УДК 551.22 (470.5)
СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НИЖНЕТАГИЛЬСКОГО ДУНИТ-КЛИНОПИРОКСЕНИТОВОГО МАССИВА (СРЕДНИЙ УРАЛ)
© 2010 г. В. Р. Шмелев1, С. С. Филиппова2
1 Институт геологии и геохимии УрО РАН, 620151, Екатеринбург, Почтовый пер., д. 7 2ФГОУВПО "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов"
119049, Москва, Ленинский просп., д. 4 Поступила в редакцию 20.05.2008 г.
В статье представлены результаты структурного изучения Нижнетагильского платиноносного массива (Средний Урал), являющегося классическим представителем зональных дунит-клинопироксенитовых комплексов урало-аляскинского типа. Внутреннее строение массива определяется существованием субконцентрической плоскостной мегаструктуры субвертикального залегания, конформной петрографической зональности (расслоенности). Первичные ультрабазиты характеризуются адкумулятивными протогранулярными структурами с реликтовыми идиоморфными протокристами оливина и отчетливой линейной ориентировкой минералов, образованной в обстановке магматического течения. В процессе последующего соосного высокотемпературного пластического течения, происходило образование деформационных линейно-плоскостных структур субсогласных ранним элементам. На этом этапе формируется динамометаморфическая зональность, фиксируемая сменой протогранулярных микроструктур порфирокластическими и мозаичными разновидностями в направлении к периферии массива. Вмещающие породы претерпевают сопряженный высокотемпературный метаморфизм с образованием роговиков и кытлымитов. Анализ полученных данных позволяет рассматривать формирование структуры массива как результат динамической дифференциации в процессе магматического течения и последующего высокотемпературного течения в соосном режиме, при интрузивно-диапироидном перемещении пород комплекса на коровый уровень.
ВВЕДЕНИЕ
Дунит-клинопироксенит-габбровые комплексы аляскинского (урало-аляскинского) типа [32, 36 и др.], имеющие концентрически-зональное строение, к настоящему времени изучены не менее детально, чем офиолиты, однако, несмотря на постоянно возрастающий поток информации, вопросы петрогенезиса этих образований продолжают оставаться предметом дискуссий. Так, наряду с общепринятым отнесением значительной части пород комплексов к кумулатам [15, 19, 27, 28 и др.], допускается ортомагматическая [8], и даже реститогенно-метаморфическая природа ультрабазитов [6]. В значительной степени подобная ситуация является следствием недостаточной (на разных уровнях) структурной изученности ду-нит-клинопироксенитовых комплексов. Исследования, ведущиеся в этом направлении [14, 15, 18—20 и др.] наглядно показывают, что разработка непротиворечивой модели формирования зональных комплексов требует, прежде всего, объективной оценки роли магматических и тектонических факторов в формировании пород.
Предпринятое авторами структурно-геологическое и петроструктурное (анализ микроструктур пород и ориентировок минералов) изучение Нижнетагильского платиноносного массива на Среднем Урале, позволило получить новые дан-
ные, дающие представление о реальных механизмах, ответственных за формирование структуры зональных комплексов.
ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ МАССИВА
Нижнетагильский массив является составной частью гигантского, протяженностью около 1000 км Платиноносного пояса, расположенного в зоне Главного Уральского разлома (ГУР), преимущественно среди комплексов пород офиолитовой ассоциации. Непосредственно западнее этой области распространены континентально-склоновые и шельфовые карбонатно-терригенно-сланцевые отложения нижне-среднепалеозойского возраста, а восточнее — силурийские островодужные осадоч-но-вулканогенные комплексы Тагильской струк-турно-формационной мегазоны (рис. 1, Б). Подобно ряду других ультраосновных тел пояса, массив занимает автономное положение, располагаясь западнее крупного Тагило-Баранчинского габбро-пи-роксенитового массива. Согласно геофизическим данным массив является бескорневым телом, с крутым западным и относительно пологим восточным контактом [7, 11 и др.].
Геологическое окружение массива представлено преимущественно вулканогенно-осадочными образованиями среднеордовикско-нижнесилу-
Рис. 1. Структурно-геологическая карта (с разрезом) Нижнетагильского платиноносного массива (А) и его тектоническая позиция в зоне ГУР (Б). Карта составлена с использованием материалов [4, 7, 11, 14 и др.]
А: 1, 2 — образования палеоконтинентального сектора: 1 — шельфовые карбонатно-глинисто-терригенные (S2—D2), 2 — континентально-склоновые углеродисто-алевросланцевые (О^); 3, 4 — образования палеоокеанического сектора: 3 — базальты, андезибазальты, зеленые и кремнисто — углеродистые сланцы (О2-з?), 4 — метабазальтоиды (Оз—Sl): а — мелкозернистые амфибол-плагиоклазовые породы ("кытлымиты"), б — амфиболиты; 5-7 — Нижнетагильский массив: 5 — дуни-ты, 6 — клинопироксениты и верлиты, 7 — тылаиты; 8 — Тагило-Баранчинский габбро-пироксенитовый массив; 9 — геологические границы: а — межформационные, б — внутриформационные, в — тектонические (сбросо-сдвиги, надвиги); 10 — элементы залегания: а — полосчатость (шлировидность) и минеральная уплощенность, б — сланцеватость, в — линейность; 11 — генерализированная ориентировка плоскостных структур. На врезке (внизу справа) диаграмма ориентировки структурных элементов в массиве (верхняя полусфера). Незалитые кружки — полюса полосчатости и минеральной уплощенно-сти в дунитах (залитые кружки — в пироксенитах), точки — линейность, квадрат — геометрический центр (ось) структуры. Б: Цифры в квадратах: 1 — комплексы палеоконтинентального сектора, 2 — островодужные осадочно-вулканогенные комплексы Тагильской мегазоны, 3 — комплексы пород офиолитовой ассоциации, 4 — массивы Платиноносного пояса. ГУР — Главный Уральский разлом (надвиг), НТ — Нижнетагильский массив
рийского (?) возраста, которые обнаруживают различия в составе и степени метаморфизма пород, в зависимости от структурного положения в разрезе (рис. 1, А).
К западу от массива распространены измененные диабазы, базальтовые (андезибазальтовые) порфириты и их туфы с линзами и прослоями кремнисто-углеродистых сланцев. Вблизи массива вулканиты преобразованы в зеленые сланцы с субмеридиональным простиранием, в которых отмечаются сжатые складки с пологим погружением шарниров в южном (юго-восточном) направлении [14], указывающие на надвиговый характер строения этой зоны. В контакте с клино-пироксенитами (р. Рублевик) расположено маломощное (до 50 м) тело высокостронциевых тектонизированных метагабброидов (бластоми-лонитов) платиноносной ассоциации [22] с линейностью аналогичной субгоризонтальной ориентировки. В ультрабазитах приконтактовой части отмечаются зоны брусит-антигоритовых серпентинитов.
В восточном обрамлении массива преобладают метабазиты разнообразного текстурного облика [11 и др.]. Вблизи контакта с ультрабазитами выделяется широкая (до 1.5 км) полоса мелко и тонкозернистых амфибол-плагиоклазовых рого-викоподобных пород ("кытлымитов") с бурой роговой обманкой. Полосчатость (минеральная уплощенность) кытлымитов конформна контурам массива, а линейность имеет крутое восточное погружение (см. рис. 1, А). Далее к востоку они постепенно (?) сменяются гнейсовидно-по-лосчатыми или сланцеватыми амфиболитами с зеленой роговой обманкой и эпидотом, отвечающими явно более низкотемпературному уровню метаморфизма.
По геохимическим данным породы западного обрамления массива характеризуются чертами островодужных образований с отчетливым дефицитом в составе РЗЭ тяжелых лантаноидов, а породы восточного, вне зависимости от степени метаморфических преобразований, — демонстриру-
ют особенности (низкое содержание титана, обогащение рядом подвижных элементов и др.), присущие офиолитовым базальтоидам надсуб-дукционного типа [19, 21]. По составу и геологической позиции метабазиты восточного обрамления сопоставимы с породами комплекса параллельных диабазовых даек офиолитовой ассоциации, известными в более северных районах зоны ГУР [13, 19 и др.].
В целом, принимая во внимание минералого-геохимические характеристики ультрабазитов [19, 21 и др.], формирование Нижнетагильского массива, также как и его ближайшего геологического окружения, определялось надсубдукцион-ной геодинамической обстановкой. Присутствие динамотермально измененных ордовикско-силу-рийских образований (кытлымитов), указывает на вероятное внедрение массива в позднесилу-рийское время.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАССИВА
Нижнетагильский массив получил широкую известность, во многом благодаря исследованиям Н.К. Высоцкого [4], которым впервые была составлена детальная геологическая карта в масштабе 1 : 40000, не утратившая своего значения до настоящего времени. В последующие десятилетия были уточнены закономерности внутреннего строения массива [7, 8, 11], детально изучен химический и минеральный состав ультрабазитов [7, 14, 19, 22], а также особенности локализации платинового оруденения и его генезис [3, 4 и др.]. Сравнительно недавно на основе структурного анализа рассмотрены условия расслоения ультрабазитов и кинематика их тектонического перемещения [14].
Общая характеристика ультрабазитов
Нижнетагильский массив образует в плане вытянутое в субмеридиональном направлении эллипсовидное тело протяженностью около 14 км, при ширине выходов до 6 км (см. рис. 1). Его
строение определяется существованием крупного дунитового ядра, которое облекается непрерывной каймой клинопироксенитов сложной зали-вообразной морфологии, имеющей ширину в различных участках от 200 м до 2 км. Кроме того, клинопироксениты образуют несколько линзообразных тел в дунитах протяженностью до 0.5— 1.5 км. В северо-восточной части массива (р. Ча-уж) в пределах клинопироксенитовой каймы отмечаются небольшие участки, сложенные порфи-ровидными меланократовыми габброидами повышенной щелочности (тылаитами) [4, 11 и др.] и дунитами (см. рис. 1). Хромит-платиновые проявления локализованы преимущественно в центральной части дунитового тела [3, 4, 7, 11 и др.].
Дуниты представлены массивными средне и крупнозернистыми серпентинизированными
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.