книги из ГПНТБ / Москалева, С. В. Гипербазиты и их хромитоносность

дают субширотное и субмеридиональное направления рассланцевапия, менее выражены зоны северо-восточной (20—40°) ориентировки. Плоскости зои дробления имеют крутое падение (80—90°). С запада к массиву подходят слюдисто-кремнистые сланцы с прослоями графитистых кварцитов, датируемые нижним палеозоем, но аналогичные породам каялинской свиты (Pt3) более южных районов. Вдоль кон­ такта проходит зона меланжа мощпостыо 5 м.

К северу от дер. Абзаково наблюдался непосредственный контакт серпентинитов с ордовикскими диабазами; простирание контакта северо-восточное (5°), падение на юго-восток под углом 85°. Обе породы близ контакт рассланцованы, в гипербазитах четко выражены зеркала скольжения; непосредственный контакт сложен тектони­ ческой брекчией. К востоку от дер. Абзаково серпентиниты граничат с эффузивами, причем породы в зоне контакта также интенсивно рассланцованы. Это свидетельствует о тектонической природе и во­ сточной границе массива.

Наблюдения, сделанные нами в этом массиве, с полной очевид­ ностью свидетельствуют о тектонической, а не магматической при­ роде его контактов; наличие зон меланжа позволяет допустить воз­ можность покровных перемещений гипербазитов.

В то же время обращает на себя внимание тот факт, что приконтактовые тектонические нарушения наложены на уже деформирован­ ные ранее и полностью метаморфизованные гипербазитьт. Аналоги таких преобразований в окружающих массив породах отсутствуют. Этот факт свидетельствует о том, что палеозойская (?) толща, окру­ жающая массив, в результате тектонических подвижек пришла

всоприкосновение с ультраосновными породами, уже претерпевшими

идеформацию, и метаморфизм, т. е. сформированными раньше дви­ жений, приведших их в соприкосновение с палеозойскими образова­ ниями.

брекчнрованне, рассланцеванне, смятие и полная серпеитпнпзация гипербазитов, что позволяет считать и здесь контакт тектоническим. В юго-восточной же части массива Г. Б. Рудником отмечается про­ рывание гииербазитами известняков, содержащих фауну среднего турне. Летом 1965 г. во время экскурсии по гипербазитовым масси­ вам Урала А. С. Варлаковым в пункте, указанном Г. Б. Рудником, был обнаружен непосредственный контакт полностью серпентипизированного гипербазита с известняком. Граница пород резкая, согла­ сная. Известняки близ нее не только не перекристаллизованы, но пне обогащены фемнческими компонентами, что заставляет усомниться в наличии здесь интрузивного контакта. Гипербазитыже представлены породами, брекчированными и рассланцованными в северо-восточ­ ном направлении (20°) с падением на юго-восток под углом 40°.

Итак, на всем протяжении Сакмаро-Нуралииского участка Кемпирсайского пояса гипербазитовые массивы имеют отчетливый

85

тектонический контакт с окружающими их доуральскими толщами зоны Уралтау и собственно уралндами, причем в соприкосновении находятся не свежие неизмененные гипербазиты, а раздроблешше ранее, интенсивно метаморфизовапные образования. Это позволяет считать, что и на этом участке пояса произошло не внедрение перндотитового расплава по зоне глубинного разлома на границе антпклнпория Уралтау и Магнитогорского синклгшорпя, а раздробле­ ние этим разломом расположенных здесь гипербазитовых .масс с возможным последующим перемещением их вдоль разлома в твер­ дом состоянии.

Заложение Главного Уральского разлома, сопровождавшееся смещением на десятки метров сиалнческнх масс, примыкающих к гипербазитам Кемпирсайского пояса, их дробление и метаморфизм фиксируются в среднем рифее [48]. В конце рифея были сформиро­ ваны все главные геотектонические элементы Урала, а перемещения по разлому достигали 1000 м. Эти данные в сочетании с изложенным выше материалом, свидетельствующем о доуральском и доразломном становлении гипербазитовых масс, подводят к заключению о досреднерпфейском образовании ультраосновных пород южной части Кемппрсайского гнпербазитового пояса. Вместе с тем существование разрывов внутри гипербазитовых тел п перемещений вдоль них, а также существование следов многократно повторяющихся наруше­ ний гипербазитовых масс, отсутствующих в окружающих толщах, при наличии тектонических контактов между гипербазитамп и окру­ жающими их толщами — все это свидетельствует о возможности перемещения вдоль Главного разлома оторванных частей твердых гипербазитовых массивов.

Дробление и перемещения в разных частях пояса проявились с различной интенсивностью. Южные массивы, лежащие среди более древних пород, раздроблены и серпентинизпрованы несравненно слабее, чем более северные, расположенные среди более молодых образований. Точно так же размер более южных массивов, лежащих целиком среди древних образований, несравненно более значи­ телен.

На Северном Урале нами детально исследовались также м а с ­ с и в ы х р. С а л а т и м и 2 - й В а г р а и с к о й д а ч и . Результаты этих исследований [151 и др. ] сводятся к следующему.

1.Гипербазиты хр. Салатим расположены па границе двух раз­ лично деформированных и, по-видимому, разновозрастных толщ

(рис. 21).

2.В краевых частях гипербазитовых тел обнаруживаются все

признаки тектонического контакта, отсутствующие в непосредственно примыкающих к ним породах обеих толщ. В самих ультраосновных породах обнаружены следы нарушений, также отсутствующие в менее стойких к деформациям окружающих породах. Эти факты показы­ вают, что гипербазиты хр. Салатим были деформированы раньше возникновения окружающих их образований н, следовательно, древнее толщ, их окружающих.

86

3. Наличие в гииербазитах субш иротных простираний первичных

структур, резко отличных от субыеридиональных, т. е. простираний рамы, свидетельствует о форми­

уралиды. Это обстоятельство в совокупности с указанным выше, по-видимому, может сви­ детельствовать о доуральском возрасте рас­ сматриваемых гипербазнтов и об их «чужеродности» среди окружающих собственно геосинклпнальных образований.

4.Наличие в гииербазитах линейных

субмеридиональныХ зон дробления, соглас­ ных с простиранием местных и регио­ нальных структур, дает основание полагать, что в движениях, обусловивших становление уральского структурного плана, гипербазиты хр. Салатим участвовали в твердом состоянии.

На основании изложенного становится очевидным, что глубинный разлом являлся не подводящим каналом для перидотито-

идр. ]. А. Н. Заварицкнй [68] для Рай-Иза

иГ. Л. Падалка для Пай-Ера [174] отме­ чают, что в случае соприкосновения со слан­ цами гипербазиты озмеевикованы и рассланцованы, а контакт резкий.

Многолетние геолого-петрологические де­ тальные исследования гипербазитовых масси­ вов Полярного Урала привели В. Ф. Морков­ кину [122—124] к выводу об их докембрийском’ возрасте. Ею установлено, что характер контактов гипербазнтов с окружающими тол­

87

Геологическая история гипербазитов Главного (Кемпирсайского) пояса

В настоящее время установлено, что многие массивы Кемпирсай­ ского пояса образуют не разрозненные тела, а соединяются на глу­ бине, протягиваясь вплоть до поверхности Мохоровпчпча (35—52 км). Однако характер их связи с мантией дискуссионен. Одни исследова­ тели полагают, что они представляют собой обнаженные выступы подкорового слоя, подстилающего Уральскую геосинклиналь [132— 133, 136, 138, 149 и др.], другие считают их дайками расплава, про­ никающего по разлому из мантии в геосинклииальные образова­ ния [210, 211].

Анализ изложенных выше результатов геологических и геофизи­ ческих исследований Кемпирсайского гипербазитового пояса пока­ зал, что главный его массив образован крутозалегающими огромными массами ультраосновных пород, уходящими корнями в мантию и резко несогласными со структурным планом прилегающих доуралид и уралид. Массивы же средней н северной частей Кемпирсай­ ского пояса, в плане образующие узкие и вытянутые залежи, по форме согласные со структурой обрамления, являются крутопада­ ющими телами, также уходящими на значительные глубины [15]. Гнпербазитовые тела Полярного Урала представляют собой блоки, оторванные от погребенного гипербазитового субстрата [256, 122, 124].

Первичный субстрат массивов состоит из крутозалегающпх, субшпротно переслаивающихся полос дунита и гарцбургита, рассе­ ченных субмерндиональпымн зонами диопсидизации, амфпболпзацни и фельдшпатпзацпи, вторичной олнвиипзадпп и энстатитизацни. На участках максимального развития этпх процессов формируются лерцолиты, дпаллагпты, дупиты и энстатптиты II генерации, горнблендпты н габбро. В случае переслаивания новообразованных пород между собой или с реликтовыми прослоями дунит-гарцбурги- тового субстрата возникает вторичный полосчатый комплекс, ориен­ тированный субмеридиоиально. Наиболее развит этот комплекс в Нуралинском и в полярноуральскпх массивах; фрагменты его присутствуют в Халиловском, Хабарнинском и Кемпирсайском массивах. Так как развитие перечисленных вторичных пород про­ исходит в наиболее высоких горизонтах дунит-гарцбургитового субстрата, то по составу пород можно определить уровень глубин­ ности вскрытых горизонтов гипербазитов. Так, несомненно, что полярноуральские массивы со столь широко развитыми в них про­ цессами диопсидизации и фельдшпатизации (часто трудно решить, какая же из формаций — дуиит-гарцбургитовая или диаллагптогаббровая — преобладает) и с последовательной сменой гипер­ базитов плагиограпптами представляют собой более высокие гори­ зонты, чем южноуральские, где преимущественно развиты гарцбургиты. Для всего пояса в целом намечается закономерная смена более глубоких горизонтов гипербазитов (дунит-гарцбургитовых) северных и южных частей Урала менее глубинными (лерцолнт-диаллагитовымн)

«8

но направлению к Среднему Уралу, вследствие чего на Среднем Урале в пределах Главного уральского разлома обнажаются породы дунит- диаллагит-габбровой формации, в отдельных участках венчающиеся плагиограиптами или сиенитами. Учитывая, что породы этой форма­ ции, являющиеся продуктами переработки верхних горизонтов дуиит-гарцбургитовой формации, на данном участке имеют значи­ тельную мощность, мы считаем возможным высказать предположение о том, что, по-видимому, в пределах Среднего Урала собственно дуиит-гарцбургитовый субстрат погружен максимально.

Возраст гипербазитов и сложенных ими тел, как показано выше, доордовикский. Ряд косвенных данных позволяет определить его более точно.

Прототектоника дунит-гарцбургитов имеет субширотную напра­ вленность, резко не совпадающую с субмеридиональными «ураль­ скими» простираниями. Между тем известно, что «. . . время разви­ тия уралид характеризуется максимальной линейностью структур, при которой всякие отклонения резко подавлены» [250, с. 62]. Вторичные структуры массивов согласны с региональным планом уралид; каждое локальное изменение последнего находит отражение и в их простираниях, т. е. вторичные структуры, секущие гипербазитовые тела, не только синхронны уральскому геоспнклинальному плану, но и являются его составной частью. Следовательно, первич­ ная внутренняя структура гипербазитовых тел, рассекаемая вторич­ ными, древнее уральского геосинклинального структурного плана. Каково же может быть время ее формирования?

Известно, что становление основных геотектонических элементов Урала произошло в конце рпфея в заключительный этап Байкаль­ ской складчатости, в эпоху формирования которой Главный Ураль­ ский разлом уже проступает в качестве региональной структуры [248, 264, 209, 193, 195, 48]. В дальнейшем все региональные струк­ туры в основном лишь наследуют этот древний план. В гипербазитовых массивах Кемпирсайского нояса, расположенных в зоне Главного Уральского разлома, внутренняя структура гипербазитовых масс ие только не подчиняется направлению зоны разлома, но, напротив, рассекается им. Следовательно, формирование первичных структур дунит-гарцбургитов ого субстрата происходило в доразломный, т. е. добайкальскнй, допозднернфейскпй период.

В области Главного разлома на Полярном Урале кембрий подсти­ лается протерозоем, а последний — гнпербазитами [256]. На Южном Урале наблюдается повторение этих взаимоотношений и кембрий налегает на протерозой, который лежит на наименее нарушенных гипербазитах. Возраст апогарцбургитовых эклогитов Полярного Урала [240] 615—650 млн. лет (средний рпфей); горнблепдптьт, секу­ щие диаллагиты, возникшие после дробления серпентннпзированных гарцбургитов Кемпирсайского массива, имеют возраст 568 млн. лет (низы кембрия — верхи рпфея). Возраст флогопита, развивающегося

89

[124], что соответствует границе ордовика и силура и характеризует начало эпохи собственно уралпд. Сопоставление этих данных приво­ дит к выводу о том, что появление каждого нового калийсодержащего минерала в гипербазите фиксирует новую эпоху региональной исто­ рии. отражающуюся в гппербазитах в виде процессов их динамомета­ морфизма н метасоматоза.

Перечисленные данные свидетельствует о том, что время форми­ рования пород п первичных структур дунит-гарцбургптового суб­ страта соответствует не только доуральской и добайкальской, по, по-впдпмому, п досреднерифейской эпохе. Однако время формирова­ ния и кристаллизации первичных пород дупит-гарцбургитового субстрата не синхронно времени их появления среди окружающих их ныне толщ. В Кемппрсайском п Хабаршгаском массивах, папрпмер, все породы протерозоя и палезоя, к ним примыкающие и залега­ ющие в общем полого (30—40°), близ контакта с гипербазптамп либо стоят вертикально, либо под крутым углом падают от массивов. Этот факт заставляет полагать, что в течение длительного (Pt—Pz) времени шел непрерывный подъем твердых гипербазитовых масс, который по механизму вполне сопоставим с диаппризмом. Возраст их подъема пли «внедрения» не может быть отождествлен с возрастом самих ультраосповных пород. В ряде случаев устанавливается также, что в процессе складчатости происходит отчлеиеиие п отрыв чечевнцеобразиых блоков от твердых гипербазитовых масс. Совершенно очевидно, что и в этом случае, «внедрение» или «интрузия» блоков во времени значительно оторваны от формирования гипербазитовых масс.

Для восстановления геологической истории ультраосповных по­ род очень важны исследования их деформаций. Наиболее ранними являются «тотальные» деформации минерального вещества гипербазитов, приводящие к псевдодвойннкованшо п «блокованию» кристал­ лов. Известно, что такой тип деформаций относится к пластическим, которые не сопровождаются нарушением сплошности минеральных индивидов [50]. В гипербазите тотальные деформации являются следствием сложных напряженных состояний при длительной нагрузке свыше 5000 кгс/см2 [317], возникающих при одновременном воздействии осевого п гидростатического давлений, что маловероятно для линейных геосипклинальиых зон уральского типа. Рассматри­ ваемые деформацпп не создают незалеченных трещин, по которым могла бы происходить серпеитинизация. В окружающих гипербазиты геосипклинальиых образованиях следы столь интенсивных нарушений отсутствуют. Между тем сравнительный анализ компе­ тентности материала гипербазитов и осадочно-вулканогенных толщ

циям (кварц), либо несколько меньшей (амфиболы, плагиоклаз). Отсутствие в них следов тотальных деформаций, проявленных в гипербазитах, свидетельствует о том, что, очевидно, рассматриваемые нарушения не затрагивали осадочно-вулканогенных толщ, примы­

90

кающих к гипербнзитовым массивам, и, следовательно, происходили до их формирования, т. е. в период, предшествующий геосинкли- 11 альпому развитшо.

Диаллагиты, дуниты и энстатититы II генерации, а также габбро, по компетентности равные породам дунит-гарцбургитовой формации, также не имеют следов воздействия сложных напряжений. Между тем эти породы возникают в условиях нижних горизонтов земной коры при соответствующих им параметрах р и Т. Следовательно, сложные напряжения, охватывающие дунит-гарцбургитовый суб­ страт и проявившиеся только в переориентировке отдельных частиц его минералов без возникновения незалеченных полостей, происхо­ дили в еще более глубинных условиях, чем нижние горизонты земной коры, а именно в подкоровом слое. Планетарная распространенность этого явления в дунит-гарцбургитах [392] заставляет полагать, что, по-видимому, рассматриваемые напряжения вообще специфичны для подкоровых областей.

Более поздние деформации приводили к нарушению сплошности минеральных агретатов дунит-гарцбургитового комплекса, выразив­ шемуся в возникновении в оливине столь характерной для этого минерала тонкой «сетки», а в энстатите — неправильных трещин, заполненных лизардитом. Трещины этого типа характерны для всех гипербазитовых тел пояса и распространены в самых разных частях массивов. В окружающих гипербазиты геосинклинальных образова­ ниях следы деформаций этого типа также отсутствуют.

Дунит-гарцбургитовый субстрат, испытавший повсеместно про­ явленные переориентировку и нарушение сплошности минералов, в дальнейшем подвергся дроблению, рассланцеванию, ультрамилоиптизации и будинажу, расчленившим массивы па линзы, смеща­ ющиеся в субмеридиональном направлении на тысячи метров. Суб­ меридиональные зоны нарушений, имеющих региональное протяже­ ние и под крутыми углами погружающиеся на многие километры [15], всегда используются серпентинизирующими растворами, способ­ ствующими выделению значительных количеств магнетита, что вызы­ вает повышение магнитной восприимчивости пород. Вследствие этого они особенно четко фиксируются магнитной съемкой в виде региональных магнитных аномалий, обычно принимаемых за прости­ рание гипербазитовых поясов, но на деле отражающих лишь зоны разломов в них [147]. Следовательно, региональная магнитная аномалия над гипербазитами Кемпирсайского пояса, совпадающая с зоной Главного Уральского разлома, фиксирует не весь дунитгарцбургитовый субстрат, а только часть его, рассеченную Главным Уральским разломом. Изложенное подтверждает вывод о том, что разлом вторичен относительно рассматриваемого субстрата; иными словами породы ультраосновного субстрата рассматриваемого пояса не внедрялись вдоль зоны Главного Уральского разлома, а были ею рассечены.

Совпадение простирания рассматриваемых нарушений в гипербазнтах с ориентировкой Уральских региональных структур, очевидно,

91

не случайно п свидетельствует о возникновении тех и других структур в единой тектонической обстановке.

Таким образом, движения, способствовавшие формированию линейных структур, явились причиной дробления твердого дунитгарцбургитового субстрата и прежде всего появления в нем четко выраженной региональной зоны нарушений. Слабее всего эти нару­ шения проявлены в гипербазитах, лежащих под покровом доуралид (Pt), несколько интенсивнее — в гипербазитах, вскрытых в обла­ стях воздымаиия доуралпд. Наиболее же полно они проявлены в гипербазитах, расположенных в областях широкого развития уралнд. Эти факты свидетельствуют о том, что каждая новая складчатость способствовала новому дроблению гппербазитовых масс.

Гипербазиты, деформированные в условиях сложных напряжен­ ных состояний, рассеченные затем субмерпдионалышми линейными зонами дробления и мегабудинажа регионального протяжения, позднее были разбиты на блоки субширотными и меридиональными зонами дробления, полого погружающимися внутрь тел, что способ­ ствовало появлению среди них чечевицеобразных блоков, обычно фиксируемых геофизическими методами в виде участков положитель­ ных аномалий Ag. В ряде случаев дробление приводило к отчленению разрозненных блоков и сдвигу их на сотни метров. Вполне вероятно, что многие гипербазптовые тела, именуемые факолитами, имеют именно такое происхождение.

Охватывая уже ранее нарушенные и серпентинизироваиные по­ роды, дислокации этого типа открывают путь новой серпентиипзации, приводящей к дальнейшему разуплотнению пород, а также к выносу из серпептнпита FeO и Fe20 3, к разрушению возникшего ранее магнетита и к понижению магпитпой восприимчивости породы. Вследствие этого участки широкого развития таких процессов харак­ теризуются пониженными значениями не только силы тяжести, но и магнитных полей, как это имело место, например, в центральной части Кемпирсайского массива, и потому плохо фиксируются при гравиметрической и при магнитометрической съемках. Нарушения такого типа, проявленные в гипербазитах в виде субширотных раз­ рывов, сбросов и сдвигов, широко развиты и в геосинклипалышх образованиях Урала. Иными словами, этот тин нарушений специфи­ чен для геосинклинальиой стадии существования гипербазитовых масс.

Помимо всех перечисленных явлений в гипербазитовых телах широко развито прпконтактовое дробление. Оно проявлено в возник­ новении макро- и микробудинажа, зеркал скольжения, милонитизации и др. В крупных гипербазитовых телах мощность зон прикоитактового дробления велика и измеряется километрами, но централь­ ные части массивов этими процессами не затронуты. В мелких же массивах (Сакмаро-Миндякский участок) все тела гипербазитов сплошь будииированы и представляют собой как бы гигантскую тектоническую брекчию. Для этих тел особенно характерен ме­ ланж.

92