Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 1
Глава 1. Геологическая изученность 5
Глава 2. Геологический очерк 8
2.1. Стратиграфия 9
2.2. Интрузивные образования 30
2.3. Тектоника 39 Глава 3. Обстановки формирования девонских комплексов 47 Восточно-магнитогорской системы
3.1. Ранний девон 47
3.2. Средний девон - ранний фран 50
3.3. Поздний фран - фамен 105
Глава 4. Девонская зональность Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы
Глава 5. История развития Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы в девоне
5.1. Обзор современных представлений о геодинамике Южного Урала 157
5.2. История развития Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы в девоне
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 174
Список литературы 1
Введение к работе
В настоящее время на территории Южного Урала продолжаются работы по подготовке второго издания Государственных геологических карт масштаба 1:200 000, большая часть из которых завершена (В.М. Мосейчук, 2000, 2008; А.В. Тевелев, 2000, 2004, 2008; В.И. Петров, 2004; А.В. Жданов, 2004; С.А. Монтин, 2008; Л.Н. Кваснюк, 2008; и др.). Большое количество нового фактического материала по геологии, геохимии и металлогении осадочных и вулканических комплексов требует переосмысления и сводки в общерегиональном плане. Новый материал дает возможность решения многих вопросов, рассмотрение которых не входит непосредственно в задачи полистной геологической съемки. В частности, выявленные различия в геологическом строении отдельных сегментов Восточномагнитогорской палеоостроводужной системы, а также геохимические особенности девонских вулканитов позволяют по-новому взглянуть на девонскую геодинамику Южного Урала. Многочисленные варианты палеогеодинамических профилей, отражающих представления различных авторов о характере развития региона, опираются главным образом на данные о характере поперечной зональности островодужной системы, а её продольная неоднородность остается наименее изученной.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является реконструкция зональности Восточномагнитогорской палеоостроводужной системы (продольной и поперечной) и разработка геодинамической модели ее развития в девоне. Для достижения этой цели следовало решить ряд конкретных задач: 1) изучить особенности геологического строения, петрографии, литологии и геохимии девонских стратифицированных образований; 2) разработать корреляционную схему девонских отложений; 3) составить единую геологическую карту на всю территорию исследований, на которой были бы сведены все данные о геологическом строении девонских комплексов; 4) установить специфику миграции вулканизма во времени; 5) определить характер геохимической эволюции вулканизма в различных сегментах палеоостроводужной системы и т.д.
Научная новизна работы. В результате исследований разработана детальная корреляционная схема девонских стратифицированных образований
Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы с использованием новейших данных. Впервые установлен и описан конденсированный разрез среднего-верхнего девона в пределах Уйско-Новооренбургской шовной зоны; показано, что именно эта шовная зона являлась корневой для Сухтелинского аллохтона. Создана единая наиболее полная на сегодняшний день геохимическая база данных для девонских вулканитов изученной территории. Предложена новая геодинамическая модель развития Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы.
Практическое и научное значение работы. Полученные результаты дали возможность значительно уточнить геологическое строение Уйско-Новооренбургской и Восточномагнитогорской зон Южного Урала, а также детализировать геодинамические построения для Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы. Изучение конденсированных разрезов девона позволило переосмыслить значение и место шовных зон в строении Уральского складчатого пояса. Результаты исследований, касающиеся вулканических комплексов среднего девона, могут быть использованы для уточнения перспектив изученной территории на объекты колчеданно-полиметаллической и медно-колчеданной формаций. Часть стратонов, возраст которых существенно уточнен в ходе работ, утверждена в Легенде Южноуральской серии Госгеолкарты-200 (второе издание).
Защищаемые положения:
1. В современной структуре Южного Урала девонские конденсированные разрезы приурочены преимущественно к шовным (сутурным) зонам. Конденсированный кремнистый разрез мощностью 120-150 м, впервые установленный и изученный в пределах Уйско-Новооренбургской шовной зоны, охватывает интервал эйфель - нижнийфран. Он накапливался в пределах задугового бассейна.
2. Восточно-магнитогорская палеоостроводужная система обладала в девоне отчетливо выраженной продольной неоднородностью. Основные отличия северного (Гумбейского) сегмента от южного (Ащебутакского) состоят в следующем. Комплексы развитой островной дуги (средний девон - фран) на юге представлены бимодальными базальт-риолитовыми сериями, а на севере - дифференцированными с резким преобладанием базальтов и андезибазальтов. Умеренно-щелочные вулканиты позднего девона в Гумбейском сегменте (преимущественно базальтоиды) накапливались в субаквальных условиях; на территории Ащебутакского сегмента — в субаэральных, а вулканиты здесь имеют более кислый состав.
3. Коллизия Восточномагнитогорской палеоостроводужной системы с Восточно-Уральским микроконтинентом произошла во второй половине франского века. Она привела к захлопыванию задугового бассейна, выжиманию слагающих его комплексов на палеодугу и микроконтинент, а также к формированию сутурной зоны.
4. Позднефранско-фаменская история геологического развития Южного Урала рассматривается как переходный этап от островодужного стиля геодинамики к рифтогенному. В это время на всей территории палеоостроводужной системы, включая причлененный микроконтинент, формируются высококалиевые вулканические серии. В
позднем фране они еще несут черты надсубдукционных, причем новые зоны вулканизма возникают в тылу островодужной системы. В фамене вулканиты уже ближе к внутриплитным, а зоны вулканизма откатываются во фронт палеодуги.
Фактический материал. В основу настоящей работы положены региональные геологические исследования различных районов Южного Урала, в которых автору посчастливилось участвовать с 2002 года: в Присакмаро-Вознесенской, Сакмарской и Западномагнитогорской зонах - в составе научно-исследовательской партии Геологического института РАН (руководитель А.В. Рязанцев); в Восточномагнитогорской, Уйско-Новооренбургской и Восточно-Уральской зонах - в составе геологосъемочной партии геологического факультета МГУ (руководитель А.В. Тевелев). Последние работы, проводившиеся по Госконтракту с МПР РФ, завершены составлением комплекта Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 листа N-40-XXXVI (второе издание), который успешно защищен на НРС МПР при ВСЕГЕИ. В работе использованы описания около 300 шлифов (помимо 185 авторских, использованы также описания И.А. Кошелевой и Э.Д. Канаева), результаты более 1120 анализов на петрогенные элементы и элементы-примеси, по большей части авторских, приведены описания 10 детальных геологических разрезов различных стратонов среднего и верхнего девона.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседании кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ, а также на научных конференциях различного ранга. В их числе: Всероссийское Тектоническое совещание (2005 г., Москва), Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии (2003 г., Екатеринбург), Уральское литологическое совещание (2006 г., Екатеринбург), Ломоносовские чтения (2007, 2008 гг., МГУ, Москва), VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», молодежные научные конференции "Ломоносов" (2007, 2008 гг., МГУ, Москва), а также "Геологи XXI века", (2007, 2008 гг., Саратов).
Публикации. В общей сложности по теме диссертационной работы автором лично и в соавторстве опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах из списка ВАК, 2 статьи в монографических сборниках, 8 тезисов докладов. Кроме того, результаты работ автора вошли составной частью в подготовленный к печати комплект Госгеолкарты-200 (второе издание) листа N-40-XXXVI, Объяснительной записки к нему и также научно-производственного отчета.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. В главе 1 "Геологическая изученность" освещено современное состояние проблемы. Глава 2 "Геологический очерк" содержит краткую характеристику геологического строения изученной территории. Строение девонских образований детально изложено в главе 3 "Обстановки формирования девонских комплексов Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы". В главе 4 "Девонская зональность Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы" подробно рассмотрены особенности продольной и поперечной зональности на разных этапах развития палеоостроводужной системы. Глава 5 посвящена девонской геодинамике Восточно-магнитогорской палеоостроводужной системы. Объем работы составляет 154 страницы машинописного текста, а также 158 рисунков, 11 таблиц и 3 приложения. Библиографический список включает 195 работ.
Благодарности, Диссертационная работа подготовлена на кафедре региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова при постоянном и благожелательном внимании со стороны заведующего кафедрой профессора A.M. Никишина. Я искренне признательна своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук А.В. Тевелеву за всестороншою помощь и приобретенные геологосъемочные навыки, и особо благодарна доктору геолого-минералогических наук А.Б. Веймарну за ценные советы и постоянное внимание к работе на всех стадиях её написания. Я благодарю старшего научного сотрудника ГИН РАН А.В. Рязанцева за необычайно интересные полевые работы и совместные исследования, во многом сформировавшие мои представления о геологии Южного Урала, а также за любезно предоставленные материалы по западному борту Магнитогорской мегазоны. Особую признательность выражаю кандидату геолого-минералогических наук И.А. Кошелевой, уральским коллегам Л.В. Кашиной, Л.Н. Кваснюк, В.М. Мосейчуку и А.В. Ярковой за консультации и предоставленные материалы по геологии, петрографии и геохимии девонских вулканитов, а также коллегам из Института геологии УНЦ РАН О.В. Артюшковой, В.А. Маслову и P.P. Якупову за исключительно доброжелательное и плодотворное сотрудничество в разработке стратиграфии девонских толщ. Чрезвычайно полезными были консультации и советы, которыми щедро делились сотрудники кафедры региональной геологии и истории Земли. Отдельное спасибо вдохновлявшим меня родственникам и друзьям за постоянную помощь и моральную поддержку.
