизма, установленный ранее для эклогитов, содержащих псевдоморфозы коэсита.

Датирование (и—РЬ-методом по циркону) ультравысокобарических эклогитов (2844 ± 36, 1629 ± 59, 560 ± 10, 533 ± 4.6, 519 ± 10 млн лет) также свидетельствует о раннекембрийском возрасте иНР-метаморфизма. Образования нижней и средней структурных серий комплекса можно рассматривать как докембрийский метаосадочный меланж. Позднедевонский высокобарический метаморфизм связан с надвигом с запада верхней серии, которая имеет свою историю образования

УЛЬТРАВЫСОКОБАРИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ

513

(антигоритовый серпентинит — 1660 ± 40 и 452 ± ± 4 млн лет, "кальциевые" эклогиты — 439.8 ± ± 4.9 млн лет). Поздний (276—297 ± 4 млн лет) этап высокобарического метаморфизма, при котором образованы "эклогит-бластомилониты" по древним эклогитам и ассоциация тальк + фенгит в различных сланцах, проявлен в узких сдвиговых субширотных зонах.

Работа выполнена при финансовой поддержке УрО—СО—ДВО РАН (интеграционный проект "Эволюция метаморф

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