Введение к работе
Актуальность исследований. По рассматриваемой' территории, в которую входят Восточно-Уральское поднятие, одноименный прогиб и Зауральское поднятие, у исследователей нет общепринятой концепцій развития. Более того, за последнее десятилетие выявилось несоответствие ряда ранее установленных положений полученному суровому и научно-исследовательскому материалу. В частности, пересмотрен в сторону удревления возраст гранитно-мигматитовых куполов и пород их обрамления, поставлены вопросы о правомерности названия "Восточно-Уральский прогиб" и о западной границе Зауральского поднятия, по-новому трактуется история развития Восточно-Уральской мегазоны, а вместе с ней и металлогения (Сначев и др.,1990). В этой связи автором диссертации принята новая модель тектонического районирования мегазоны. Предлагается Восточно-Уральское и Зауральское (в новом понимании) поднятия, являющиеся гозднедокемСрийским основанием и плечэми раннепалеозойской рлфтовой системы, назвать соответственно' Западным и Восточным поднятиями, а сам рифт - Центральным- (рис. 1,2). В составе Центральной рифтовой системы выделить: западный ее фланг (Восточно-Уральский прогиб), осевую часть, расположенную между Челябинским и Восточным грабенами, и восточный фланг (Новонико-лаевско-Тарутинская. СФЗ).
Различное строение кристаллического фундамента в пределах перечисленных структурно-формационных зон Восточно-Уральской мегазоны обусловило большое разнообразие слагающих ее магматических пород, что представляет собой прекрасный объект для изучения связи особенностей развитых здесь интрузивных и вулканогенных формаций с мощностью земной коры, ее зрелостью, принадлежностью определенным этапам единого эволюционного процесса, с геодинамическими условиями их образования. Недостаток информации по комплексной петро-геохимической характеристике магматических пород Восточно-Уральской мегазоны, столь необходимой для геодинамических построений, в значительной. мера восполнен в данной работе, что позволило приблизиться к пони-, манию затронутых в ней проблем. ,
, Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является оценка той роли, которую сыграли в длительной истории развития Восточно-Уральской мегазоны магматические породы, создание геодинами-ческой модели ее формирования. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: выяснение условий становления гранитоидных массивов, восстановление геодинамической обстановки
процесса гранитооОразования, оценка его взаимосвязи с вулканическими сериями пород, комплексная характеристика геохимических особенностей магматических пород, уточнение формационного и фациального расчленения гранитоидных массивов, выяснение локальных закономерностей проявления магматизма; обоснование варианта геоданамических построений, соответствущего современным представлениям об истории развития Южного Урала, расчет динамики кристаллизации и миграции тепловых полей гранитоидных массивов,,оценка потенциальной рудонос-ности их обрамления.
Фактическая основа работы. Защищаемые в диссертации положения основаны на личных материалах, собранных при тесном сотрудничестве с геологами Челябинской геолого-разведочной экспедиции, проводившей доисково-съемочные работы в пределах Восточно-Уральской мегазоны.
Исходные - данные, на которые опираются выводы, включают: около 700 нейтронно-активационных анализов малых элементов (ИЯФ АН УзССР, г. Ташкент) пород, рудных и нерудных минералов, включая циркон и апатит; порядка 600 рентгено-флюоресцентных анализов гранитовдов и вулканитов (ИГ БНЦ УрО РАН); 100 собственных и более 500 сторонних силикатных анализов пород, биотитов, амфиболов (ЦКЛ ПГО "Башкиргео-логия" и ПГО "Уралгеология"); 90 рентгено-спектральных микрозондо-вых анализов гранатов, ставролитов, апатита, циркона и рудных минералов, исследование их зональности ("Джойл", ИСМ РАН ,г.Уфа); 140 анализов на ЭПР AI и Mn-центров соответственно в кварце и кальците (РЭ-1306, каф. минералогии МГУ); 120 атомно-абсорбционных анализов пород (ИГ БНЦ УрО РАН ); 90 анализов на золото и серебро монофракций пирита, магнетита, биотита (ЦКЛ ПГО "Башкиргеология"). Кроме того, проведены исследования расплавных и газово-жидких включений в кварце большинства представленных на рассматриваемой территории -гранитовдов, распределения элементов мекду сосуществующими парами минералов (кальцит-доломит, гранат-биотит, гранат-ставролит, пирит-сфалерит и т.д.); сделано 15 определений абсолютного возраста кислых интрузий калий-аргоновым, изохронным рубидий-отронциевым, уран-торий-свинцовым методами, лампроитов - изохронным рубидий-стронциевым и галенитов - свинец-свинцовым методами (ИГиГ УрО РАН, ИГ БНЦ УрО РАН, ГЕОХИ). При проведении математического моделирования на ЭВМ (ВЦ геологического факультета МТУ) динамики кристаллизации и развития тепловых полей 15 гранитоидных массивов использовано 15 собственных (ИГ БНЦ УрО РАН) и 150 принадлежащих ЧГРЭ ПГО "Урал-геология" данных по тепловым свойствам пород обрамления интрузий.
Научная новизна. Впервые в пределах Западного поднятия устано-
влены рифей-вендские гранитоадные. массивы, принадлежащие мишатито-вой формации и фиксирующие собой центральные части купольных структур; обоснованы верхнедокембрийский возраст обрамляющих гранитоид-ныэ массивы пород, грабеновая обстановка их формирования; доказано образование ордовикских терригенных пород, за счет размыва гранитои-дов мигматитовой формации; дана комплексная геохимическая характеристика магматических пород рассматриваемой территории, обоснована ' геодинамическая обстановка их формирования.
Предложена' новая геодинамическая модель развития Восточно-Уральской мегазоны. Показано, что в раннепалеозойское время в ее центральной части заложилась континентальная рифтовая система, плечами и основанием которой служили гранитно-метаморфические образования Западного и Восточного поднятий. В дальнейшем Центральная рифтовая система прошла следующие стадии: островодукную, активной континентальной окраины, коллизионную и платформенной активизации. В соответствии с данной моделью казсдая из последовательно сменяющих' друг друга структур Восточно-Уральской мегазоны характеризуется определенным набором рудных формаций.
Впервые для Урала рассчитан тепловой балланс становления ряда гранитоидных интрузий. Оценена длительность их кристаллизации, выделены перспективные участки на поиски орудвнения.
Практическая ценность. Материалы автора по формационному расчленению гранитоидов, эволюции магматизма вошли составной частью в окончательные отчеты Челябинской ГРЭ по Увельской, Кочкарской и По-летаевской площадям, использовались и используются геологами ПГО "Уралгеология" и "Башкиргеология" при поисково-съемочных работах. Новое понимание истории формирования Восточно-Уральской мегазоны, как длительно развивающегося континентального рифта, вносит вклад не только в пересмотр геодинамики региона, но и всей ее металлогении. Непосредственный выход на прогнозно-металлогеническую оценку территории имеет и выполненное автором математическое моделирование на ЭВМ процесса становления гранитоидных массивов; Все это нашло свое отракение в 10 практических рекомендациях, переданных в заинтересованные организации. .. ->
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации опубликованы в шести монографиях: "Магматизм Восточно-Уральского пояса Южного Урала", 1990 (совместно с Е.П.Щулькиным, В.П.Муркиным, Н.С.Кузнецовым); "Тепловой режим становления гранитоидных массивов", 1989 (совместно с Ю.И.Деминым, М.А.Романовской, В.Е.Щулькк-ным); "Вулканизм Южного Урала", 1992 Ссовместно с И.В.Серавкиным и
др.); "Вулканогенная металлогения Южного Урала"(совместно с И.Б.Се-равкиным и др., в печати), "Meдно-колчеданные Мбстороздения",1985, 1992 (1,111 том, коллектив соавторов), в 51 печатной работе, в фондовых отчетах и докладывались на III Всесоюзном совещании (Самарканд, 1982), Свердловской областной научно-практической конференции (Свердловск, 1986), конференции "Метаморфогенная металлогения Урала" (Свердловск, 1988), Всесоюзном петрологическом симпозиуме (Ленинград, 1988), Всесоюзной тектонической школе (Свердловск, 1989), II Всесоюзном совещании "Докембрий в фанерозойских складчатых областях" (Фрунзе, 1989), симпозиуме "Магматические формации в геологической структуре и историй Земли" (Свердловск, 1989), Всесоюзном совещании "Эволюция докембрийской литосферы" (Ленинград,1991), II Уральском металлогеническом совещании "Геодинамика и металлогения Урала" (Свердловск, 1991) и т.д.
Объем работы. Текст диссертации состоит из введения, трех частей, вклвчаюших 8 глав, и заключения, содержащего основные выводы и практические рекомендации. Общий объем 412 страниц, из них 295 машинописного текста. Работа иллюстрирована 68 рисунками и 39 таблицами. Список литературы содержит 199 наименований.
Основные защищаемые положения:
-
На Западном поднятии установлены рифей-вендские вулканоген-но-осадочные образования, накапливавшиеся в грабеновой геодинамической обстановке и метаморфизованные в период становления мигматито-, вых куполов в условиях эшдот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций.
-
Гранитоиды мигматитовой формации Западного поднятия фиксируют собой ядра куполов, сформированных в верхнем рифэе-венде за счет пород сланцевого комплекса. Более молодые палеозойские формации гранитоидаого магматизма образовывались в рифтогенной, окраин-но-континентальной и коллизионной геодинамической обстановках.
3. Развитие Восточно-Уральской мэгазоны в раннепалеозойское
время происходило в условиях континентального рифтогенеза на утоне
нном и подробленном гранито-гнейсовом основании,, широко представле
нном на Западном и Восточном поднятиях. Магматизм в ее пределах
проявился в редуцированном виде синхронно с Магнитогорской геосин
клинальной системой.
4. Кавдая из последовательно сменяющих друг друга структур Во
сточно-Уральской мегазоны характеризуется набором рудных формаций,
соответствующих различным геодинамическим обстановкам. Размещение
рудных объектов, 'связанных со становлением гранитоидных интрузий,
обусловлено тепловым режимом последних, и контролируется зонами изотермической стабилизации.
Автор благодарен Е.Е.Милановскому, И.Б.Серавкину, Г.Ф.Яковлеву, В.Н.Пучкозу, Ю.И.Демину, Г.П.Кузнецову, В.Г.Тихомирову, Л.И.Филатовой, Г.Б.Ферштатеру, О.А.Мазаровичу, оказавшим большую помощь на разных ступенях подготовки работы. Автор признателен также сотрудникам Пластовского, Полетаевского, Увельского, Саткинского отрядов ЧГРЭ ПГО "Уралгеология" за обсуждение в ней дискуссионных мест. Написание диссертации было бы невозможно без аналитического материала, выполненного П.И.Рачевым, Р.Н.Салиховой, М.А.Романовской, . Д.Г.Кощугом, Б.Г.Мингалеевым, М.м.Кинзикеевым. Перечисленным товарищам автор выражает (самую искреннюю благодарность.
