Наряду с проявлениями термального метаморфизма, относительно широким развитием пользуются также продукты дислокационного метаморфизма. К производным данного процесса относятся складчатость, узкие линейные зоны катаклаза, милонитизации, рассланцевания и брекчирования, приуроченные, как правило, к контактам литологических разностей пород и разрывным нарушениям (рис. 3). Среди индикаторных стресс-минералов наиболее широко развит хлоритоид, максимальное количество которого установлено в двух линейных зонах: на контакте углеродистых сланцев юшинской и грубообломочных отложений машакской свит и в рассланцованных, милонитизированных алевропсаммитовых образованиях куянтавской подсвиты.
В первой зоне новообразования хлоритоида приурочены к горизонту бластомилонитов мощностью 0,2-1 м, представленному тонкозернистым кварц-серицитовым агрегатом с включениями порфиробластов хлоритоида до 15-20%. Его присутствие установлено и в цементе вышележащих песчаников и конгломератов. Более обильны новообразования хлоритоида в рассланцованных терригенных отложениях куянтавской подсвиты в приводораздельной части хр. Бол. Шатак, где он установлен практически во всех литологических разностях, а также в эндоконтактовых зонах, подстилающих пропилитизированных метабазитов казавдинской подсвиты. В зависимости от компетентности пород различаются следующие структурные особенности продуктов динамометаморфизма. Для грубообломочных толщ характерно широкое развитие микростилолитовых структур, вдавливания галек и валунов друг в друга, сколовых трещин, секущих как цемент, так и гальки конгломератов. Среди структурных элементов в алевропелитовых разностях преобладают трещины кливажа, ориентированные по простиранию согласно со слоистостью, но с более крутыми углами падениями. В левом борту руч. Бол. Ключ, в углеродистых сланцах ямантауской подсвиты, И.В. Высоцким (устное сообщение) было установлено более пологое, относительно слоистости, падение трещин кливажа (азимут падения слоистости ЮВ 130°Z30°, азимут падения кливажа ЮВ 130°Z15°), что может свидетельствовать об опрокинутом залегании образований ямантауской подсвиты.
Рис. 3 Детальные зарисовки зон рассланцевания и складчатости (разрез 70 расположен на западном склоне хр. Бол. Шатак, ~ 1300 м к западу от хребта Яракташ; разрез 83 расположен на водораздельной части хр. Бол. Шатак, гора Катушка (отм. 1043,3 м)
Примечание: 1 - задернованные участки; 2 - метабазальты; 3 - конгломераты; 4 - песчаники; 5 - зоны рассланцевания; 6 - элементы залегания; 7 - направления смещений
шатакский геологический хлорид порода
3. Термобарические параметры метаморфизма. Для оценки термических параметров метаморфизма нами использовалась формула T = -61,9229 - 321,9772хЛ111У, опубликованная в работе [12], по которой были расчитанны температуры образования хлоритов из пород Шатакского комплекса. Как видно из приведенной диаграммы (рис. 4), минералы подразделяются на две группы - «высокомагнезиальные» (магматические) и «низкомагнезиальные» (терригенные), температурные интервалы образования которых близки (~300-350°С для первых и ~300-400°С - для вторых). Низкотемпературные хлориты из терригенных пород (№6, №7, табл. 2), вероятнее всего являются кластогенными, либо сформированными на заключительных этапах метаморфизма.
Рис. 4 Диаграмма MgO-T°C для хлоритов из вулканогенно-осадочных отложений Шатакского комплекса
Рис. 5 Диаграмма Si формульные коэффициенты (ф.к.) - Na/Na - K (ф.к.) для светлых слюд из терригенных пород Шатакского комплекса. Изограда давления по [13, 14]; изограда температуры по [15, 16]
Оценка термобарических параметров образования мусковита (рис. 5) из конгломератовых горизонтов кузъелгинской подсвиты показала, что максимальные температура и давление соответствовали Т = ~ 470°С, Р = ~ 8 кбар, а минимальные составляли: Т = ~ 380°С, Р = ~ 3 кбар. Относительно высокие температура и давление, а также пространственная связь мусковита с хлоритоидом позволяют предполагать существование постгенетического метаморфогенного этапа в истории формирования пород Шатакского комплекса.
Обсуждение результатов
Как уже отмечалось выше, природа допалеозойского регионального метаморфизма, проявившегося на террирории палеоконтинентального сектора Южного Урала остается до сих пор дискуссионной. По представлениям В.И. Ленных [17], она обусловлена неоднократной конвергенцией литосферных плит. По данным А.А. Алексеева [18], формирование метаморфических комплексов на Южном Урале осуществлялось в обстановке коллизии континентальных плит, наступившей после ранневендского рифтообразования и незначительного раздвига континентальной коры. По мнению В.Н. Пучкова [9], в поздневендское время территория Южного Урала развивалась в режиме сжатия, что выразилось в региональном метаморфизме и локально проявленном метасоматозе. Кроме того, разрабатываются представления об обусловленности регионального метаморфизма верхнедокембрийских толщ западного склона Южного Урала процессами растяжения и пластичного течения в условиях платформенного рифтогенеза и разрыва континентальных плит [19].
Установленные выше термобарические параметры образования хлорита и мусковита в породах Шатакского комплекса свидетельствуют о том, что метаморфизм характеризовался оносительно высокими температурами и давлением. Характер ассоциаций изученных минералов и разнообразие продуктов метаморфизма позволяет предположить, что процесс изменения пород был многоэтапным. Первый этап, по нашему мнению, был обусловлен «автометаморфическими» процессами, которые реализовывались при формировании вулканогенно-осадочных толщ в качестве «единого» комплекса. Второй - более поздний, определялся в первую очередь стрессовой нагрузкой, о чем свидетельствует высокое давление (~ 8 кбар), а также ассоциация мусковита с хлоритоидом. Данные выводы подтверждают точку зрения В.Н. Пучкова [9] о том, что в поздневендское время территория Южного Урала развивалась в режиме сжатия, явившегося результатом орогенических движений в складчатой области тиманид, сформировавшихся на краю рифейского платформенного бассейна. При этом специфика регионального метаморфизма, проявившегося в пределах Башкирского мегантиклинория выразилась в том, что он характеризовался стрессовой составляющей, проявившейся на значительной территории.
Литература
1. Ковалев С.Г., Высоцкий И.В. Новый тип благороднометальной минерализации в терригенных породах Шатакского грабена (западный склон Южного Урала) // Литология и полез. ископаемые. 2006. № 4. С. 415-421.
2. Львов К.А. К тектонике западного склона Южного Урала // Уч. зап. Казанского гос. ун-та. 1936. Т. 96. Вып. 102. кн. 3. С. 27-32.
3. Ротарь А.Ф. Машакская свита (рифей) на Южном Урале // Советская геология. 1974. № 4. С.48-59.
4. Ротарь А.Ф., Ротарь З.М. Особенности метаморфизма пород района горы Яман-Тау на Южном Урале // Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале. Уфа: БФ АН СССР, 1975. С. 153-161.
5. Ротарь А.Ф, Ротарь З.М., Парначев В.П. Стратиграфия шатакской свиты среднего рифея на Южном Урале // Стратиграфия и литология докембрийских и раннепалеозойских отложений Урала. Свердловск: ИГиГ, 1982. С. 53-64.
6. Иванов А.И. К стратиграфии и древнему орогенезу западного склона Южного Урала // Тр. Баш. геол.управ. 1937. Вып. 7. С. 2-28.
7. Ковалев С.Г. Динамика формирования среднерифейской рифтогенной структуры (западный склон Южного Урала) // ДАН. 2004. Т. 396. № 2. С. 219-222.
8. Парначев В.П, Ротарь А.Ф., Ротаръ З.М. Среднерифейская вулканогенно-осадочная ассоциация Башкирского мегантиклинория (Южный Урал). Свердловск: УНЦ АН СССР. 1986. 105 с.
9. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия. 2000. 146 с.
10. Ernst R.E., Pease V., Puchkov V.N. et al. Geochemical characterization of Precambrian magmatic suites of the southeastern margin of the East European Craton, Southern Urals, Russia // Геологический сб. № 5. / под ред. В.Н. Пучкова, Р.Ф. Абдрахманова, И.Б. Серавкина / ИГ УрО РАН. 2006. № 5. С. 1-45.
11. Ковалев С.Г., Высоцкий С.И., Ковалев С.С., Котляров В.А. Сульфидно-селенидная минерализация в вулканогенно-осадочных породах Шатакского комплекса (Башкирский мегантиклинорий) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2017. № 7. С. 21-27.
12. Kranidiotis P., MacLean W.H. Systematic of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec // Economic Geology. 1987. Vol. 82. P. 1808-1911.
13. Chopin C. Talc-phengite: A widespread assemblage in high-grade pelitic blueschists of the Western Alps // J. Petrol. 1981. Vol. 22 (4). P. 628-650.
14. Massonne H.J., Schreyer W. Stability field of the high pressure assemblage talc - phengite and two new phengite barometers // Europ. J. Mineral. 1989. Vol. 1. P. 391-110.
15. Добрецов Н.Л., Лаврентьев Ю.Г., Пономарева Л.Г., Поспелова Л.Н. Статистические исследования белых слюд глаукофансланцевых толщ // Статистические методы в геологии. Новосибирск. 1974. Вып. 236. С. 113-133.
16. Krogh E.J., Raheim A. Temperature and pressure dependence of Fe-Mg partitioning between garnet and phengite, with particular reference eclogites // Contrib. Mineral. Petrol. 1978. Vol. 66 (1). P. 75-80.
17. Ленных В.И. Эклогитовый и глаукофановый метаморфизм в геологической истории Урала // Магматизм, метаморфизм и рудообразование в геологической истории Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1974. С. 170-183.
18. Алексеев А.А. Предордовикское метаморфическое несогласие и некоторые проблемные вопросы метаморфической геологии позднего докембрия западного склона Урала // Геология метаморфических комплексов. Екатеринбург: УГГГА, 1996. С. 73-86.
19. Иванов С.Н., Русин А.И. Поздневендская стадия развития Урала // Геотектоника. 2000. № 3. С. 21-32.
References
1. Kovalev S.G., Vysotsky I.V. Novyy tip blagorodnometalnoy mineralizatsii v terrigen-nykh porodakh Shatakskogo grabena (zapadnyy sklon Yuzhnogo Urala) [New type of noble metal mineralization in terrigenous rocks of the Shatak Graben (western slope of the South Urals)]. Litologiya i poleznye iskopaemye - Lithology and Mineral Resources, 2006, no. 4, pp. 415-421. (In Russian).
2. Lvov K.A. K tektonike zapadnogo sklona Yuzhnogo Urala [On tectonics of the western slope of the South Urals]. Uchenye zapiski Kazanskogo giosudarstvenniogo universiteta - Proceedings of the Kazan State University, 1936, vol. 96, issue 102, book 3, pp. 27-32. (In Russian).
3. Rotar A.F. Mashakskaya svita (rifey) na Yuzhnom Urale [Mashak Formation (Riphean) in the South Urals]. Sovetskaya geologiya - Soviet Geology, no. 4, 1974, pp. 48-59. (In Russian).
4. Rotar A.F., Rotar Z.M. Osobennosti metamorfizma rayona gory Yaman-Tau na Yuzhnom Urale [Peculiarities of metamorphic rocks within the Mount Yaman-Tau region in the South Urals]. Geologiya i usloviya obrazovaniya mestorozhdeniy medi na Yuzhnom Urale [Geology and formation conditions of copper deposits in the South Urals]. Ufa, BF AN SSSR, 1975, pp. 153-161. (In Russian).
5. Rotar A.F, Rotar Z.M., Parnachev V.P. Stratigrafiya shatakskoy svity srednego rifeya na Yuzhnom Urale [Stratigraphy of the Middle Riphean Shatak Formation in the South Urals]. Stratigraphiya i litologiya dokembriyskikh i rannepaleozoyskikh otlozheniy Urala [Stratigraphy and lithology of Precambrian and Early Paleozoic deposits of the Urals]. Sverdlovsk, Institut geologii i geophiziki, 1982, pp. 53-64. (In Russian).
6. Ivanov A.I. K stratigrafii i drevnemu orogenezu zapadnogo sklona Yuzhnogo Urala [On stratigraphy and ancient orogenesis of the western slope of the South Urals]. Trudy Bashkirskogo geologicheskogo upravleniya - Proceedings of the Bashkir Geological Survey, 1937, issue 7, pp. 2-28. (In Russian).
7. Kovalev S.G. Dinamika formirovaniya srednerifeyskoy riftogennoy struktury (zapadnyy sklon Yuzhnogo Urala) [Formation dynamics of the Middle Riphean rift structure (western slope of the South Urals)]. Doklady Earth Sciences, 2004, vol, 396, no. 2, pp. 219-222. (In Russian).
8. Parnachev V.P,, Rotar A.F., Rotar Z.M. Srednerifeyskaya vulkanogenno-osadochnaya assotsiatsiya Bashkirskogo megantiklinoriya (Yuzhnyy Ural) [Middle Riphean volcano-sedimentary association of the Bashkir Meganticlinorium (South Urals)]. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR, 1986. 105 p. (In Russian).
9. Puchkov V.N. Paleogeodinamika Yuzhnogo i Srednego Urala. [Paleogeodynamics of the Southern and Middle Urals]. Ufa, Dauriya, 2000. 146 p. (In Russian).
10. Ernst R.E., Pease V., Puchkov V.N. et al. Geokhimicheskaya kharakteristika dokembriyskikh magmaticheskikh svit yugo-vostochnogo kraya Vostochno-Evropeyskogo kratona, Yuzhnyy Ural, Rossiya [Geochemical characteristics of Precambrian igneous rocks of the southeastern region of the East European Craton, South Urals, Russia]. Collected papers in geology, no. 5. V.N. Puchkov, R.F. Abdrakhmanov, I.B. Seravkin (eds). Ekaterinburg. IG UrO RAN, 2006, pp. 1-45. (In Russian).
11. Kovalev S.G., Vysotskiy S.I., Kovalev S.S., Kotlyarov V.A. Sulfidno-selenidnaya mineralizatsiya v vulkanogenno-osadochnykh porodakh Shatakskogo kompleksa (Bashkirskiy megantiklinoriy) [Sulfide-selenide mineralization in the volcanosedimentary rocks of the Shatak complex (Bashkir Meganticlinorium)]. Vestnik Instituta geologii, Komi NTc, UrO RAN - Bulletin of the Institute of Geology, Komi Scientific Centre, Ural Branch, RAS, no. 7, 2017, pp. 21-27. (In Russian).
12. Kranidiotis P., MacLean W.H. Systematic of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec. Economic Geology, 1987, vol. 82, pp. 1808-1911.
13. Chopin C. Talc-phengite: A widespread assemblage in high-grade pelitic blueschists of the Western Alps. J. Petrol., 1981, vol. 22 (4), pp. 628-650.14.
14. Massonne H.J., Schreyer W. Stability field of the high pressure assemblage talc - phengite and two new phengite barometers. Europ J. Mineral., vol. 1, 1989, рр. 391-410.
15. Dobretsov N.L., Lavrentyev Yu.G., Ponomareva L.G., Pospelova L.N. Statisticheskie issledovaniya belykh slyud glaukofanslantsevykh tolshch [Statistical studies of white micas in glaucophane schist strata]. Statisticheskie metody v geologii - Statistical Methods in Geology, Novosibirsk, 1974, issue 236, pp. 113-133. (In Russian).
16. Krogh E.J., Raheim A. Temperature and pressure dependence of Fe-Mg partitioning between garnet and phengite, with particular reference eclogites. Contrib. Mineral Petrol., 1978, vol. 66, no. 1, рр. 7-580.
17. Lennykh V.I. Eklogitovyy i glaukofanovyy metamorfizm v geologicheskoy istorii Urala [Eclogite and glaucophane metamorphism in the geological history of the Urals]. Magmatizm, metamorfizm i rudoobrazovanie v geologicheskoy istorii Urala [Magmatism, metamorphism and ore formation in the geological history of the Urals]. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR, 1974, pp. 170-183. (In Russian).
18. Alekseev A.A. Predordovikskoye metamorficheskoye nesoglasiye i nekotoryye problemnye voprosy metamorficheskoy geologii pozdnego dokembriya zapadnogo sklona Urala [Pre-Ordovician metamorphic discordance and some problematic issues of Late Precambrian metamorphic geology on the western slope of the Urals]. Geologiya metamorphicheskikh kompleksov [Geology of metamorphic complexes] Ekaterinburg, Uralskaya gosudarstvennaya gornaya akadeniya, 1996, pp. 73-86. (In Russian).
19. Ivanov S.N., Rusin A.I. Pozdnevendskaya stadiya razvitiya Urala [Late Vendian development stage of the Urals]. Geotektonika - Geotectonics, 2000, no. 3, pp. 21-32. (In Russian).