799

Макагонов Е.П.

 

Щелочные породы приурочены к центральной части Ильменогорско-Сысертского мегаантиклинория Центрально-Уральского складчатого поднятия. Полоса щелочных пород протягивается в субмеридиональном направлении на 150 км. Среди вмещающих толщ выделяют блоки: архейский селянкинский (селянкинская и вишневогорская толщи), протерозойский ильменогорский (ильменогорская и еланчиковская толщи) и рифейский саитовский (кыштымская, саитовская, аракульская и игишская толщи). В составе комплекса два главных миаскитового массива – Вишневогорский (на севере) и Ильменогорский (на юге) – и Центральная щелочная полоса (ЦЩП), располагающаяся между этими массивами [2].

В районе Вишневогорского миаскитового массива породы имеют падение на запад-северо-запад под углами 15-20°. Восточный край запрокинут на восток. В южной Ильменогорской части зоны породы падают на восток-юго-восток также под углами 15-20° с крутым подворотом западного края под Ильменогорский миаскитовый массив. Средняя часть (зона ЦЩП) расщеплена на крутозалегающие пластины, сдвинута Кыштымскому надвигу. Залегание пород этой зоны меняется с западного (в северной части) на восточное (в южной части) и имеет в средней части субвертикальное падение. Это наиболее интенсивно деформированная часть комплекса с широко проявленными явлениями дробления, развальцевания и милонитизации пород.

Предполагается, что первично-единый расслоенный массив щелочных пород кольцевого строения вследствие сжатия, перекручивания и растягивания был разорван и растащен в субмеридиональном направлении, а в сводовом поднятии в районе ЦЩП обнажаются корни комплекса [2]. По особенностям строения полосы, экспериментов по растяжению и перекручиванию текстурированных материалов, а также с учетом данных А.С. Таланцева в зоне ЦЩП тектонические пластины и клинья развернуты в разные стороны и на одном срезе обнажаются их корневые и апикальные части. Подобная тектоническая картина наблюдается западнее комплекса на острие Уфимского выступа, где на один эрозионный срез выведены породы и ордовикского, и девонского возраста.

Массивы щелочных пород, помимо внутреннего слоисто-неоднородного строения, осложнены складчатостью, которая прослеживается и во вмещающие породы. Характер складчатости свидетельствует об обдавливании массивов после их становления. Надвигание вмещающих пород в северной части происходило в юго-восточном направлении. В зонах тектонического расслоения формировались наиболее крупные карбонатитовые тела. С северной стороны Вишневогорского массива залегает пластообразная седловидно изогнутая залежь миаскитов с карбонатитами.

В южной части надвигание вмещающих пород происходило в северо-западном направлении с формированием сигмоидальной складки с южной стороны Ильменогорского массива. Тектонические отслоения в этой части проявились менее интенсивно и поэтому поздние карбонатитовые тела Ильменогорского массива имеют значительно меньшую мощность, чем в северной части комплекса.

Вся структура сечется полосами поздних низкотемпературных бластомилонитов, а также поперечными нарушениями, подчеркивающими симметричность всей зоны.

На основе детального картирования геологических тел, определения их составов, морфологии и характера пересечений установлено, что при формировании комплекса циклически повторялась однотипная схема изменения геодинамического режима. Каждый цикл тектонической активизации начинался с формирования мелкой трещиноватости, способствующей проникновению флюидов из внутренних частей Земли и образованию зон послойно-площадных метасоматитов. Увеличение направленного давления приводило к раскрытию трещин. При образовании порций расплавов происходило формирование фации жильных магматических тел, в том числе и пегматитов.

Далее следовал переход от хрупкого к вязко-пластичному состоянию, проявляющемуся в явлениях отжига, рекристаллизации и реологической перестройки минеральных индивидов и агрегатов. Тела разной компетенции, в том числе и пегматиты, подвергались будинажу часто с образованием межбудинных вязких разрывов, впоследствии выполненными новыми парагенетическими ассоциациями минералов. Породы рассланцовывались и приобретали гнейсоватую структуру.

Дальнейшее повышение температуры и давления приводили к мигматизации и образованию порций магматического расплава в участках, переработанных пневматолито-гидротермальными щелочными растворами до соответствующего эвтектоидного состава. Затем следовало общее плавление пород и образование значительных масс расплава. Судя по сохранившемуся переслаиванию миаскитов, фенитов, сиенитов, ранних пегматитов в зонах слабо деформированных экзо и эндоконтактах, а также в глубинных частях массивов, значительных перемещений магмы не было. Наблюдаемые предыдущими исследователями завихрения в миаскитах апикальных частей свидетельствуют о более позднем тектоническом скручивании и складкообразовании, наиболее хорошо проявленном в зоне Кыштымского надвига и северном окончании Вишневых гор.

При снижении температуры расплавы кристаллизовались, образуя массивы горных пород. Остывание кристаллизующейся магмы сопровождалось уменьшением объемов минералов (в среднем, на 2.5 – 3.5 %), что приводило к расслоению пород, формированию зон трещиноватости, выполненных поздними магматогенно-флюидальными дериватами первоначальных магм, и дополнительным проявлениям пластичного течения. При понижении температуры ранее образованная система переходила в хрупкое состояние, формировались поздние системы жильных тел.

На фоне смены тектонических циклов чередовались периоды преобразования вещественного состава. Выделяются три основных периода: подготовительный, главный и заключительный [3].

В “подготовительный” доордовикский период метаморфические породы подверглись процессам плагиогранитизации, сопровождающейся мигматизацией, формированием гранитных даек и домиаскитовых гранитных пегматитов. Наиболее интенсивно плагиогранитизации подверглись гнейсовые толщи: еланчиковская, селянкинская.

Во втором “главном” периоде выделяются три основных этапа, соответствующие волне щелочности: сиенитовый-I, миаскитовый и сиенитовый-II.

В первый этап ранее гранитизированные толщи были фенитизированы. Фенитизация синхронно или с небольшим запаздыванием сопровождалась формированием жил мелкозернистых фельдшпатолитов и пегматитов пироксен-плагиоклазовых, двуполевошпатовых, анортоклаз-биотитовых, мусковит-плагиоклазовых. Мощность и частота встречаемости жильных тел увеличиваются в районе контакта миаскитового массива. Реликты этих жил отмечаются и в верхних частях миаскитовых массивов. Акцессорные минералы пегматитов: пирохлор, эшинит, магнетит, ильменит, циркон, алланит, титанит, молибденит, апатит и др. К образованиям собственно магматической стадии этого этапа можно отнести поля пироксеновых и биотитовых сиенитов в зоне развития фенитов.

Во второй этап проходила нефелинизация пород с формированием нефелин-полевошпатовых мигматитов, образование миаскит-пегматитов, выплавление основной массы миаскитов и формирование поздних жильных миаскитов и миаскит-пегматитов. В это время произошло становление главных интрузивных массивов Ильменогорского и Вишневогорского.

Внутреннее строение миаскитовых массивов неоднородное. Ильменогорский массив сложен преимущественно биотитовыми миаскитами, разделенными на блоки участками пестрого состава: сиенитами, сандыитами, лампрофироидами, пегматитами, фенитами [3]. В апикальных частях отмечаются прослои амфиболовых миаскитов.

Большинство жил миаскитовых пегматитов находится в миаскитах, но отдельные тела встречаются и в породах кровли, удаляясь от кромки массивов на расстояние до трех километров. В зонах эндоконтакта миаскитовых массива нефелиновые пегматиты образуют густую сеть, состоящую из систем секущих жил и жил, залегающих согласно со слоистостью миаскитов. В составе пегматитов имеются нефелин-полевошпатовые и нефелин-канкринит-полевошпатовые с лепидомеланом.. Акцессорные минералы: апатит, циркон, магнетит, гематит, ильменит, пирохлор, титанит, флюорит, ильменорутил, сульфиды и др.

В третий этап проходило формирование геологических тел сиенитового состава, карбонатизация толщ и формирование карбонатитов. В начале третьего этапа, наряду с вторичной фенитизацией (сиенитизацией), происходило образование ранних пегматитов, имеющих состав кварц-эгирин-авгит–полевошпатовый, апатит-полевошпатовый. Агрегаты интенсивно гранулированы, а сами пегматиты слабо будинированы. К этому времени относится становление поздних массивов пироксен-полевошпатовых сиенитов – Селянкинского и Южного (на территории Ильмен).

Этап завершился образованием поздних сиенит-пегматитов и карбонатитов: биотитовых с корундом, корундово-плагиоклазовых, апатит-карбонат-полевошпат-пироксеновых с друзами эгирин-авгита, пироксен-полевошпатовых с титанитом, Акцессорные минералы: циркон, шпинель, гранат, ильменорутил, колумбит, самарскит, эшинит, минералы группы пирохлора, монацит, бастнезит, пирит, пирротин, молибденит и др.

Фенитизацией, помимо плагиогранитных пород, затронуты и породы основного и ультраосновного составов, располагающиеся около миаскитовых массивов. В метагипербазитовых оливин-энстатитового породах на юге Ильмен отмечаются метасоматические явления с образованием тремолит-рихтеритовых, флогопитовых и флогопит-антигоритовых пород. Здесь же имеются жилки с тетраферрифлогопитом, тремолитом, кальцитом, доломитом, апатитом, пироксеном [3]. Метагипербазиты секутся жилами фельшпатоидов и карбонатитов. Акцессорная минерализация представлена титанитом, магнетитом, алланитом, чевкинитом, монацитом, пиритом, пирротином, молибденитом и др. Картина взаимоотношений этих геологических тел (с учетом их состава) подтверждает общую схему эволюции щелочного процесса на данной территории.

Севернее Вишневогорского массива в подобной ситуации оказались метагипербазиты Булдымского массива, в котором (в секущих трещинных зонах) образовались рихтеритовые, флогопитовые и карбонатитовые жилы с тетраферрифлогопитом, магнетитом, апатитом, акцессорными ильменитом, пирохлором, колумбитом, монацитом, эшинитом и др. [2, 4].

Ранние парагенезисы отличаются от поздних степенью деформации, причем не только на периферии миаскитовых массивов, но и внутри этих же массивов. От ранних ассоциаций к поздним уменьшается объем структур твердопластичной деформации. В поздних минеральных агрегатах сохранились все текстурные признаки прямой кристаллизации. Наложенные минерализации значительно изменили первичный состав пород. В частности, при минералогическом картировании обнаружилось, что в слоях миаскитах, обогащенных биотитом, последний выделялся по кливажным трещинам. В секущих пегматитах на продолжении биотитизированных миаскитовых слоев протягиваются полосы с крупнозернистым биотитом. Карбонатизация геологических образований началась до основного щелочного процесса, захватывала значительные площади и наиболее проявлена в амфиболитах. По тонким субсогласным и секущим прожилкам развивались парагенезисы, характерные для высокотемпературных скарнов: диопсид-плагиоклаз-скаполит-кальцитовые с кальциевыми гранатами, эпидотом и акцессорными шпинелью, магнетитом, алланитом и др. В щелочной период выделение карбонатитовых парагенезисов происходило преимущественно в конце этапов: по кливажным трещинам (типа кливажа разлома), в миароловидных пустотах и в открытых трещинах. Перед карбонатизацией и частично синхронно происходило выделение альбититовых парагенезисов.

Возраст кристаллизации миаскитовой магмы оценивается в 434 ± 13 млн. лет. Известные многочисленные K-Arдатировки пород, укладывающиеся в 240 – 290 млн. лет, связываются с наложенными процессами метаморфизма (Krammetal, 1983; Краснобаев и др., 2000; 2001).

При завершении щелочных эндогенных процессов, по-видимому, в гидротермально-пневматолитовую стадию, в остаточных пустотах и на стенках трещин щелочных пород кристаллизовались друзовые агрегаты эгирина, магнезиоарфедсонита, ферривинчита, рибекита и других щелочных амфиболов с кварцем, полевыми шпатами, карбонатами, титанитом, чевкинитом, флюоритом, магнетитом, рутилом, анатазом, барилитом, баритом, стронцианитом и др. В Вишневых горах в апикальной части щелочного массива установлена минерализация, подобная ультращелочным ассоциациям Хибинских щелочных массивов с редкоземельными карбонатами: анкилитом, донейитом, бурбанкитом, синхизитом и др. [5]. В слабо фенитизированных меланократовых породах развивались поздние друзовидные полости с диопсидом, алланитом, шабазитом, апофиллитом, гранатом, кальцитом, анкеритом, иногда с флогопитом и хлоритом.

В заключительный пермско-триассовый период произошло формирование геологических тел гранитоидного состава. В этот период максимально проявились жильные фации, представленные гранитными редкометальными и камнесамоцветными пегматитами, в том числе и амазонитовыми. При формировании жильных тел происходило заложение не только новых систем трещин, но и подновление ранее сформированных. В приконтактовых зонах поздних гранитных пегматитов, располагающихся в зоне фенитизации, наблюдаются амфиболы и пироксены, характерные для сиенитовых ассоциаций [1], обуславливающие некоторую преемственность процессов.

В Ильменских горах в кварц-полевошпатовом агрегате совместно с эгирином, чевкинитом, цирконом, пирохлором и ильменитом найден астрофиллит [6]. В амазонитовом пегматите, залегающем в зоне фенизированных пород, в поздних в зонах роста кристаллов кварца и амазонита обнаружен куплетскит в ассоциации с манганоколумбитом, пирофанитом, гельвином [7].

Со щелочными породами связано формирование поздних гипергенных ассоциаций: натролит-гиббсит-анальцимовой, гипс-ангидритовой и др. Кроме того, на глубоких горизонтах Вишневогорского массива выделена солевая зона гипергенеза с водорастворимой минерализацией: тенардит-мирабилитовой с глауберитом, астраханитом, шортитом, гейлюсситом, троной и др. минералами, являющаяся генетическим аналогом водорастворимой щелочной минерализации глубоких горизонтов Ловозерского и Хибинского массивов [8].

 

 

Литература

1. Баженов А.Г., Иванов Б.Н., Кошевой Ю.Н., Утенков В.А. Послемиаскитовые амфиболсодержащие гранитные пегматиты северной части Ильменских гор // Минералогия и петрография Южного Урала. Свердловск. УНЦ АН СССР, 1978. С. 37-41.

2. Левин В.Я., Роненсон Б.Н., Самков В.С. и др. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 274 с.

3. Макагонов Е.П., Баженов А.Г., Вализер Н.И., Новокрещенова Л.Б., Плохих Н.И., Варлаков А.С. Глубинное строение Ильменогорского миаскитового массива. Миасс: УрО РАН, 2003. 180 с.

4. Недосекова И.Л. Породообразующие минералы щелочных метасоматитов и карбонатитов Булдымского гипербазитового массива (Вишневые горы) // Материалы к минералогии рудных районов Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. С. 52 – 61.

5. Никандров С.Н. Поздняя акцессорная редкометальная минерализация в Вишневогорском комплексе // Новые данные по минералогии Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. С. 60 – 71.

6. Попов В.А., Попова В.И. Минералогия пегматитов Ильменских гор. Ассоциация Экост, Минералогический альманах, вып. 9, 2006. 152 с. Попов В.А., Кобяшев Ю.С. Находки астрофиллита, броккита, моттарамита в Ильменских горах // Уральский минералогический сборник № 5. Миасс: Имин УрО РАН, 1995. С. 190 – 195.

7. Поляков В.О. Новые данные о минералах гранитных пегматитов Ильменского заповедника // Минералогические исследования эндогенных месторождений Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1982. С. 30 – 36.

8. Чесноков Б.В., Попов В.А., Никандров С.Н. и др. Тенардит-мирабилитовая минерализация в миаскитах Вишневых гор на Урале // Материалы по минералогии месторождений Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. С. 24-33.