References

litosphere

Литосфера

LITHOSPHERE (Russia)

1681-90042500-302X

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry

litosphere-898

Research Article

Статьи

Articles

Гранатовые ультрамафиты и мафиты в зоне Главного уральского разлома на Южном Урале: петрология, возраст и проблема образования

Пушкарев

Евгений Владимирович

pushkarev@igg.uran.ru

Рязанцев

Алексей

noemail@neicon.ru

Третьяков

Андрей

noemail@neicon.ru

Белова

Анастасия Андреевна

noemail@neicon.ru

Готтман

Ирина Альбертовна

noemail@neicon.ru

Институт геологии и геохимии УрО РАНRussian FederationГеологический институт РАНRussian Federation

2010

15022019

05101133

2019

Пушкарев Е.В., Рязанцев А., Третьяков А., Белова А.А., Готтман И.А.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/898

В работе приводятся результаты исследования геологии, петрологии, геохимии и минеарлогии высокобарических пород, развитых в зоне Главного уральского разлома (ГУР) на Южном Урале. Изученные породы были разделены на три типа: 1) пироповые и оливин-шпинель-пироповые вебстериты, 2) гранатовые клинопироксениты и 3) амфибол-пироксен-ильменит-гранатовые базиты. Проведено сравнение состава уральских пород и гранатовых пироксенитов и метабазитов, образующих слои в орогенных лерцолитовых комплексах Ронда и Бени-Бусера. Показаны черты сходства и различия между этими породами. Петрохимческие и геохимические особенности гранатовых пород и их сравнение с породами, входящими в структуру Миндякского лерцолитового массива, свидетельствуют, что последние не могли быть субстратом для высокобарческих пород, также как и любые другие офиолитовые габброиды и ультрамафиты. Установлено, что высокобарические породы в зоне ГУР характеризуются высоким CaO/Al2O3 отношением, превышающим 1, и делающим проблематичным их выплавление из лерцолитовой мантии, имеющей хондритовое CaO/Al2O3, равное 0.8-0.9. Предполагается, что мантийный субстрат был обогащен клинопироксеном относительно оливина и ортопироксена и имел состав, отвечающий верлиту. Изотопно-геохронологические исследования показали, что события, сформировавшие изотопную систему высокобарических пород ГУР имеют позднесилурийский-раннедевонский возраст, в отличие от лерцолитов, для которых предполагается докембрийских возраст. Высказывается предположение, что формирование гранатовых пород происходит в результате кристаллизации пикритовых расплавов на глубинах, соответствующих по давлению переходу между гранатовой и шпинелевой фациями. Образование этих расплавов связано с эволюцией сублитосферного мантийного диапира, внедряющегося в области аккреции прекратившей свое существование ордовикской Губерлинской островной дуги и края Восточно-Европейского континента.

высокобарические ультрамафитылерцолитовые комплексыГлавный уральский разломусловия образованияSm-Nd и U-Pb возраст

References1

Аникина Е.В., Краснобаев А.А., Алексеев А.В., Бушарина С.В. Геохимическая, U-Pb и Hf изотопная сис-тематика цирконов из габброидов Волковского массива на Среднем Урале // Магматизм и метаморфизм в истории Земли. Т. 1. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. С. 47-48.

Белова А.А., Рязанцев А.В., Разумовский А.А., Дегтярев К.Е. Раннедевонские надсубдукционные офиолиты в структуре Южного Урала // Геотектоника. 2010. № 4. С. 39-64.

Ваганов В.И., Соколов С.В. Термобарометрия ультраосновных парагенезисов. М.: Недра, 1988. 149 с.

Галимов Э.М., Слодкевич В.В. Зональность изотопного состава углерода графита в расслоенном магматическом плутоне // Геохимия. 1988. № 8. С. 1178-1186.

Денисова Е.А. Внутреняя структура Миндякского ультраосновного массива (Южный Урал) // Докл. АН СССР. 1984. Т. 274, № 2. С. 382-387.

Добрецов Н.Л., Ащепков Н.В., Карманов Н.С. Особенности минералогии и генезиса пироповых перидотитов и эклогитов в породах кристаллических массивов Центральной и Юго-Западной Европы // Петрология и минералогия базитов Сибири. М.: Наука, 1984. С. 50-70.

Ефимов А.А. Габбро-гипербазитовые комплексы Урала и проблема офиолитов. М.: Наука, 1984. 232 с.

Каминский Ф.В., Лаврова Л.Д., Шепелева К.А. О гранатах в альпинотипных ультрабазитах Урала // Докл. АН СССР. 1978. Т. 241, № 5. С. 1179-1181.

Колман Р.Г. Офиолиты. М.: Мир, 1979. 262 с.

Краснобаев А.А., Русин А.И., Русин И.А., Бушарина С.В. Цирконология лерцолит-гранатовый пироксенит-дунитового комплекса Узянский Крака (Ю. Урал) // Структурно-вещественные комплексы и проблемы геодинамики докембрия фанерозойских орогенов. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. С. 58-61.

Лепезин Г.Г., Травин А.В., Юдин Д.С. и др. Возраст и термическая история максютовского метаморфического комплекса (по 40Ar/39Ar данным) // Петрология. 2006. Т. 14, № 1. С. 109-125.

Москалева С.В., Орлова М.Т. О генезисе гранатовых пироксенитов массива Крака на Южном Урале // Геология и полезные ископаемые Урала. Вып. 28. Л.: ВСЕГЕИ, 1960. С. 143-147.

Попов В.С., Кременецкий А.А., Беляцкий Б.В. Доордовикский Sm-Nd возраст ультрамафических пород в офиолитовых поясах Урала: уточненные данные // Структурно-вещественные комплексы и проблемы геодмнамики докембрия фанерозойских орогенов. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. С. 100-103.

Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: Дизайнполиграфсервис, 2010. 280 с.

Пучков В.Н., Иванов К.С. Гранатовые пироксениты массива Крака // Метаморфические комплексы Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1982. С. 27-29.

Пушкарев Е.В. Петрология Уктусского дунит-клинопироксенит-габбрового массива (Средний Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 296 с.

Пушкарев Е.В. Эксплозивные брекчии с включениями высокобарических пород основного и ультраосновного состава в Миндякском лерцолитовом массиве (Башкортостан): состав и петрогенетические следствия // Геология и перспективы расширения сырьевой базы Башкортостана и сопредельных территорий. Т. 2. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2001. С. 155-168.

Пушкарев Е.В., Гуляева Т.Я. Высокобарические гранатовые гипербазиты Миндякского массива на Южном Урале // Ежегодник-1994. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1995. С. 82-86.

Пушкарев Е.В., Серов П.А., Бирюзова А.П. Изотопные Sm-Nd данные о раннедевонском возрасте динамометаморфизма в основании офиолитовых аллохтонов в Сакмарской зоне Южного Урала // Докл. АН. 2007. Т. 413, № 2. С. 224-228.

Пушкарев Е.В., Травин А.В., Кудряшов Н.М. и др. Изотопная геохронология магматических и метаморфических комплексов Хабарнинского мафит-ультрамафитового аллохтона на Южном Урале и история его становления // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2009. С. 125-132.

Пушкарев Е.В, Ферштатер Г.Б., Костицын Ю.А., Травин А.В. Новые данные об изотопном возрасте магматических пород Хабарнинского мафит-ультрамафитового аллохтона: геологические следствия // Ежегодник-2007. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. С. 277-285.

Ревердатто В.В., Селятицкий А.Ю., Карсвелл Д.А. Геохимические различия "мантийных" и "коровых" перидотитов/пироксенитов в метаморфических комплексах высоких-сверхвысоких давлений // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 2. С. 99-119.

Рингвуд А.Е.Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981. 584 с.

Русин А.И., Русин И.А., Краснобаев А.А. Мафит-ультрамафитовые комплексы Урала: геодинамические аспекты // Геодинамика формирования подвижных поясов Земли: мат-лы междунар. науч. конф. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2007. С. 260-264.

Русин И.А. Гранатсодержащие парагенезисы в гипербазитах массива Крака (Южный Урал) // Ежегодник-2001. ИГГ УрО РАН, 2002. С. 134-138.

Рязанцев А.В., Белова А.А. Девонские метаморфические породы в подошве офиолитовых массивов и в серпентинитовом меланже на Южном Урале: данные изотопно-геохронологических исследований // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса: от океана к континенту. Т. 2. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2010. С. 62-63.

Рязанцев А.В., Белова А.А. Ордовикские офиолитовые плагиограниты в структуре меланжа Сакмарской зоны Южного Урала // Магматизм и метаморфизм в истории Земли. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. С. 195-196.

Рязанцев А.В, Дубинина С.В., Кузнецов Н.Б., Белова А.А. Ордовикские структурно-формационные комплексы в аллохтонах Южного Урала // Геотектоника. 2008. № 5. С. 49-78.

Рязанцев А.В., Разумовский А.А., Кузнецов Н.Б. и др. Геодинамическая природа серпентинитовых меланжей на Южном Урале // Бюлл. МОИП. Отд. Геол. 2007. Т. 82, Вып. 1. С. 32-47.

Савельев А.А. Бибикова Е.В., Савельева Г.Н. и др. Гранатовые пироксениты массива Миндяк на Южном Урале: обстановка и возраст формирования // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2001. Т. 76, Вып. 1. С. 22-29.

Савельева Г.Н. Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре // М.: ГИН АН СССР, 1987. 246 с.

Савельева Г.Н., Бонатти Э. Ультраосновные породы современных океанических областей // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2009. С. 172-177.

Савельева Г.Н., Шараськин А.Я., Савельев А.А. и др. Офиолиты зоны сочленения южных уралид с окраиной Восточно-Европейского континента // Урал: фундаментальные проблемы геодинамики и стратиграфии. М.: Наука, 1998. С. 93-117.

Салихов Д.Н., Якупов Р.Р. Геологическое положение и состав базальтов Межкракинской зоны (Северная часть Зилаирского синклинория) // Литосфера. 2005. № 2. С. 60-68.

Слодкевич В.В. Параморфозы графита по алмазу // Записки ВМО. 1982. CXI, Вып. 1. С. 13-33.

Смирнов С.В. Петрология верлит-клинопироксенит-габбровой ассоциации Нуралинского ультрабазитового массива и связанное платиновое оруденение // Автореф. дис... канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1995. 18 с.

Соболев Н.В. Парагенетические типы гранатов. М.: Наука, 1964. 218 с.

Удовкина Н.Г. Эклогиты СССР. М.: Наука, 1985. 285 с.

Ферштатер Г.Б. Петрология главных интрузивных ассоциаций. М.: Наука, 1987. 232 с.

Ферштатер Г.Б., Беа Ф. Геохимическая типизация уральских офиолитов // Геохимия, 1997. № 3. C. 195-218.

Ферштатер Г.Б., Беа Ф., Пушкарев Е.В.и др. Новые данные по геохимии Платиноносного пояса Урала: вклад в понимание петрогенезиса // Геохимия. 1999. № 4. С. 352-370.

Ферштатер Г.Б., Котов А.Б., Смирнов С.В. и др. U-Pb возраст циркона из диорита Нуралинского лерцолит-габбрового массива на Южном Урале // Докл. АН. 2000. Т. 371, № 1. С. 96-100.

Ферштатер Г.Б., Краснобаев А.А., Беа Ф. и др. Изотопно-геохимические особенности и возраст цирконов из дунитов уральских массивов платиноносного типа, петрогенетические следствия // Петрология. 2009. Т. 17, № 5. С. 539-558.

Ферштатер Г.Б., Пушкарев Е.В. Магматические клинопироксениты Урала и их эволюция // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1987. № 3. C. 13-23.

Чаплыгина Н.Л., Дегтярев К.Е., Савельева Г.Н. Офиолиты гарцбургитового типа в структурированном меланже Западно-Магнитогорской зоны (Южный Урал) // Геотектоника. 2002. № 6. С. 25-37.

Шацкий В.С., Ягоутц Э., Козьменко О.А. Sm-Nd датирование высокобарического метаморфизма максютовского комплекса. Южный Урал // Докл. АН. 1997. Т. 352, № 6. С. 285-288.

Якупов Р.Р., Мавринская Т.М., Абрамова А.Н. Палеонтологическое обоснование схемы стратиграфии палеозоя северной части Зилаирского мегасинклинория. Уфа: ИГ УфНЦ РАН, 2002. 160 с.

Barnes S.J., Roeder P.L. The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks. J. Petrol. 2001. V. 42, № 12. P. 2279-2302.

Bea F., Fershtater G.B., Montero P. et al. Recycling of the continental crust into the mantle as revealed by Kytlym dunite zircons, Ural Mts, Russia // Terra Nova. 2001. V. 13, № 6. P. 407-412.

Bodinier J-L., Garrido C.J., Chanefo I. et al. Origin of pyroxenite-peridotite veined mantle by refertilization reactions: Evidence from the Ronda peridotite (southern Spain) // J. Petrol. 2008. V. 49, № 5. P. 999-1025.

Brey G.P., Kohler T. Geothermobarometry in four-phase lherzolites. II. New thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers. J. Petrol. 1990. V. 31. P. 1353-1378.

Brey G.P., Kohler T., Nickel K.G. Geothermobarometry in fourphase lherzolites. I. Experimental results from 10 to 60 kb. J. Petrol. 1990. V. 31. P. 1313-1352.

Davies G.R., Nixon P.H., Pearson D.G., Obata M. Tectonic implications of graphitised diamonds from the Ronda peridotite massif, southern Spain// Geology. 1993. V. 21. P. 471-474.

Frey F.A., Suen C.J., Stockman H.W. The Ronda high temperature peridotite: geochemistry and petrogenesis // Geochim. Cosmochim. Acta. 1985. V. 49, № 11. P. 2469-2491.

Garrido C.J., Bodinier J-L. Diversity of mafic rocks in the Ronda peridotite: evidence for pervasive melt-rock reaction during heating of subcontinental lithosphere by upwelling asthenosphere // J. Petrol. 1999. V. 40, № 5. P. 729-754.

Griffin W.L., O'Reilly S.Y. Cratonic lithospheric mantle: Is anything subducted? // Episodes. 2007. V. 30, № 1. P. 43-53.

Kornprobst J., Piboule M., Roden M., Tabit A. Corundum-bearing garnet clinopyroxenite at Beni Bousera (Morocco): Original plagioclase-rich gabbros recrystallized at depth within the mantle // J. Petrol. 1990. V. 31, P. 3. P. 717-745.

Lagabrielle Y., Bodinier J-L. Submarine reworking of exhumed subcontinental mantle rocks: field evidence from the Lherz peridotites, French Pyrenees // Terra Nova. 2008. V. 20. P. 11-21.

Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.f.S et al. Nomenclature of amphiboles report of the subcommittee on amphiboles of the international mineralogical association, commission on new minerals and minerals names // Canad. Mineral. 1997. V. 35. P. 219-246.

Liu Y., Gao S., Hu Z. et al. Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite interactions in the Trans-North China Orogen: U-Pb dating, Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths // J. Petrol. 2010. V. 51, № 1-2. P. 537-571.

Medaris L. G. Jr. A geothermobarometric investigation of garnet peridotites in the western gneiss region of Norway // Contrib. Mineral. Petrol. 1984. V. 87, № 1. P. 72-86.

Mercier J-C. C. Single-pyroxene thermobarometry // Tectonophysics. 1980. V. 70, № 1/2. P. 1-38.

Morishita T., Arai S. Petrogenesis of corundum-bearing mafic rock in the Horoman peridotite complex, Japan // J. Petrol. 2001. V. 42, № 7. P. 1279-1299.

Morishita T., Arai S., Gervilla F. High-pressure aluminous mafic rocks from the Ronda peridotite massif, southern Spain: significance of sapphirine- and corundum-bearing mineral assemblages // Lithos. 2001. V. 57. P. 143-161.

Morishita T., Arai S., Green D.H. Possible non-melted remnants of subducted lithosphere: Experimental and geochemical evidence from corundum-bearing mafic rocks in the Horoman peridotite Complex, Japan // J. Petrol. 2004. V. 45, № 2. P. 235-252.

Nimis P., Grutter H. Internally consistent geothermometers for garnet peridotites and pyroxenites // Contrib. Mineral. Petrol. 2010. V. 159. P. 411-427.

Nimis P., Taylor W.R. Single-clinopyroxene thermobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer. Contrib. Mineral. Petrol. 2000. V. 139. P. 541-554.

Obata M. The Ronda peridotite: Garnet-, spinel- and plagioclase-lherzolite facies and P-T trajectories of a high-temperature mantle intrusion // J. Petrol. 1980. V. 21, № 3. P. 533-572.

Pearson D.G., Davies G.R., Nixon P.H. Geochemical constraints on the petrogenesis of diamond facies pyroxenite from the Beni Bousera peridotite massif, North Morocco // J. Petrol. 1993. V. 34, P. 1. P. 125-172.

Presnall D.C., Dixon S.A., Dixon J.R. et al. Liquidus phase relation on the join diopside-forsterite-anorthite from 1 atm to 20 kbar: their bearing on the generation and crystallization of basaltic magma // Contrib. Mine- ral. Petrol. 1978. V. 66, № 2. P. 203-220.

Scarrow J.H., Savelieva G.N., Glodny J. et al. The Mindyak Paleozoic lherzolite ophiolite, Southernal Urals: geochemistry and geochronology // Ophioliti. 1999. V. 24, № 2. P. 241-248.

Scarrow J.H., Spadea P., Cortesogno L, et al. Geoche-mistry of garnet metagabbros from the Mindyak ophiolite massif, Southernal Urals // Ofioliti. 2000. V. 25, № 2. P. 103-115.

Spadea P., Zanetti A., Vannucci R. Mineral chemistry of ultramafic massifs in the Southern Uralides orogenic belt (Russia) and the petrogenesis of the Lower Paleozoic ophiolites of the Uralian Ocean // Ophiolites in Earth Hystory. Geol. Soc. London. Spec. publ. 2003. V. 218. P. 567-596.

Suen C.J., Frey F.A. Origins of the mafic and ultramafic rocks in the Ronda peridotite // Earth Planet. Sci. Letters. 1987. V. 85, № 1-3. P. 183-202.

Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implication for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. Spec. Publ. 1989. № 42. P. 313-345.

Takazawa E., Frey F.A., Shimizu N. et al. Polybaric petrogenesis of mafic layers in the Horoman Peridotite Complex, Japan // J. Petrol. 1999. V. 40, № 12. P. 1827-1851.

Tessalina S.G., Bourdon B., Gannoun A. et al. Complex proterozoic to paleozoic history of the upper mantle recorded in the Urals lherzolite massifs by Re-Os and Sm-Nd systematics // Chem. Geol. 2007. V. 240. P. 61-84.

Van Der Wal D. Deformation processes in mantle peridotites, with emphasis on the Ronda peridotite of SW Spain. Ph. D. Thesis Univ. Utrecht, 1993. 180 p.

Van Der Wal D., Vissers R.L.M. Structural petrologyof the Ronda peridotite, SW Spain : deformation history // Petrol. 1996. V. 37. P. 23-43.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.