Гришин Георгий Владимирович
Геологическое строение Барангуловского магматического комплекса и его геохимические особенности (Южный Урал)
Материалы для написания данной работы были собраны автором в процессе прохождения преддипломной практики на предприятии ООО НТПП «Геопоиск» в городе Челябинск. Предприятие завершало камеральные работы по составлению отчета о геологической съемки масштаба 1: 200 000 листа N-40-XVII. Автор принимал участие в камеральных работах, обрабатывал геохимическую и петрохимическую информацию. После завершения практики, руководитель от производства В.М. Мосейчук, генеральный директор ООО НТПП «Геопоиск, передал мне геологическую карту листа N-40-XVII, коллекцию из 15 образцов магматических пород барангуловского массива, карту фактов, на которой показаны точки их отбора, силикатные и геохимические анализы пород, полученные при проведении съемки.
Мною был изготовлены 15 шлифов, собран литературный материал по магматизму зоны Уралтау. Изучено 15 образцов и шлифов, проанализирован имеющийся аналитический материал, полученный при проведении съемки, по фондовой и опубликованной литературе.
Цель дипломной работы – определить формационную принадлежность Барангуловского массива и его перспективность на выявление месторождений полезных ископаемых.
Задачи:
1) изучить петрографический состав пород барангуловского комплекса;
2) изучить петрологические и геохимические особенности пород комплекса и определить его минерагеническую специализацию;
3) провести анализ перспектив нахождения в пределах комплекса промышленных рудных месторождений.
Барангуловский комплекс находится в Тирлянском районе Башкортостана. Здесь значительное развитие имеют интрузивные породы, представленные гранитами, габброидами, а также в резко подчиненном количестве – перидотитами [Алексеев, 1976]. Эти породы образуют довольно крупное магматическое тело длиной 25 и шириной 5 – 8 км расположенное к югу от г. Барангул. Они выделялись в габбро-гранитовый барангуловский комплекс (барангуловский массив). Позже было высказано мнение, что габброиды и гранитоиды имеют разный возраст и должны рассматриваться как различные комплексы [Алексеев, 1984]. В.М. Мосейчук и др. [2008] интрузивные габброиды выделил в вехнемазаринский комплекс, а гранитоиды в более молодой, но тоже рифейский, барангуловский комплекс.
Барангуловский магматический комплекс приурочен к Северо-Уралтауской подзоне зоны Уралтау и расположен в юго-восточной части листа N-40-XVII. К востоку от Уралтауской зоны расположен Главный Уральский разлом, разделяющий Западный и Восточный склон Урала. На листе N-40-XVII Восточноуральские структуры в виде Присакмарско-Вознесенской и Западномагнитогорской зон занимают небольшую площадь на юго-востоке (рис. 1 и, 2, граф. прил. 1).
Западно-Уральская мегазона в пределах листа N-40-XVII представлена зоной Уралтау (Уралтауский мегантиклинорий) и Башкирским мегаблоком (Башкирским мегантиклинорием).
Границы между отдельными зонами и мегазонами, в основном, тектонические (граф. прил. 1). В регионе в целом широко развиты надвиги, придающие району чешуйчатое строение. В Западно-Уральской мегазоне, преобладают осадочные формации, докембрийского возраста, терригенные и карбонатные, реже вулканогенно-осадочные (сл. 2). Интрузивные образования представлены повальненским гипабиссальным комплексом габбро-долерритов среднего рифея (в Башкирском мегаблоке) и барангуловским и верхнемазаринском комплексах верхнего рифея в зоне Уралтау. Здесь интрузивные породы приурочены к Мазаринской свите сложенной различными ортосланцами, метагравелитами, метаконгломератами, метатуфопесчаниками и алевролитами, метабазальтами и их метатуфами. Отмечаются дайки и силы метабазальтов, мазаринского субвулканического комплекса.
Барангуловский массив имеет сложную конфигурацию и вытянут в северо-восточном направлении (сл. 3). По современным представлениям (В.М. Мосейчук, 2008) в своей центральной части он слагается породами существенно габбрового верхнемазаринского комплекса. В юго-восточном его фланге преобладают породы существенно лекогранитового барангуловского комплекса. В северо-западной его части развито переслаивание и чередование габброидов и гранитоидов.
В более ранних работах (А.А. Алексеев, 1976, 1984) отмечается широкое развитие здесь явлений гранитизации габброидов (центр и север массива). В северо-восточной части преобладают грантогнейсы и апогранитовые сланцы (сл. 4). Отмечаются сильно измененные перидотиты.
Граниты слагаются в основном плагиоклазом, микроклином, ортоклазом и кварцем (сл. 5). Часто встречаются микроклиновые решетки, полисинтетические двойники, мирмикитовые вростки кварца в измененном плагиоклазе. Из темноцветных встречаются слюды. Акцессории представлены сфеном. Часто граниты сильно изменены, раздроблены и серицитизированы.
В экзоконтакте гранитоидов по песчаникам развиваются роговики, со слюдами и титаномагнетитом (сл. 6), в эндоконтакте развивается пелитизация и серицитизация (сл.6 рис. 9).
Гоброиды слагаются плагиоклазом и пироксеном (сл. 7). Структура породы габбровая или габбродиабазовая и офитовая. Пироксен часто замещен амфиболом, а плагиоклаз серицитизирован. Из рудных минералов преобладает ттаномагнетит.
Породы барануловского комплекса образуют ряд от щелочных гранитов и кварцевых сиенитов до субщелочных гранитов, гранитов, субщелочных лейкогранитов и лейкогранитов (сл. 8). Все породы характеризуются повышенным содержанием SiO2, а также достаточно высокое содержание щелочей (особенно для лейкократовых гранитов). В целом же в породах ряда наблюдается повышение содержания кремнезема при понижении содержания щелочей, т. е. тренд обратный по сравнению с породами нормального ряда, характерного для других магматических комплексов.
Породы верхнемазаринского комплекса образуют два ряда. В первом наблюдаются дифференциация пород от субщелочных перидотитов до субщелочных габброидов, кварцевых монцонитов и сиенитов. Второй ряд представлен габбро нормального ряда, габбро-диоритами, диоритами, кварцевыми диоритами и гранодиоритами. Оба ряда образуют практически единое поле с прямо пропорциональной зависимостью содержания щелочей от содержания кремнезема (сл. 8). Для пород Верхнемазаринского комплекса характерно достаточно неравномерное распределение щелочей и кремнезема.
Породы барангуловского комплекса по соотношению Na2O и K2O имеют обратный тренд, с уменьшением содержания калия увеличивается содержание натрия. В целом, преобладают породы калий натровой серии (сл. 9).
В породах верхнемазаринского комплекса также наблюдается обратная зависимость содержаний калия от натрия. Отмечаются породы калиевой серии, но преобладают породы калий натровой и натровой серий.
Также нужно отметить, что в щелочных гранитах отмечается повышенное содержание Fe2O3. Характерной особенностью для всех пород Барангуловского магматического комплекса является пониженное содержание TiO2, CaO и MgO, также наблюдается повышенное содержание P2O5.
Для кислых пород барангуловского комплекса (сл.10) характерно постепенное снижение содержания лантаноидов от легких к тяжелым, причем содержание средних и тяжелых лантаноидов примерно одинаковое. Обратная картина наблюдается у лейкогранитов – здесь содержание лантаноидов постепенно увеличивается от легких через средние к тяжелым лантаноидам. Во всех пробах наблюдается отчетливый европиевый минимум.
В средних породах верхнемазаринского комплекса наблюдается постепенное снижения содержания лантаноидов от легких через средние к тяжелым (сл. 11). У всех пород наблюдается отчетливый европиевый минимум. В целом же, в диоритах (кварцевых и бескварцевых) содержание лантаноидов больше, чем в сиенитах.
Для основных пород верхнемазаринского комплекса (субщелочные габброиды) наблюдается следующая тенденция (сл. 12). В пробах 1150-4, 5101 и 5118 имеет место снижение содержания лантаноидов от легких через средние к тяжелым. Для пробы 5056 картина иная: содержание лантаноидов повышается от легких к средним, а затем снижается и тяжелых лантаноидов в пробе содержится почти столько же, сколько и в средних.
Нейтронно-активационным способом также определялись средние содержания в породах следующих элементов: Rb, Cs, Sr, Ba, Sc, Cr, Co, Ni, Zn, Se, As, Sb, Th, U, Br, Hf, Ta, Zr, Au, Ag (сл. 13). Здесь характерны превышения содержаний следующих элементов над кларковыми для данных типов пород по А.П. Виноградову [Краткий справочник…, 1979]. В кислых породах обращают на себя внимание Cr (3,3 – 59 г/т), Ni (до 50 – 570 г/т), As (до 1,5 – 36,3 г/т) и Zr (до 5 – 90 г/). Вообще, повышенные содержания никеля и хрома характерны для основных и ультраосновных пород.
В средних породах резко повышено содержание Sr (205 – 1355 г/т), Cr (4,59 – 329,3 г/т), Ni (35 – 330 г/т), и несколько повышено содержание As (2,46 – 38,5 г/т) (сл. 14).
В основных породах повышено содержание Rb (8,52 – 120,7 г/т), Ba (175 – 580 г/т), Ni (110 – 520 г/т), Th (10,4 – 14,4 г/т) и Zr (65 – 280 г/т) (сл. 15).
Барангуловский массив является наиболее крупным магматическим телом северной части зоны Уралтау. Здесь установлено одно из наиболее древних на Урале проявлений гранитного магматизма. В основном, породы сильно метаморфизованы. Массив рассматривался как единый комплекс [Алексеев, 1976], а позже его разделили на два комплекса: существенно гранитный барангуловский и существенно габбровый верхнемазаринский [Алексеев, 1984, Мосейчук, 2008]. Вероятно, это справедливо. На диаграмме K2O+Na2O – SiO2 (рис. 14) породы обоих комплексов образуют разные поля удаленные друг от друга. Но следует заметить, что в химическом составе обоих комплексов имеется много общего. Средние породы верхнемазаринского комплекса имеют такой же европиевый минимум, как и гранитоиды барангуловского комплекса (рис. 16, 17), имеется повышение концентраций хрома, никеля не только в средних породах верхнемазаринского комплекса (рис. 20), но и в кислых породах барангуловского комплекса (рис. 19). Все вышеперечисленное объясняется тем, что после образования габброидов (верхнемазаринский комплекс) по тем же каналам стала поступать кислый магматический расплав (барангуловские граниты), в связи с этим, из основных пород сюда попали никель, хром и некоторые другие элементы. Барангуловский массив представляет собой участок шельфа Уральского палеоокеана.
В барангуловском комплексе очень вероятно обнаружение проявлений или месторождений тантало-ниобатов.
Нельзя не отметить также, что на этой площади, по-видимому, всегда будет остро стоять выбор между вторжением в природу проведением горных разработок и сохранением этого края свободным для развития флоры и фауны и регламентированного отдыха человека.
Автор выражает благодарность Кораблёву Г. Г., Кораблёву А. Г., Кабановой Л. Я. за помощь и консультации при написании работы, а также рабочему коллективу ООО НТПП «Геопоиск» в лице генерального директора Мосейчука В. М. за любезно предоставленные материалы.