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

дает основание полагать, что Уральская эвгеосинклиналь, так же как и другие, заложилась на коре океанического типа в отличие от миогеосинклиналей, орогенных геосинклиналей,' вторичных геосинклиналей, ко ­ торые формируются на фундаменте континентальной коры. В пользу этого свидетельствует наличие в строении эвгеосинклиналей поясов и значительных массивов офиолитов альпийского типа и сопровождающего их меланжа.

При взгляде на геологическую карту Урала видно, что породы офиолитовой формации играют здесь значительную роль. Особенно большое развитие массивы ультрабазитов и связанные с ними основные породы имеют в пределах Магнитогорского, Алапаевского, Тагильского и дру­ гих прогибов. Обычно ультрабазиты вытянуты в виде поясов или обра­ зуют широкие, округленные в плане массивы и тлеют с вмещающими породами тектонические контакты. То, что ультраосновные породы не имеют активных интрузивных контактов с окружающими их образования­

фических сланцев. При этом он считает, что возраст гипербазитов зна ­ чительно древнее, чем диабазов, спилитов и ассоциирующих с ними яшм и радиоляритов. По этому вопросу A . B . Пейве отмечает, что ис ­

точником ошибок в определении возраста гипербазитов является смеще­ ние во времени формирования гипербазитов и габброидов как горных пород со временем их тектонического становления в верхних структур­ ных этажах. Если признать первично—магматическое происхождение альпийских гипербазитов, то нужно считать, что их магматическое ста ­ новление произошло не D мезозое, а в глубоком докембрии.

Придерживаясь этой точки зрения, мы рассматриваем уральские ультрабазиты и связанные с ними габброиды в составе наиболее древ­

в глубоком докембрии, по-видимому, представляла в структурном от ­ ношении одно целое, являясь частью Мирового океана.

Однако позднее, к началу нижнего палеозоя, на Урале существовали уже участки в виде Кордильер (островных дуг), континентальной коры (рис. 9), о чем свидетельствует развитие здесь формаций орогенного типа. В современном эрозионном срезе это соответствует зонам, сло­ женным преимущественно гнейсовыми комплексами докембрия и терригенными отложениями нижнего палеозоя, а разделяющие их области Магнитогорской, Тагильской, Алапаевской и других площадей с разви­ тием, поясов офиолитов представляли, по-видимому, части океана.

Сходное тектоническое строение отмечает A . B . Пейве (1969) в Альпийско-Гималайском поясе, где офиолиты и меланж развиты широки­ ми поясами, разделяя блоки континентальной коры.

70

Р и с . 9 . Схема распространения

фрагментов континентальной и

океанической коры на восточном

склоне Урала

вает происхождение Урала также с позиции мобилизма. В своей работе 'Уралиды и движение Русской и Сибирской платформ* ( Hamilton, 1970) он объясняет образование Урала как результат столкновения Русского и Сибирского субконтинентов в пермском или триасовом периодах. Под термином "уралиды" Гамильтон понимает позднедокембрийскую и палео-

71

зойскую горообразуюшую зону, расположенную между Русской и Сибир­ ской платформами и образующую квазисимметричный орогенический пояс. На Уральских горах обнажаются западная миогеосинклинальная серия пород среднего и позднего палеозоя и западный край срединной эвгеосинклинали среднего палеозоя. Восточный миогеосинклинальный пояс прослеживается вдоль окраины Сибирской платформы. Срединная эвгеосинклиналь уралид, обнажающаяся на Уральских горах, представ­ ляет собой хаотичную ассоциацию осадочных и вулканических пород от докембрия до девона, в разной степени метаморфизованных и интрудированных ультраосновными, основными и кислыми породами.

Таким образом, это значительно шире, чем использование термина

что в кембрии и ордовике Русская и Сибирская платформы были да ­

По мнениею У. Гамильтона, геология Урала согласуется с утверждением, что этг два субконтинента столкнулись, а находящаяся между ними океа-

островной дуги, которая была отделена от континента океаническим бассейном. Вследствие этого океаническая плита, расположенная меж ­ ду ними, сужалась до тех пор, пока континент и дута в раннедевонское время не столкнулись. В настоящее время зона уноса представ­ ляет собой зону сланцев главного Уральского разлома. В результате столкновения поднялась вверх эвгеосинклинальная серия связанных меж­ ду собой пород и во фронтальном бассейне началось отложение осадков

жающаяся на запад, под Русский континент. Эта зона уноса продолжала существовать от средне- и верхнепалеозойского времени до перми, по­ степенно продвигаясь в сторону океана.

Деятельность зоны уноса, располагающейся между краями Русской и Сибирской плит и на их краях, неизбежно должна привести к исчез­ новению океанических плит, расположенных между ними, т . е . привести, как это было сказано выше, к столкновению субконтинентов (Hamilton, 1970 ) .

ФОРМАЦИИ И ТЕКТОНИКА ДОКЕМБРИЯ И НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ

Наиболее древней в составе докембрия восточного склона Урала мы рассматриваем офиолитовую формацию. Поскольку офиолиты - это не порода определенного петрографического состава, а целый комплекс по­ род, то понятие офиолитовой формации, ее объем рассматриваются уче­ ными по-разному.

72

Так, Г. Штейнман (Steinmann, 1926) в состав единого офиолитово-

зом (снизу-вверх) : микролитовые породы, долериты, перидотиты, пи- роксено-перидотиты, габбро, диориты, подушечные лавы.

Мы также в состав офиолитовой формации включаем лишь ультра­ основные, основные и связанные с ними метаморфические породы.

Таким образом, офиолитовая формация представлена здесь серпен­ тинитами, серпентинизированными перидотитами, гарцбургитами с т е ­ лами пироксенитов, дунитов и хромитов, а также связанными с ними габброидами, часто метаморфизованными до амфиболитов и габбро-ам­ фиболитов. По своему составу эта формация отвечает базальтовому слою ( габбро и метаморфизованные древние диабазы и габбро-диабазы), мантии (перидотиты). Древнейшей глубинной породой на Урале, при­ надлежащей также мантии, является израндит, описанный впервые Л.Н. Овчинниковым и В . А . Дунаевым ( 1967). Израндит состоит пре­

имущественно из титано-авгита и небольшого количества оливина и плагиоклаза. Среднее значение абсолютного возраста из глыбы израндита, полученное калий-арго новым методом, равно 4200*150 млн. лет, а из коренного обнажения - 2300 140 млн. лет. Израндит имеет т е к ­ тонические контакты с вмещающими породами - амфиболитами, абсо­ лютный возраст которых по амфиболу калий-аргоновым методом дати­ руется 650^-810 млн. лет (Овчинников, Дунаев, 1967). Сложная текто ­ ническая обстановка района с развитием здесь разновозрастных пород от глубокого докембрия до палеозоя приводит авторов к выводу, что израндит и другие древние образования были выведены на дневную по­ верхность значительно позднее своего образования. Сходная картина наблюдается и на восточном склоне Урала, где породы офиолитовой формации имеют тектонические контакты с окружающими их образова­ ниями и залегают в подошвах покровов, как, например, в Челябинской- (рис. 15) и Алапаевской зонах, или образуют тектонические пластины, внедряясь в виде протрузий в верхние этажи в более позднее время.

О формациях, составляющих инъекционный комплекс докембрия, в состав которого входит до 50% гранитного вещества, говорить,конечно, сложнее. Однако по реликтовым участкам биотитовых сланцев, наличию прослоев кварцитов, существенно графитистых разностей как кварцитов, так и парагнейсов можгіо заключить о мелководных, иногда, видимо, прибрежных условиях формирования субстрата мигматитовых комплексов.

Значительное участие в составе мигматитовых комплексов апопорфиритовых или аподиабазовых амфиболитов, а также плагиогнейсов, обра­ зовавшихся в результате прогрессивного метаморфизма по ним, говорит о существовании песчано-глинистых, возможно, частью аркозовых или граувакковых формаций, чередующихся с вулканогенными (диабазовопорфиритовыми).

73

Изучение мигматитовых комплексов Вишневых и Ильменских гор ( Роненсон, 1959 ) указывает на существование в них мелкой ритмично­ сти, что, как известно, более свойственно флишоидным террнгенным

толшам мелководного морского происхождения. Однако в составе не­ которых мигматитовых комплексов значительное участие принимают пластообразные залежи амфиболитов, составляющих также и выдержан­ ные нередко по простиранию толщи. Скорее всего эти амфиболиты об­ разованы по основным эффузивам, но трудно судить о приуроченности последних к той или иной структурно-фациальной зоне. Довольно часто среди амфиболитов отмечаются прослои слюдяных сланцев и кварцитов, что также говорит о принадлежности этих пород к мелководной вулка- ногенно-терригенной формации.

В связи со слабой изученностью большинства мигматитовых комп­ лексов восточного склона Урала и их разобщенностью составление сколько-нибудь полной палеогеографической обстановки условий их фор­ мирования затруднено.

Значительно полнее сведения о формационном составе имеются в ряде районов для верхнедокембрийских образований.

Так, на Южном Урале низы кусоканской свиты представлены флишоидными, ритмично чередующимися образованиями - кварцитами и слюдяно-кварцитовыми сланцами или же лептитоподобными парагнейса­ ми, образованными по тонкослоистым пескам и глинам, мощность про­ слоев которых иногда измеряется в 1-2 см . Наличие прослоев тонко­ зернистых кварцитов среди лептитоподобных парагнейсов подтверждает это предположение. В составе более верхних горизонтов этой свиты от­ мечаются во всех ее разрезах мощные пачки амфиболитов, пластообразная форма которых, а также существование среди них прослоев мраморов указывают на образование их по основным эффузивам.

Свита утлисто-кваі цитовых сланцев состоит преимущественно из метаморфизованных кремдистых, глинистых и тонкоотмученных песчаных осадков при подчиненном участии вулканических образований. Карбонат­ ные осадки в составе ее имеют весьма ограниченное развитие. Скорее всего осадки верхней свиты относятся к сравнительно глубоководной кремнисто-глинистой формации.

В стратиграфическом разрезе этих свит имеется последовательный ряд формаций от песчано-глинистой, в основании, к вулканогенно-слан- цевой и далее к кремнисто-глинистой, венчающей рифейский седиментационный цикл на восточном склоне Урала.

Для формаций докембрия характерны проявления углистости в форме чешуйчатого или аморфного графита, железистостн в виде залежей г е ­ матита или вкрапленности чешуйчатого гематита в кварцитах, ванадиеносности многих кремнистых сланцевых толщ, измеряемые долями про­ цента.

В геотектоническом отношении накоплению кусоканской и чулаксайской свит соответствовал один крупный ритм колебательных движений, начавшийся и закончившийся поднятиями, связанными с проявлениями складчатости.

Терригенные формации венда скорее всего являются аллохтонными, орогенными. На это указывает существенно терригенный, полимиктовый

74

и аркозовый состав значительной части свит, относящихся к этому воз ­ расту ( тогузак-аятская), а также наличие в обломочном материале кон­ гломератов разнообразных пород докембрия.

Последовательный ряд формаций нижнего палеозоя на восточном склоне Урала начинается мощными песчаниками и вулканогенно-пес- чаниковыми образованиями (кембрий - нижний ордовик), которые по своим формационным признакам - значительной мощности, ритмичному строению толш, плохой сортировки обломочного материала и другим близок к спарагмитовой формации, выделенной Б . М . Келлером (1968) на западном склоне Урала. Выше по разрезу спарагмитовая формация сменяется молассовой.

Молассовая формация представлена ритмично чередующимися между собой крупнообломочными полимиктовыми конгломератами, полимиктовыми, аркозовыми или туфогенными песч.чниками с прослоями глини­ стых сланцев. Это преимущественно прибрежно-морские сероцветные толши значительной мощности, содержащие фауну брахиопод и трилоби­

го палеозоя маломощных покровов основных эффузивов, преобразован­ ных в метадиабазы или зеленые сланцы (Мамаев, 1967; Черменинова, 1969). Такие условия существовали в пределах глыб континентальной коры ( см. рис. 9) .

На остальной территории, представляющей участки океанической к о ­ ры, в раннепалеозойское время происходило накопление кремнистых и вулканогенных формаций, характеризующих эвгеосинклинальные условия. Отсутствие фаунистически доказанных разрезов этого возраста не дает возможности с уверенностью отделить эти образования от сходных с ними верхнепалеозойских. Однако присутствие в некоторых разрезах нижнего палеозоя радиоляритов, например в Брединском и Полевском районах восточного склона Урала, представленных темными и светло­ серыми кремнистыми сланцами с радиоляриями ордовика, свидетельст­ вует о более широком их развитии в геологическом прошлом.

О существовании на восточном склоне Урала досреднеордовикской диабазовой формации, представленной зеленовато-серыми диабазами, спилитами, диабазовыми порфиритами и их туфами, свидетельствуют гальки диабазов, диабазовых порфиритов, спилитов, кварцевых альбитофиров и других в конгломератах среднего ордовика.

РАЗЛОМНАЯ ТЕКТОНИКА

В истории развития Уральской геосинклинали разломная тектоника играет значительную роль с момента ее образования как геосинкли­ нального прогиба до завершающих стадий орогенеза. Проявляются эти нарушения в форме больших и малых вертикальных и наклонных т р е ­ щин (разломов) в земной коре, благодаря чему земная кора приобре­ тает мозаичную структуру. Это сложное гетерогенное строение отчет-

75

ливо выражено и на восточном склоне Урала, где зачастую по сосед­ ству оказываются древние метаморфические образования и неметаморфизованные отложения среднего и верхнего палеозоя.

Наиболее крупные дизъюнктивные нарушения субмеридионального направления отмечаются на границах различно построенных зон. Самым значительным по простиранию и своему глубокому заложению является Уралтауский разлом, отделяющий структуры западного и восточного склонов Урала. Этот разлом трассируется мощным поясом ультрабазитов и габброидов и протягивается вдоль всего Урала. Несколько мень­ шими по размерам являются разломы, отделяющие выступы докембрийских толщ от соседних с ними прогибов, выполненных средне- и верх­ непалеозойскими отложениями.

Наиболее четко разломная тектоника в древних толщах восточного склона Урала выражена в образовании грабенов, выполненных главным образом отложениями нижнего палеозоя. Обрамления грабенов сложены метаморфическими образованиями докембрия, образующими горстообразные выступы. Более подробно эти структуры были описаны И . В . Черме - ниновой ( 1969 ) .

Наряду с субмеридиональньіми дизъюнктивными нарушениями, преоб­ ладающими количественно, имеются разломы диагонального, субмери­ дионального, широтного направления, например, севернее Джабык-Кара- гайского гранитного массива, в районе г. Троицка и в других местах. Наличие субширотных и широтных нарушений в пределах Урала отме­ чается многими другими исследователями и подтверждается геофизиче­ скими данными (Червяковский, Таврин, Ярош и др., 1966).

Насколько многочисленны дизъюнктивные нарушения в докембрий-

дельных обнажений часто отмечаются дизъюнктивные нарушения, выра­

ритах и диоритах нижнепалеозойского возраста, слагающих Верхотурский массив ( рис. 10). Здесь породы разбиты дизъюнктивами на блоки, каждый из которых отличается различной ориентировкой г'нейсовидной текстуры диоритов, резким срезанием или смещением пегматитовых жил и даек.

Сильно раздробленные кварцевые диориты отмечаются и на Южном Урале, в Мариинском массиве (рис. П ) .

Многочисленные дизъюнктивные нарушения наблюдаются в, обнажениях амфиболовых гнейсов докембрия Салдинского метаморфического комплек­

76

Ä-L-LJ^ \^}2

Р и с . 10. Дизъюнктивная тектоника в нижнепалеозойских диоритах Верхотурского массива

1 - разгнейсованные диориты; 2 - слюдоносные пегматиты; 3 - дизъюнктивные нарушения

кости падающие на северо-восток 50°, под углом 45° . Вблизи дизъюнк­ тивного нарушения в амфиболитах по сланцеватости наблюдаются тонкие

вестково-вулканогенная и терригенная толши среднего ордовика в об­ нажении по р . Увельке под г. Троицком (рис. 13).

Относительно возраста дизъюнктивных нарушений, развитых в докембрийских и нижнепалеозойских толшах, говорить трудно, поскольку они обычно омоложены более поздними тектоническими надвигами и разло—

77

Р и с . 13. Дизъюнктивное нарушение в отложениях среднего ордовика. Река Увелька, западная окраина г. Троицка

1 - полимиктовые зеленые песчаники ; 2 - мелкозернистые светло­ серые песчаники; 3 - туффогенные сланцы; 4 - диабазовые порфириты 5 - туфы диабазовых порфиритов; 6 - известняки; 7 - задернованный участок; 8 - зона лимонитизации; 9 - дизъюнктивное нарушение

78

мами. Однако существование в пределах восточного склона Урала древ­ них докембрийских и раннепалеозойских разломов несомненно. Реликты таких структур сохранились, например, в дизъюнктивных ограничениях бортов древних грабенов, о чем свидетельствуют развитый вдоль них грубообломочный материал, отсутствующий в центральных частях гра ­ бенов, а также совпадение направления складчатых структур, развитых внутри грабенов, с направлением их бортов и др.

полностью отрицались, и тем самым Уральская геосинклиналь объясня­ лась иначе, чем сходные по возрасту и развитию с ней геосинклиналь­ ные структуры Земли.

Возрождение идеи о первостепенном значении горизонтальных дви­ жений в развитии Уральской геосинклинали произведено совсем недав­ но A . B . Пейве (1969) на основе изучения мезозойских геосинклиналей

и сходства их строения с палеозойскими геосинклинальными структурами. На западном склоне Урала в настоящее время установлено существо­

вые перемещения северо-западного направления установлены на широте городов Красноуральска - Верхней Туры, где породы красноуральской зоны полого надвинуты на образования срединной зоны (Халевин, Чер - вяковский, 1970 ) .

На Южном Урале серия надвигов отмечается авторами по р . Средний Тогузак у совхоза Заречного, где при общем восточном падении пород терригенные отложения вендского комплекса надвинуты на породы сред­ него ордовика, а эти в свою очередь надвинуты на осадочные и вулка­ ногенные образования верхнего силура.

Дислоцированы и часто осложнены надвигами с образованием чешуй­ чатых структур в геосинклинальных зонах и кембрийские отложения. Такого рода тектоника особенно отчетливо выражена, например, в ниж­

Небольшие по размерам надвиги, развитые в пределах одной толщи, наблюдаются в отложешіях нижнего кембрия по р . Санарке, выше пос. Покровского. Здесь пачка известняков полого надвинута на чередую­ щиеся между собой песчаники, алевролиты и сланцы (рис. 14).

С позиции покровной тектоники становится более понятным строе­ ние Челябинской структуры, которая рассматривалась прежде просто горстом. Ранее, при проведении геологической съемки Челябинского гранитного массива и вмещающих его образований, авторами было об­ ращено внимание на то, что более молодые по возрасту гранитоиды как бы подстилаются породами габбро. Такое взаимоотношение грани-

79