Силурийский интрузивный магматизм Восточной зоны Среднего Урала

• Автор: Лобова, Екатерина Вячеславовна
• Шифр специальности: 25.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

Содержание
Введение З

Глава 1. История изучения исследуемого района

Г лава 2. Краткий очерк геологического строения исследуемого района

2.1. Геологическое строение Восточной зоны Среднего Урала

2.2. Геологическое окружение силурийских интрузивных комплексов

Глава 3. Комплекс параллельных долеритовых даек офиолитовой

ассоциации Восточной зоны Среднего Урала

3.1. Г еологическое положение комплекса

3.2. Петрография и минералогия пород '

3.3. Петрогеохимическая характеристика пород
3.4. Время образования комплекса
3.5.Условия образования и преобразования пород комплекса
3.5. Геодинамические условия формирования комплекса
Выводы
Г лава 4. Рефтинский габбро-тоналитовый комплекс
4.1. Г еологическое положение пород комплекса
4.2. Петрография и минералогия пород
4.2.1. Породы первой фазы
4.2.2. Породы второй фазы
4.3. Постмагматические преобразования пород
4.4. Метаморфизм пород рефтинского комплекса
4.5. Изменение состава! породообразующих минералов в процессе 83 эволюции комплекса
4.6. Петрогеохимические особенности пород
4.7. Результаты изотопного U-Pb датирования пород
4.8. Условия образования и преобразования пород
4.8.1. Условия генерации исходных магм
4.8.2. Условия кристаллизации
4.8.3. РТ-параметры метаморфических преобразований
Выводы
Г лава 5. Аверинский диорит-трондьемитовый комплекс
5.1. Г еологическое положение пород комплекса
5.2. Петрография и минералогия пород
5.2.1. Породы с магматическими структурами и их реликтами
5.2.2. Метаморфизм пород
5.3. Петрогеохимическая характеристика пород
5.4. Результаты изотопно-геохронологических исследований
5.5. Условия образования и преобразования пород
5.5.1. Условия кристаллизации >
5.5.2. РТ-параметры метаморфизма
5.6. Сопоставление пород аверинского и рефтинского комплексов
Выводы
Глава 6. Характер эволюцию и геодинамические условия формирования
силурийских интрузивных комплексов Восточной зоны Среднего Урала Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность исследований. Магматизм восточной окраины Урала, погруженной под чехол Западно-Сибирской плиты, изучен крайне неполно. Основные этапы магматической активности этой части Урала установлены главным образом на основе анализа процессов вулканизма. Достоверные данные о возрасте плутонических пород до последнего времени практически отсутствовали.
Интрузивные образования силурийского возраста представлены в изученном регионе типичными для Урала ассоциациями магматических пород - офиолитами (комплекс параллельных долеритовых даек и комплекс расслоенных габброидов) и габбро-гранитными сериями (рефтинский габбро-тоналитовый и аверинский диорит-трондьемитовый комплексы). Их исследование актуально для дальнейшего развития представлений об эволюции магматизма среднеуральской части Восточной зоны и Урала в целом.
Цель работы: выявление закономерностей эволюции интрузивного магматизма на протяжении силурийского этапа развития Восточной зоны Среднего Урала.
Основные задачи:
1. Изучение минерального состава, петро- и геохимических особенностей плутонических пород силурийского этапа развития Восточной зоны Среднего Урала.
2. Реставрация РТ-условий их образования.
3. Определение возраста пород изучаемых плутонических комплексов.
Научная новизна
1. Впервые на основе детального изучения вещественного состава и изотопного датирования пород надежно обосновано выделение плутонических комплексов силурийского этапа развития Восточной зоны Среднего Урала, установлены последовательность их формирования и характер эволюции магматизма на протяжении этого этапа
2. Аверинская диорит-трондьемитовая ассоциация выделена в качестве самостоятельного петрографического подразделения - аверинского диорит-трондьемитового комплекса.
3. Показано, что формирование рассматриваемой совокупности пород протекало в надсубдукционных условиях.
Практическая значимость. Полученные с применением современных аналитических методов данные о вещественном составе пород силурийских интрузивных комплексов, их изотопно-геохронологические характеристики могут быть использованы в процессе проведения региональных геологических исследований, при разработке легенд к

геологическим картам, а также при сопоставлении характера эволюции интрузивного магматизма разных зон Урала.
Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций основана на представительном объеме использованных в работе данных, полученных с применением широкого комплекса методов петрологических исследований как традиционных, так и самых современных. Изотопно-геохронологические исследования выполнены разными методами в двух аккредитованных лабораториях.
Фактический материал и методы исследования. Материал для исследования был отобран автором в течение 2009-2011 гг. Работа основана на изучении 200 петрографических шлифов, 45 геохимических анализов (методом ICP-MS), 132 полных силикатных анализов горных пород, 550 микрозондовых анализов минералов. Использованные в работе геохронологические данные включают одно определение возраста Sm-Nd методом, пять U-РЬ возрастов, полученных по цирконам методом SIMS, и два - методом TIMS.
Для изучения пород и слагающих их минералов применялись современные методы исследования вещества. Силикатный анализ пород проводился рентгеноспектральным методом (СРМ-18, лаб. ФХМИ ИГГ УрО РАН, аналитики Н.П. Горбунова, JI.A. Татаринова, В.П. Власов). Геохимическая характеристика пород основана на результатах анализа содержаний элементов-примесей методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS, ELAN-9000, лаб. ФХМИ ИГГ УрО РАН, аналитики H.H. Адамович, Д.В. Киселева, Н.В. Чередниченко). Химический состав минералов изучен методом рентгеноспектрального электронно-зондового микроанализа (Cameca SX 100, лаб. ФХМИ ИГГ УрО РАН, аналитики Д.А. Замятин и В.В. Хиллер). Измерения изотопного состава Nd, концентраций Sm и Nd проводились на семиканальном твердофазном масс-спектрометре Finnigan - МАТ 262 (RPQ) в статическом двухленточном режиме с использованием рениевых и танталовых лент (лаборатория геохронологии и изотопной геохимии, ГИ КНЦ, г. Апатиты). Изучение U-Pb изотопной системы цирконов проводилось с использованием ионного микрозонда SHRIMP-II (А.Н. Ларионов, ВСЕГЕИ) по стандартной методике [Williams, 1998], а также масс-спектрометрическим методом изотопного разбавления с использованием 205РЬ трассера по методике [Баянова и др., 2007] (Т.Б. Баянова, ГИ КНЦ РАН, Апатиты).
Защищаемые положения 1. Наиболее раннему эпизоду интрузивной активности силурийского этапа развития среднеуральской части Восточной зоны отвечает формирование позднеордовикско-раннесилурийской (446-428 млн лет) офиолитовой ассоциации, представленной комплексом

Приведенные данные позволяют считать, что офиолитовая ассоциация рассматриваемого района, в состав которой входит изученный комплекс параллельных долеритовых даек, имеет позднеордовикско-раннесилурийский возраст. Этот вывод согласуется с имеющимися геологическими данными. Породы офиолитовой ассоциации, как правило, залегают среди образований силурийского возраста, а продукты их размыва содержатся в раннедевонских осадочных толщах [Золоев и др, 1981].
Следует отметить, однако, что наряду с силурийскими датировками для офиолитов Восточной зоны Среднего Урала получен целый ряд доордовикских определений возраста [Попов и др., 2008; Иванов и др., 2009; Петров и др., 2010 и др.], на основании чего было высказано предположение о наличии офиолитов двух возрастных уровней: вендского и раннесилурийского. В связи с этим полной уверенности в принадлежности рассматриваемого комплекса параллельных долеритовых даек к офиолитовой ассоциации силурийского возраста нет, что предполагает необходимость продолжения исследований.
3.5.Условия образования и преобразования пород комплекса
РТ-параметры образования и преобразования пород были определены с использованием геотермометров и геобарометров на основе составов амфибола и плагиоклаза [Ферштатер, 1990; Hammastrom, Zen, 1986; Holland, Blundy, 1994; Hollister et al, 1987; Otten, 1984]. Применяемые геотербарометры и рассчитанные РТ-параметры приведены в табл. 3.7.
РТ-параметры для роговообманковых долеритов северной части площади распространения рассматриваемого комплекса (Рф-6 и Рф-21) составляют 600-640 °С и 1,1 -2,6 кбар (при среднем значении 2,0 кбар) по роговообманковым геотермобарометрам. Величина давления по геобарометру с использованием составов сосуществующих амфибола (Al/Si=0,13-0,19) и плагиоклаза Ап35-57 (Al/Si=0,52-0,65) составляет 1-1,5 кбар (обр. Рф-6) и 1,5-2 кбар (обр. Рф-21), что хорошо вписывается в диапазон давлений, полученным по роговообманковым барометрам.
Для долеритов южной части (Рф-80-40 и Рф-80-42) температура составляет 325-365 °С при давлении менее 1 кбар по роговообманковым геотермобарометрам. По амфибол-плагиоклазовому барометру давление имеет величину менее 2 кбар (параметры сосуществующего амфибола составляют AI/Si=0,03-0,12, плагиоклаза An5 27 Al/Si=0,36-0,43). РТ-параметры и минеральный состав (актинолит, клиноцоизит, альбит) пород соответствуют зеленосланцевой фации метаморфизма.
Особенностью изученных долеритов является то, что в них отсутствуют безводные фемические силикаты, темноцветный минерал представлен водосодержащим минералом