The ultrabasites and amphibolites of the Uglovsky-Turukhansk block of the Irtysh shear zone.pdf В герцинских структурах Иртыш-Зайсанской складчатой системы геотектоническое положение Иртышской зоны смятия определяется ее локализацией между девонским Рудно-Алтайским вулкано-плутоническим поясом, формировавшимся в условиях расчлененного шельфа на активизированной окраине Сибирского континента, и амагматичными (для девонского периода) структурами Калбы. Имеющиеся данные позволяют предполагать формирование Иртышской зоны в девоне как преддугового прогиба (осадочной террасы) и аккреционного клина Алтайской активной континентальной окраины с формированием сложного субдукционно-аккрецион-ного (первый этап метаморфизма), а на более поздних этапах - коллизионного меланжево-динамо-метаморфического (второй этап метаморфизма) структурно-вещественных комплексов. По данным казахстанских геологов [1], к концу ордовика и до конца раннего карбона в расположенной западнее данной площади (в современных координатах) осевой Чарской полосе Иртыш-Зайсанско-Монгольской глубинной подвижной зоны сохранялся остаточный океанический бассейн, полностью закрывшийся после коллизии континентов к концу каменноугольного периода и началу перми с образованием Чарской сутурной зоны, где развиты офиолитовые ассоциации. Таким образом, до начала активных седиментационных процессов в пе-риокеанической области данного бассейна (силур - ранний девон) рассматриваемый участок земной коры формировался в условиях океанического рифта и абиссальной океанической впадины. При этом, по мнению данных авторов, серпентиниты и амфиболиты Курчум-Кальджирского, Согринского и Вавилонского блоков Иртышской зоны смятия (маралихинский комплекс) представляют собой метаморфизованные раннепротеро-зойские магматические образования. По нашим данным, гипербазиты и амфиболиты, изученные в российской части Иртышской зоны смятия, могут быть сопоставлены с породной ассоциацией Курчум-Кальджирского блока, но их геологическое положение свидетельствует об их более молодом палеозойском возрасте. Геологическое положение гипербазитов Работами последних лет (Федак и др., 2008, 2011) на северо-западном продолжении Иртышской зоны смятия под чехлом рыхлых отложений кайнозойского плитного комплекса Кулундинской впадины установлено ее резкое фестонообразное расширение до 50 км в поперечнике, получившее название Угловско-Туруханский блок (по пос. Угловский на западе и по урочищу Турухан на востоке блока (рис. 1)) и по составу развитых в нем породных ассоциаций обнаруживающее сходство с Курчум-Кальджирским блоком Иртышской зоны на территории Казахстана. Последний также представляет собой линзовидное (фестоно-образное) расширение зоны и содержит в своем составе тела гипербазитов и блоки апобазитовых амфиболитов, залегающих среди кварц-альбит-серицит-хлоритовых сланцев с переменными количествами биотита, мусковита, актинолита и эпидота. Метаги-пербазиты данного блока (маралихинский комплекс) залегают в виде тонких тектонических пластин протяженностью до нескольких километров, ориентированных в северо-западном направлении и сложенных серпентинитами, талькитами, бронзититами по дуни-там, гарцбургитам и лерцолитам [1]. В пределах Угловско-Туруханского блока также установлено пространственное сочетание тел гипер-базитов, выделенных как сарбасский комплекс, и блоков апобазитовых амфиболитов в ассоциации с количественно подчиненными параамфиболитами, кристаллическими сланцами и плагиогнейсами, протоли-том которых могли быть породы осадочного слоя океанической коры Иртыш-Зайсанского океана. При этом амфиболиты и кристаллосланцы традиционно рассматриваются в составе иртышского метаморфического комплекса, объединяющего все метаморфические породы Иртышского метаморфического пояса, по мнению многих исследователей [1-4], являющегося полихронным, полифациальным и полизональным образованием. Сарбасский дунит-гарцбургитовый комплекс выделен в северо-западной части Иртышской зоны смятия, при этом первоначально, при проведении глубинного геологического картирования в северозападной части Рудного Алтая (Рыборак и др., 1979), данная породная ассоциация рассматривалась в составе доверхнедевонского интрузивного комплекса гипербазитов, пироксенитов и габброидов. В урочище Турухан гипербазиты слагают два небольших сближенных пластинообразно-линзовидных массива (или, возможно, серию тектонических линз-пластин) среди метаморфических пород иртышского комплекса. При этом один из них, Западно-Сарбасский массив, пространственно совмещен с массивом габ-броидов и амфиболитами иртышского метаморфического комплекса, а Восточно-Сарбасский массив, изученный при проведении геологического доизуче-ния площади в 2009 г. (Федак и др., 2011), располагаясь среди амфиболитов, своей северо-восточной частью непосредственно примыкает к главной зоне сместителя пограничного для Иртышской зоны смятия глубинного Иртышско-Маркакольского разлома. Району выходов на эрозионную поверхность фундамента тел гипербазитов соответствует слабо удлиненная вдоль зоны разлома интенсивная гравитационная аномалия. Рис. 1. Схема геологического строения Угловско-Туруханского блока Иртышской зоны смятия (составлена с использованием материалов Л.М. Юрова, В .Я. Чайко, А.Ф. Щигрева, В.М. Рыборака): 1-3 - структурно-вещественные комплексы Рудно-Алтайской структурно-формационной зоны (1 - турбидиты силурийско-раннедевонской корбалихинской толщи, 2 - девонские осадочно-вулканогенные образования Шубинско-Новоегорьевского прогиба, 3 - интрузивные образования волчихинского комплекса); 4-11 - структурно-вещественные комплексы Иртышской зоны смятия (4 - слабо метаморфизованные отложения орловской свиты, 5 - гипербазиты сарбасского комплекса, 6 - амфиболиты, 7 - плагиогнейсы, 8 - метаморфические сланцы иртышского комплекса, 9 - габброиды, 10 - диоритоиды, 11 - гранитоиды); 12 - слабо метаморфизованные отложения Калба-Нарымской зоны; 13 - каменноугольные терригенные отложения Калбы; 14 - пермские гранитоиды калбинского комплекса; 15 - юрские отложения наложенных Кругловского грабена и Ненашевской впадины; 16 - главные разломы - границы структурно-формационных зон; 17 - прочие разрывные нарушения; 18 - государственная граница России и Казахстана. На врезке - положение Угловско-Туруханского блока (штриховка) в структурах Обь-Зайсанской складчатой системы Массивы гипербазитов сарбасского комплекса вскрыты пятью скважинами при проведении глубинного геологического картирования (Рыборак и др., 1979) и ГДП-200 (Федак и др., 2011) и представляют собой смещенные разломами восток-северовосточной ориентировки и левосдвиговой кинематики узкие линзовидные пластины северо-восточного простирания мощностью в несколько сот метров и протяженностью до 6,5 км. Контакты тел вероятно тектонические. Общая площадь выходов данных образований на эрозионную поверхность складчатого комплекса фундамента составляет не более 10 кв. км. Как уже отмечалось, ранее в одном комплексе с дунитами и перидотитами рассматривались и ассоциирующие с ними пироксениты и габброиды, которые В. С. Кузеб-ный и А.М. Марьин относили к прииртышскому комплексу. Г.Н. Щербой с соавторами [1] подобные образования в Иртышской зоне смятия на территории Казахстана относят к протерозойской (?) метагипербази-товой формации (маралихинский комплекс). По ранее известным данным, в составе Восточно-Сарбасского массива развиты дуниты и горнблендиты (шрисгеймиты, по В.М. Рыбораку), а в Западно-Сарбасском массиве установлено присутствие серпенти-низированных перидотитов и верлитов с повышенным содержанием титана. В контактовых габбро-амфиболитах отмечается скарнирование с развитием граната, что, вероятно, свидетельствует о формировании родингитов. Породы часто интенсивно катаклазированы. Минералогический и химический состав гипербазитов Химический состав гипербазитов характеризуется низкой щелочностью при устойчивом преобладании натрия над калием и повышенной магнези-альностью (но не превышающей содержание кремнезема). По составу данные перидотиты обнаруживают сходство с породами, характерными для ультрабазитов океанических рифтов и срединно-океанических хребтов [5]. Более детально минералогический и химический состав гипербазитов изучен при проведении ГДП-200 в Восточно-Сарбасском массиве в урочище Турухан, где вскрыты в различной степени серпенитинизиро-ванные, чередующиеся гарцбургиты (более 60%) и дуниты (крутопадающие согласно гнейсовидной полосчатости зоны мощностью от первых десятков сантиметров до первых метров), а также перемежающиеся с ними аподунитовые и апогарцбургитовые серпентиниты. Количественно доминирующие гарцбур-гиты характеризуются среднезернистыми структурами при некотором идиоморфизме ромбического пироксена (энстатита), гнейсовидными и гнейсовидно-полосчатыми текстурами, обусловленными ориентировкой удлиненных зерен ортопироксена и их кон-центрированностью в тонких гнейсовидных зонках-прослоях, чередующихся с существенно оливиновы-ми участками. Количество ортопироксена непостоянно и варьирует от 10-20% до 40, в редких случаях до 40-50%, но в большинстве случаев составляет 2030% от объема породы. При интенсивной серпенти-низации пород по зернам ортопироксена развивается бастит, иногда с примесью карбоната. Дуниты характеризуются более массивными текстурами и нередко более крупнозернистыми структурами, в отличие от гарцбургитов они сильнее серпентинизированы до образования существенно хризотиловых серпентинитов с редкими реликтами оливина и петельчатой пе-рекрещенно-чешуйчатой структурой. По сравнению с гарцбургитами дуниты и аподу-нитовые серпентиниты содержат больше рудного минерала, главным образом в виде бесформенных и пылевидных скоплений, скелетных, неправильных и хлопьевидных зерен магнетита (до 5-7%). Характерными минералами гарцбургитов и дунитов (реже) являются хромшпинелиды (до первых процентов), представленные мелкими, редкими октаэдрическими и неправильными, нередко скелетными и футляро-видными зернами хромита, а также обычно округленными зернами бурой шпинели (пикотита). В отдельных случаях фиксируется наличие скоплений хромита в крутопадающих по гнейсовидности тонких (0,5 см) прожилках совместно с более поздним серпентином и карбонатом. Серпентиниты, не содержащие реликтов первичных минералов, развиты в виде крутопадающих зон (полос) различной мощности (от первых сантиметров до первых метров) внутри слоисто-полосчатого дунит-гарцбургитового массива и представлены как преобладающими аподунитовыми, так и апоперидо-титовыми разностями с переменным количеством талька и карбоната, представленного как магнезиальной разновидностью, так и кальцитом. Аподуни-товые серпентиниты имеют существенно хризотило-вый состав с единичными зернами бастита и более поздним листоватым антигоритом, в больших количествах содержат магнетит и тальк, тогда как апо-гарцбургитовые серпентиниты, кроме петельчатой апооливиновой хризотиловой массы, содержат более крупные зерна бастита и скопления чешуйчатого антигорита. Для серпентинитов характерны прожилки карбоната и тонкие просечки рудного минерала, представленного магнетитом. Химический состав гипербазитов представлен в таблице и характеризуется достаточно выдержанными значениями петрогенных элементов, низкими содержаниями щелочей, титана, глинозема и кальция. При этом дуниты и гарцбургиты достаточно уверенно различаются по содержаниям Al2O3 (1,24% в дунитах и 2,8% в гарцбургитах) и СаО (0,31% в оливинитах, 1,68% в дунитах и 2,36% в гарцбурги-тах) и менее резко - по содержаниям титана, железа, магния и натрия (табл. 1). Характерно количественное преобладание (исключение составляют только очень редкие оливиниты) кремнезема над магнием, что, как и гнейсовые текстуры, типично для океанических перидотитов [5]. Достаточно уверенно устанавливается принадлежность гипербазитов к дунит-перидотитовой формации и офиолитовой ассоциации океанических рифтов. Микроэлементный состав изученных дунитов и гарцбургитов также свидетельствует об их принадлежности офиолитовой ассоциации срединно-океанических хребтов с характерными относительно невысокими содержаниями Cr (2390-2846 г/т, в оли-винитах - 1663 г/т) и относительно повышенными концентрациями Ni (1866-2136 г/т, в оливинитах -2511 г/т). Также характерны очень низкие содержания Ba (1,8-4,4 г/т), Sr (0,6-5,1 г/т, в единичном случае в аподунитовом серпентините - 19,4 г/т), Rb (0,671,14 г/т, максимальные в гарцбургитах 1,64-1,99 г/т), Zr (0,1-1,3 г/т) и редкоземельных элементов, особенно легких лантаноидов, содержания которых в 5-7 раз ниже хондритовых и типичны для метаморфических перидотитов [5]. При этом содержания Nb, Ta, Th и U в данных породах ниже порога чувствительности ICP-MS анализа (табл. 2, рис. 2, А). Возраст пород комплекса определяется весьма условно залеганием тектонических клиньев гипербазитов среди метаморфических пород иртышского комплекса и их предполагаемой принадлежностью офио-литовому комплексу древней океанической коры Палеоазиатского океана, на окраине Иртыш-Зайсанской части которого в раннем девоне была заложена зона субдукции. В настоящее время эта зона на эрозионной поверхности складчатого комплекса фиксируется, в частности, Иртышской зоной смятия, что подтверждается и глубинными геофизическими исследованиями. В рассматриваемом случае возраст гипербазитов должен быть не моложе девонского, при этом, по мнению В.Ф. Микунова (1976), он соответствует раннему палеозою, по мнению Г.М. Щербы с соавторами - протерозою [1], а В.М. Рыборак с соавторами (1979) верхнюю возрастную границу комплекса ограничивали верхним девоном. С учетом длительного развития Палеоазиатского океана и зоны субдукции на окраине Сибирского континента возраст сарбасского комплекса можно предполагать в достаточно широком интервале от раннего до среднего палеозоя. Т а б л и ц а 1 Химический состав гипербазитов сарбасского комплекса Номер пробы Порода Массив SiO2 TiO2 Al2O3 FeO* MnO MgO CaO Na2O K2O Р205 243 Дунит Восточный 39,14 0,001 2,70 7,71 0,09 35,9 0,56 0,06 0,04 0,082 59 Перидотит Западный 40,98 0,37 2,87 7,87 0,14 34,5 2,25 0,32 0,05 0,082 4 Перидотит Западный 41,03 1,12 3,05 7,99 0,10 35,8 2,53 0,22 0,04 0,002 44/208,9 Дунит Восточный 40,47 0,04 1,77 8,80 0,12 37,55 1,40 0,07 0,02 0,01 44/213,1 Дунит Восточный 40,27 0,04 1,51 8,99 0,13 38,12 1,95 0,01 0,02 0,01 44/258,1 Оливинит Восточный 35,21 0,02 0,45 8,30 0,11 41,02 0,31 0,05 0,03 0,01 44/189,1 Гарцбургит Восточный 41,09 0,05 2,50 8,13 0,12 36,43 2,23 0,08 0,02 0,01 44/234,8 Гарцбургит Восточный 41,04 0,07 2,87 8,49 0,13 35,96 2,50 0,10 0,02 0,01 44/263,8 Гарцбургит Восточный 40,80 0,06 2,79 8,24 0,12 36,01 2,42 0,14 0,03 0,01 44/269 Гарцбургит Восточный 39,44 0,08 3,05 8,03 0,12 35,20 2,27 0,15 0,04 0,02 44/175,3 Серпентинит Восточный 43,06 0,03 1,16 8,85 0,16 32,03 1,26 0,02 0,02 0,03 44/221,5 Серпентинит Восточный 38,03 0,04 1,67 8,17 0,11 36,36 1,18 0,03 0,01 0,01 Примечание. Использованы анализы: 243, 59, 4 - В.М. Рыборак, В.П. Шокурова, Ж.Н.Чайко (1979); 44 - С.И. Федак, Ю.А.Туркин и др. (2011). Т а б л и ц а 2 Содержание петрогенных (мас. %) и редких (г/т) элементов в представительных пробах гипербазитов и ортоамфиболитов Угловско-Туруханского блока Иртышской зоны смятия Компоненты 44/258,1 44/208,9 | 44/213,1 44/189,1 | 44/234,8 | 44/263,8 | 44/269 5/169,1 | 9/185,7 Оливиниты Дуниты Гарцбургиты Амфиболиты SiO2 35,21 40,47 40,27 41,09 41,04 40,80 39,44 47,99 48,33 TiO2 0,02 0,04 0,04 0,05 0,07 0,06 0,08 1,28 1,28 Al2O3 0,45 1,77 1,51 2,50 2,87 2,79 3,05 15,91 15,83 FeO* 8,30 8,80 8,99 8,13 8,49 8,24 8,03 11,69 10,99 MnO 0,11 0,12 0,13 0,12 0,13 0,12 0,12 0,16 0,18 MgO 41,02 37,55 38,12 36,43 35,96 36,01 35,20 7,07 7,66 CaO 0,31 1,40 1,95 2,23 2,50 2,42 2,27 11,07 13,33 Na2O 0,05 0,07 0,01 0,08 0,10 0,14 0,15 2,54 1,85 K2O 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,04 0,54 0,25 Р205 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,10 0,13 Sc 3,6 9,4 12,3 11,7 14,4 11,5 12,8 74,3 64,7 V 14,8 52,8 59,5 64,6 74,8 62,9 64,6 384,4 381,9 Cr 1663,3 2587,7 2743,0 2675,2 2604,4 2472,3 2390,1 418,9 508,0 Co 120,1 109,9 109,7 103,3 106,6 96,1 96,9 72,0 65,0 Ni 2511,4 2073,8 2095,5 1975,2 1961,5 1946,9 1866,2 126,1 145,9 Ga 1,1 2,1 2,0 2,7 2,7 2,8 2,5 19,6 18,3 Rb 0,9 0,7 0,80 0,7 1,6 1,1 2,0 8,5 3,3 Sr 4,2 2,0 0,6 1,5 2,8 1,7 5,1 101,7 205,7 Y 0,3 0,8 0,9 1,8 2,1 2,1 2,2 34,6 31,4 Zr 0,5

Скачать электронную версию публикации