книги из ГПНТБ / Мамаев, Н. Ф. Нижний палеозой и докембрий восточного склона Урала

ном региональном метаморфизме изверженных пород габброидного и гр а- нитного состава.

Высокую степень метаморфизма пород в составе салдинского гнейсо­

относятся биотитовые, гранат-биотитовые гнейсы с силлиманитом, кор - диеритом или кианитом селянкинской свиты, о чем свидетельствуют дан­ ные абсолютного возраста. Так, рубидий-стронциевым методом для гней­ сов селянкинской свиты получены цифры 2100І200 млн. лет, что позво­ ляет относить их к нижнему докембрию и сопоставлять с древнейшими образованиями Тараташской глыбы (Дунаев, Овчинников, Краснобаев, 1969 ) .

В сысертском метаморфическом комплексе нижнедокембрийскими по

слюдяными, кианито—слюдяными, гранато-слюдяными гнейсами и грани- то-гнейсами.

Наличие древнейших образований в перечисленных зонах подтвержда­ ется и геофизическими данными.

Гравиметровые наблюдения, произведенные по широтным профилям в разных районах Урала ( Алейников, Беллавин, Кузнецов, 1967), показы­ вают, что древний ( нижнедокембрийский) фундамент фиксируется на не ­ больших глубинах не только в пределах Тараташского выступа на запад­ ном склоне, но и в современных крупных поднятиях восточного склона ( например, Ильменогорского.). Если в пределах Тараташской глыбы по­ ложительная аномалия силы тяжести достигает 30-40 мгл, то в более восточном Ильменогорском поднятии она также превышает 30 мгл. По мнению этих авторов, положительная аномалия силы тяжести создается здесь древнейшими ( архейскими) породами повышенной плотности, ана­ логичными инъекционным гнейсам тараташской свиты. Они залегают на

гнейсы и кварциты, содержащие крупночешуйчатый графит, а на север­ ном берегу озера - плагиоклазовые амфиболиты с крупными дроблены­ ми зернами граната, имеющие в общем массивное сложение. На южном берегу оз . Увильды обнажаются тонкосланцеватые биотитовые ортогнейсы, а также гранито—гнейсы с падением гнейсовых текстур на юго-вос­ ток 135°, под углом 45° .

Кордиеритовые гнейсы, ортогнейсы и амфиболиты, имеющие, по-ви­ димому, нижнедокембрийский возраст, известны в Южном Зауралье, на р . Тогузак, около пос. Михайловского и пос. Надеждинского, а также несколько севернее - у оз . Белокаменного. Эти гнейсы секутся грани-

1 0

тоидами, преимущественно соответствующими по составу гранодиоритам и кварцевым диоритам, абсолютный возраст которых определяется калий-аргоновым методом раннекаледонским - 495-505 млн. лет (Ов ­ чинников, Степанов, Краснобаев, Дунаев, 1969). Следовательно, гнейсо­ вый субстрат имеет более древний, докембрийский возраст.

Весьма вероятны выходы нижнего докембрия в южной части Кусо - канского горста, в строении которого принимают участие вообще не свойственные верхнему докембрию тонкополосчатые лептитоподобные парагнейсы с прослоями слюдистых и гематитовых ( с железной слюдкой) кварцитов, а также полосчатые амфиболиты с гранатом. Породы обнаруживают, по наблюдениям авторов, устойчивое северо-западное простирание.

Палеонтологическое обоснование нижнего докембрия в пределах ураль­ ской геосинклинальной системы отсутствует, как, впрочем, и во многих древних платформенных областях, где он широко развит. Однако в под­ тверждение древнейших образований на Урале имеются данные абсолют­ ного возраста. Так, по Тараташскому выступу гнейсов и кварцитов по­ лучены цифры абсолютного возраста пород и минералов, по калий-арго­ новому методу, достигающего свыше 3000 млн. лет (Овчинников, С т е ­ панов, Краснобаев, Дунаев, 1969 ) . Еще более значительные цифры аб­

нительной дисперсии двупреломления, определяется возраст 1700-1800млн. лет для некоторых гнейсов Чашковских гор Ильменогорского поднятия.

Образования нижнего докембрия характеризуются преимущественно гранулитовой и частью амфиболитовой фациями метаморфизма. Известно, что типоморфными минералами гранулитовой фации являются кианит, силлиманит, гранат, рутил, обыкновенная роговая обманка, ромбический , пироксен (гиперстен), диопсидовый и авгитовый пироксен. Кварц имеет гранулитовое строение. Калиевый полевой шпат (ортоклаз или микроклин) обладает пертитовой структурой, а плагиоклаз - антипертитовой (Елисе­

в опубликованных работах (Грачев, Кейльман, 1967; Грачев, Кейльман,

докембрия Енисейского кряжа, Кокчетавской глыбы Центрального Казах ­

Первичным субстратом описанных выше гнейсов являлись, по-видимо­ му, в одних случаях орто-, а в других - парапороды. Для большинства гнейсов первично-осадочное происхождение доказывается присутствием

11

среди них прослоев графитистых и биотитовых сланцев, а также желези­ стых кварцитов. В ортогнейсах местами отмечаются реликты структур изверженных пород.

Выступы нижнего докембрия в пределах восточного склона Урала, видимо, следует рассматривать как блоки континентальной коры, пред­ ставлявшей некогда поднятия типа Кордильер.

Таким образом, существующие в настоящее время данные в пользу наличия нижнего докембрия на восточном склоне Урала достаточны для выделения его и во внутренней части геосинклинали.

Одним из важных вопросов рифея восточного склона Урала является установление его нижней границы, что имеет значение при выделении среднего и нижнего докембрия ( архея) в составе мощных гнейсово-ам— фиболитовых комплексов, иногда однородных по литологическому соста ­ ву и метаморфизму. Различия между верхами этих комплексов, отно­ симых к рифею, и низами их, рассматриваемых предположительно сред­ не - и нижнедокембрийскими ( архейскими), не столь уж велики, и часто границу между ними установить трудно. Непременные в этом случае ба - зальные конгломераты в основании рифея пока не установлены, что, возможно, объясняется высокой степенью метаморфизма пород и их перекристаллизацией, при которых терригенная природа затушевывается.

возможном существовании базальных конгломератов в основании рифея и на восточном склоне. Несомненно, что дальнейшие исследования по стратиграфии гнейсово-амфиболитовых комплексов восточного склона • Урала приведут к их открытию.

Более четко проводится граница между гнейсовыми и залегающими выше амфиболитовыми сериями, а также между амфиболитовыми и слан- цево-кварцитовыми сериями, которыми венчается разрез рифея на вос ­ точном склоне Урала.

слюдяными гнейсами и подчиненными им амфиболитами и кварцитами, слагающими основание рифея, а возможно принадлежащих еще к более глубоким частям докембрийского разреза. В составе этой серии на восточном склоне Урала нами рассматриваются мурзинская, ильменогорская, каменнодольская свиты. Их объединяет широкое развитие в них мелких тел ортопород ( инъекции гранитоидов, пегматитов), обыч-

1 2

ные для гнейсов очковая и сланцеватая текстуры; бластомилонитовая, бластоцементная и гранобластовая структуры пород, будинаж. Обилие

на Южном Урале в восточной части Брединского района. Значительные выходы этих пород имеются по Каменному долу, юго-восточнее пос. Бреды, а также по р . Берсуат, выше пос. Наследницкого. Севернее эти породы наблюдаются в долинах рек Синташты и Камышлы-Аят, прослеживаясь к северу в виде неширокой полосы северо-восточного прости­ рания,выклинивающейся по тектоническим причинам юго-восточнее пос. Елизаветпольского, на р. Карагайлы-Аят.

гино удлиненными массивами серпентинитов й габброидов, отделяет с запада полосу выходов каменнодольской свиты от развитых по сосед­

В составе каменнодольской свиты широко развиты ортопороды, представленные катаклазированными гранитами, гнейсо-гранитами, дав ­ ленными пегматитами, амфиболитизированными габброидами. Интенсив­ но выраженный инъекционный метаморфизм и мигматизация обусловили высокую степень метаморфизашга парапород, преобразованных до состоя­ ния гнейсов и амфиболитов. В них отмечаются очковая и сланцевая т е к ­ стуры, бластопорфировые, милонитовые, лепидо- и гранобластовые струк­ туры. Довольно часто наблюдаются птигматитовые формы плойчатости и будинаж. Разрез каменнодольской свиты по Каменному долу в Брединском районе в общих чертах следующий:

1. В нижней видимой ее части залегают светлые полосчатые очко­ вые и порфировидные инъекционные гнейсы, заключающие мелкие пачкіі темно—зеленых крупнозернистых амфиболитов. Лучшие выходы этих по­ род находятся около устья Каменного дола и по р . Берсуат выше пос. Наследницкого. Далее в 3 км выше поселка, в правом крутом склоне долины р. Берсуат, порфировидные инъекционные гнейсы образуют значи­

2. Стратиграфически выше лежат инъекционные гнейсы с более мно­ гочисленными и мошными прослоями амфиболитов и тонко рассланцеванных амфиболовых сланцев, образующих, в частности, крупный выход в левом склоне долины р. Синташты, несколько ниже устья Каменного дола. К амфиболитам этой части свиты приурочиваются прослои кремни­ стых и кварцитовых сланцев и кварцитов, образующих мелкие щебнистые

13

выходы в долине р. Синташты. Мощность этих пород по каменному долу

ир. Синташте не менее 600 м .

3.Верхи свиты составляют чередующиеся между собой парагнейсы, слюдяные сланцы и порфироиды, выступающие в районе пос. Елизаветпольского, на р. Арчаглы-Аят. В южных окрестностях этого поселка известны также выходы амфиболитов и инъекционных гнейсов средней части свиты. Мощность верхней части свиты около 300-400 м, а общая мощность ее, по-видимому, достигает 2000 м и, возможно, больше.

Инъекционные гнейсы ( мигматиты), преобладающие в составе свиты, по составу и структуре разнообразны. Среди них выделяются следующие структурно—минералогические разновидности гнейсов: светлые, малослю­ дистые и мелкозернистые, биотитовые порфировидные, роговообманковобиотитовые (очковые) темные, роговообманковые крупнозернистые. Все они имеют в той или иной мере отчетливо выраженную сланцеватую и полосчатую текстуры. Последняя образована чередованием полос разно­ го минерального состава.

(олигоклаза), калиевого полевого шпата, чешуйки биотита и таблитча­ тые зерна роговой обманки. Нередки акцессоры: апатит, сфен, гранат, магнетит. Порфиробластами являются плагиоклаз и роговая обманка.

Роговая обманка свойственна особенно темным роговообманково-биоти— товым гнейсам, образуя в них широкотаблитчатые выделения с неров­ ными контурами, с сопровождающимися скоплениями биотита. Порфиро-

Гранитные инъекции в гнейсах составляют не менее 50% их массы. Они представлены жилообразными телами гнейсированного биотитового гранита мощностью от 1 до 50 см, а также инъекциями пегматитового состава, пропитывающими субстрат их. Гранитные и пегматитовые инъекции мощностью свыше 1 м встречаются исключительно редко. Эти жилообразные гранитные инъекции в составе каменнодольской сви­ ты по своему химическому составу и некоторым структурным особенно­ стям, как будет доказано ниже, весьма сходны с гнейсо-гранитами Наследницкого массива, залегающего среди описываемых гнейсов.

мером до 1-S см, имеющих овальные очертания, удлиненных по гнейсе— видности, частью сопровождающихся мелкозернистым кварцем и. мелко­ чешуйчатым биотитом. Нередко в них присутствуют акцессоры: циркон, гранат, апатит.

По-видимому, наблюдаемые среди гнейсов гранито—гнейсы представ­ ляют собой метаморфизованные мощные гранитные инъекции, обладаю­ щие резкими контактами, совпадающими с гнейсовидностью. От вмещаю­ щих гнейсов гнейсо—граниты отличаются светло-серой и розовой окра­ ской и мелкозернистым, частью порфировидным строением. В составе

14

их присутствуют находящиеся примерно в одинаковых количествах! кварц,

Амфиболиты в составе свиты имеют небольшое распространение, об ­ разуя в верхней ее части относительно маломощные ( 10-50 м) толщи, прослеживающиеся по простиранию на значительные расстояния. Они обладают тонкополосчатым сланцеватым сложением с выделяющимися тонкими полосками светлого полевошпатового состава. В составе их: плагиоклаз (андезин) и ориентированная по сланцеватости обыкновен­ ная роговая обманка. Иногда присутствуют немногочисленные зерна кварца и скопления эпидота, ассоциирующего с роговой обманкой. Из акцессоров отмечены: апатит, сфен, магнетит. Структура амфиболитов гранонематобластовая. Изредка встречаются более основные разновид­ ности амфиболитов, содержащие моноклинный' пироксен, находящийся в срастании с роговой обманкой, и плагиоклаз, определяющийся Лабра­ дором. По-видимому, они образовались по габбро.

Участки амфиболитов наблюдаются иногда в виде "закатанных* бло­ ков, облекаемых светлыми инъекционными гнейсами, что ведет к обра­ зованию будинажных текстур, наблюдаемых, в частности, по Каменно­ му долу у хут. Дудкина.

Амфиболиты и амфиболовые гнейсы, вероятно, образовались частью по мергелистым осадкам, частью же по основным эффузивам и их туфам. Некоторые из амфиболитов, содержащих в своем составе пироксен и ромбическую роговую обманку, возможно, произошли за счет габбро.

Кварциты и слюдянокварцитовые сланцы встречаются в верхах сви ­ ты в виде маломощных, не выдержанных по простиранию прослоев, под­ чиненных амфиболовым сланцам. Они имеют светлую окраску, сланцева­ тое строение, микрогранобластовую или лепидогранобластовую структуру.

Среди микрозернистого кварца основной массы рассеяны чешуйки био­

стоят из.биотита, хлорита, кварца, альбита и магнетита. Существова­ ние этих парапород в составе свиты говорит об осадочном происхожде­ нии первичного субстрата преобладающей части инъекционных гнейсов, состоявшего, по-видимому, из песчанико-глинистых отложений.

На докембрийский возраст инъекционных гнейсов и амфиболитов К а ­ менного дола в Брединском районе впервые указал А. А. Петренко, который относил их к орь-иргизской свите Северных Мугоджар, дати­

с инъекционными породами уфалейского комплекса, как и основная масса других инъекционных комплексов восточного склона Урала. Воз ­ можно, что в низах свиты могут залегать более древние инъекционные породы, относящиеся к среднему и нижнему докембрию ( архею).

15

И л ь м е н о г о р с к а я с в и т а развита в Ильменских и Вишневых г о ­ рах. Она сложена инъекционными гнейсами ( мигматитами) с пачками амфиболитов, графитистых кварцитов и слюдяных сланцев.

По мнению А. А. Петренко и A . A . Пронина, образования ильменогорской свиты являются еще архейскими, а по Б . М . Роненсону ( 1959) они принадлежат нерасчлененному докембрию. Авторы рассматривают свиту в составе верхнего докембрия, допуская, что низы ее могут быть и более древними. По данным альфа-свинцового метода по цирко­ ну (Овчинников, Степанов, Краснобаев, Дунаев, 1969), мигматиты и биотито-гранатовые гнейсы ильменогорского комплекса имеют возраст 915*70 - 1370 ±120 млн. лет.

По ильменогорской свите имеется цифра абсолютного возраста по ­

горы). Древний возраст биотито-плагиоклазовых, двуслюдяных, биотит— амфиболовых и других гнейсов (по биотиту) определяется нешироким возрастным интервалом 1080-1200 млн. лет. Отдельные определения возраста гнейсов Чашковских гор указали более древний возраст:1415, 1500, 1700 млн. лет.

М у р з и н с к а я с в и т а развита на Среднем Урале в пределах Мурзинского поднятия и представлена главным образом тонкополосчатыми биотитовыми и двуслюдяными гнейсами с прослоями биотитовых и ам— фиболитовых сланцев. Часто биотитовые гнейсы инъецированы пегмати­ тами и гранитоидами и приобретают облик мигматитов. Такие мигмати­ ты образуют скальные обнажения, например, по правому берегу р. Ней-

этих пород. По возрасту мурзинская свита в работах В. В. Хоментовского ( 1958), A . A . Пронина ( 1960) и других рассматривается как до - кембрийская. В пользу этого свидетельствуют отдельные определения абсолютного возраста. Так, например, альфа-свинцовым методом по циркону, A . A . Краснобаевым определен возраст метаморфизма гнейсов у пос. Южаково в 9 1 0 І 6 0 млн. лет (Овчинников, Степанов, Краснобаев, Дунаев, 1969).

В согласии с этим находятся данные Е . А . Кузнецова ( 1963, 1964) по возрасту гнейсов сысертского мигматитового комплекса по разра­

1010, 1110, 1260 и 1300 млн. лет при среднем значении 950 млн. лет. Таким образом, этот этап метаморфизма в верхнем докембрии ( цир­

кон дает 1000-1200 млн. лет, рубидий-стронций дает 1600 млн. лет) от ­

16

В Северных Мугоджарах гнейсо-гранитовые комплексы, по данным К. Й. Дворцовой, А. А. Петренко, Н. Г. Каолина, представлены плагио-

гнейсами, сланцами, биотит-плагиоклаз-кварцевого состава, разнообраз­ ными по составу инъекционными гнейсами, амфиболитами и различными

амфиболовые и гранатовые гнейсы, биотитовые плагиогнейсы, амфиболи­ ты, порфироиды, бластомилонитовые граниты типа очковых ортогнейсов. Мощность этого комплекса составляет более 3000 м. Существуют неко­ торые наблюдения, по которым мигматитовые комплексы Мугоджар и Прииргизья несогласно перекрываются сланцево-кварцитовыми толщами

главным образом темно-зелеными, часто полосчатыми амфиболитами и амфиболовыми гнейсами. В разрезах метаморфических комплексов до ­ кембрия восточного склона Урала эта амфиболитовая серия залегает

сокан, в Брединском районе, состоит из амфиболовых гнейсов, амфибо­

кварцево-хлоритовых сланцев, образующих пропластки различной мощно­ сти в основании разреза. Иногда гнейсы заключают тонкие инъекции пегматитового гранита с гнейсовидной текстурой, приобретая при этом порфировидное сложение и инъекционный характер.

Преобладающие в составе подсвиты светлые тонко- и мелкозернистые гнейсы характеризуются полосчатым сложением вследствие чередования

1 8

личествах кварц и полевой шпат. Среди полевых шпатов преобладает

обычно от 0,1 до 0,6 мм. Структура гранобластовая, зубчатая. В поле­ вошпатовых полосках встречаются вторичные минералы: серицит, муско­ вит, лейкоксен. Мелко- и тонкозернистое строение гнейсов, фельзитовидное в изломе, незначительное содержание в них слюды и высокая степень метаморфизма позволяют отнести их к лептито-гнейсам или геллефлинтам.

Амфиболовые гнейсы полосчатого сложения имеют здесь подчиненное развитие. Выделяются они по обильному развитию в них роговой обман­ ки, образующей порфиробласты и участвующей в строении основной ткани породы. Присутствующий в составе этих гнейсов плагиоклаз обычно эпидотизирован.

В долине р. Синташты, выше пос. Мариинского, в прослоях кварци­ тов среди таких гнейсов содержится чешуйчатый графит в концентраци­ ях, близких к промышленным. Кварциты, образующие прослои мощностью 5-10 м, преимущественно в нижней части подсвиты, имеют светлую ок­ раску, массивное или грубосланцеватое сложение. На плоскостях сланце­ ватости развиты серицит и чешуйчатый графит совместно с железной слюдкой. Структура их гранобластовая. Зерна кварца иногда имеют гра - нулитовое строение, удлиненной по сланцеватости формы, и обладают сильным волнистым погасанием, размеры их от 0,3 - 0,5 до 2 - 2,5 мм. Изредка в гранулитовых кварцитах наблюдаются округлые зерна кислого плагиоклаза. Чешуйки серицита, графита и железной слюдки приурочива­ ются к стыкам и трешинкам в направлении сланцеватости.

Кварцитовые сланцы, отличающиеся тонкой сланцеватостью, зачастую образуют многочисленные, но незначительные по мощности прослойки, чередуясь с полевошпатовыми гнейсами и кварцево-хлоритовыми сланца­ ми. Мощность нижней подсвиты 600 м.

Средняя подсвита связана с нижней подсвитой постепенными пере­ ходами. Ее составляют в основном зеленоватые эпидотовые и амфиболо­ вые гнейсы и кварцитовые сланцы, образующие крупные обнажения в долине р. Синташты выше пос. Андреевского. Горными выработками этипороды вскрыты юго-восточнее пос. Наследницкого, по западному кон­ такту Кусоканского гранитного массива. По р . Верхний Тогузак поро­ ды подсвиты выступают выше хут. Дружного.

Для средней подсвиты весьма характерны тонкополосчатые, обычно плойчато—смятые эпидотовые и эпидото-роговообманковые гнейсы, об­ разующие крупные плитообразные выходы у о з . Белокаменного, север­ нее долины р . Синташты. Они имеют светлую с фисташковым оттенком

тиметра до нескольких сантиметров. Иногда в породе наблюдается оч­ ковая текстура с линзовидными участками кварца и порфиробластами полевого шпата.

19