Вулканизм и интрузивный магматизм Магнитогорской палеодуги в эпоху “мягкой” коллизии c окраиной Восточно-Европейского континента

Объект исследования. Смена геодинамического режима с островодужного на аккреционно-коллизионный в позднем девоне–раннем карбоне в результате коллизии Магнитогорской островной дуги с пассивной окраиной Восточно-Европейского континента на западе и сочленения несколько позже этой дуги с Восточно-Уральским гетерогенным композитным террейном.

Материалы и методы. Содержания петрогенных элементов и микроэлементов (методами XRF, ICP MS) в породах позднепалеозойских островодужных комплексов Магнитогорской островной дуги определены в основном в лаборатории физико-химических методов исследования ИГГ УрО РАН. В данной работе обобщены также многочисленные опубликованные и фондовые данные, характеризующие состав и условия формирования этих образований.

Результаты. Установлено, что островодужный магматизм Магнитогорской палеодуги в этот период (поздний девон–ранний карбон) синхронно сменялся формированием внутриплитных вулкано-интрузивных образований. Островодужная магмогенерация и ее проявления контролировались широтной линейной зональностью и разными глубинами формирования магматических очагов, отражая самостоятельность и пространственную обособленность этих событий.

Заключение. В процессе усиливающейся коллизии имело место смешение разных по источникам мантийных расплавов с контаминацией островодужных пород внутриплитной субщелочной (плюмзависимой) магмой. Из анализа состава и содержаний высокозарядных и флюидомобильных химических элементов следует, что надсубдукционные флюиды играли важную роль в эволюции позднеостроводужных магматических серий.

1. Бабкин В.В., Шалагинов Э.В., Малолетко И.Г. (1971) Отчет о результатах геолого-съемочных работ на площади планшетов N-40-84-Б, N-41-61-В, N-41-73-А, проведенных Сухтелинским геолого-съемочным отрядом в Верхнеуральском и Уйском районах Челябинской области в 1966–1971 гг. Т. 1–4. Челябинский ТГФ.

2. Бочкарев В.В., Сурин Т.Н. (1993) Вулканогенные формации и геодинамическое развитие Учалино-Александринской и Режевской зон Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 80 с.

3. Геологическая карта Урала масштаба 1 : 200 000. (1967) Ред. И.Д. Соболев.

4. Говорова А.В. (1981) Ультраосновные автомагматические брекчии Южного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 44 с.

5. Дир У.А., Хаун Р.А., Зусман Дж. (1965) Породообразующие минералы. I. Ортопироксены и кольцевые силикаты. II. Цепочечные силикаты. М.: Мир, 372 и 407 с.

6. Заварицкий А.Н. (1961) Гора Магнитная и ее месторождения железных руд. Избранные труды. Т. III. М.: Изд-во АН СССР, 750 с.

7. Иванов К.С., Пучков В.Н., Пелевин И.А. (1996) К геологии Уральских гор Южного Урала. Ежегодник-1995. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 40-45.

8. Кепежинскас П.К. (1990) Кайнозойские вулканические серии обрамления окраинных морей. М.: Наука, 174 с.

9. Кепежинскас П.К., Кравченко-Бережная П.П., Гулько Н.И. (1988) Кайнозойский шошонитовый магматизм Северной Камчатки и проблема тектонической интерпретации островодужной шошонитовой серии. Мафитовые формации зон активизации на разных этапах эволюции литосферы. Новосибирск: Наука, 98-114.

10. Коновалова Е.В., Холоднов В.В., Прибавкин С.В., Замятин Д.А. (2013) Элементы-минерализаторы (сера и галогены) в апатитах Шарташского гранитного массива и Березовского золоторудного месторождения. Литосфера, (6), 65-72.

11. Кутолин В.А. (1969) Статистическое изучение химизма базальтов разных формаций. М.: Наука, 143 с.

12. Лазько Е.Е. (1988) Кимберлиты. Типоморфизм породообразующих минералов ультрабазитов. Магматические горные породы. 5. Ультраосновные породы. М.: Наука, 196-217.

13. Мартынов Ю.А., Ханчук А.И. (2013) Кайнозойский вулканизм Восточного Сихотэ-Алиня: результаты и перспективы петрологических исследований. Петрология, 21(1), 94–108.

14. Маслов В.А., Артюшкова О.В., Нурмухаметов Э.М. (1999) Франские отложения Магнитогорского мегасинклинория. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 82 с.

15. Препринт. Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010) Стратификация и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.

16. Мосейчук В.М., Сурин Т.Н. (1998) Фамен-турнейская базальт-пикритовая (сара-тюбинская) толща Восточно-Магнитогорской зоны Южного Урала: геология, геохимия, минералогия и петрогенез. Уфа, УНЦ РАН, 118 с.

17. Мосейчук В.М., Сурин Т.Н., Яркова А.В., Кашина Л.В. (1995) Магнитогорское рудное поле. Путеводитель геологической экскурсии по основным месторождениям Магнитогорского рудного поля. Уфа: УНЦ РАН, 24 с.

18. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Михайлов И.Г. (2000) Отчет о геологическом доизучении масштаба 1 : 200 000 листов N-40-XXIV, XXX (новая серия). Магнитогорская площадь. Кн. 1. Челябинск, ТГФ.

19. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Поплавская Н.Л. (1990) Отчет о геологическом доизучении масштаба 1 : 25 000, среднемасштабном глубинном геологическом картировании и общих поисках железных руд на Магнитогорской площади, выполненных Геолого-геофизической партией в 1985-90 гг. Листы N40-95-A, Б, В. Т. 1–9. Челябинский ТГФ. 2360 с.

20. Нестеренко Г.В., Арискин А.А. (1993) Глубины кристаллизации базальтовой магмы. Геохимия, (1), 77-87.

21. Плюснин К.П., Плюснина А.А. (1965) Геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Южноуральская. Лист N – 40 – XXX. Объяснительная записка. М.: Недра, 104 с.

22. Порошин Е.Е. (1988) Гранаты нижнекаменноугольных вулканитов Магнитогорского синклинория Урала и ассимиляция вещества коры. Докл. АН СССР, 300(4), 914-918.

23. Пучков В.Н. (2018) Плюм-зависимый гранит-риолитовый магматизм. Литосфера, 18(5), 692-705.

24. Салихов Д.Н., Митрофанов В.А. (1994) Интрузивный магматизм верхнего девона–нижнего карбона Магнитогорского мегасинклинория (Южный Урал) Уфа: УНЦ РАН, 142 с.

25. Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Осипова Т.А., Рахимов И.Р. (2016) Каменноугольно-пермский магматизм и связанное с ним оруденение (Магнитогорская и Восточно-Уральская мегазоны Южного Урала). Литосфера, (5), 35-57.

26. Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019а) Субдукция, коллизия и плюмы в эпоху позднепалеозойского магматизма Магнитогорской зоны Южного Урала. Литосфера, 19(2), 191-208.

27. Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019) Магнитогорская зона Южного Урала в позднем палеозое: магматизм, флюидный режим, металлогения, геодинамика. М.: Наука. 2019. 392 с.

28. Салихов Д.Н., Яркова А.В., Салихова Р.Н., Мосейчук В.М. (1987) Вулканизм позднего девона Магнитогорского мегасинклинория (геология, петрохимия, геохимия) Уфа. ИГ БФАН СССР, 33 с.

29. Препринт. Смирнов Г.А., Смирнова Т.А., Клюжина М.Л., Анфимов Л.В. (1974) Материалы к палеогеографии Урала. Очерк V. Франский век. М.: Наука, 218 с.

30. Сурин Т.Н. (1997) Петролого-минералогические исследования магматитов Восточно-Магнитогорского пояса (Южный Урал). Миасс, 309 с.

31. Ферштатер Г.Б. (1966) Магнитогорская габбро-гранитная интрузия. Свердловск: Изд-во ИГ УФАН, 123 с.

32. Ферштатер Г.Б. (1987) Петрология главных интрузивных ассоциаций. М.: Наука, 263 с.

33. Ферштатер Г.Б. (2013a) Магматизм эпохи закрытия Уральского палеоокеана и формирования подвижного пояса: состав, особенности эволюции, источники Петрология, 21(2), 202-224.

34. Ферштатер Г.Б. (2013б) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.

35. Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин A.B., Фролов В.Т., Сывороткин В.Л. (1985) Происхождение вулканических серий островных дуг. М.: Недра, 275 с.

36. Холоднов В.В., Бушляков И.Н. (2002) Галогены в эндогенном рудообразовании. Екатеринбург: УрО РАН, 392 с.

37. Холоднов В.В., Салихов Д.Н., Шагалов Е.С., Коновалова Е.В., Рахимов И.Р. (2015) Роль галогенов и серы в апатитах при оценке потенциальной рудоносности позднепалеозойских габброидов Западно-Магнитогорской зоны (Ю. Урал) на Cu-Ni, Fe-Ti и Au оруденение. Минералогия, (3), 45-61

38. Холоднов В.В., Серавкин И.Б., Косарев А.М., Коновалова Е.В., Шагалов Е.С. (2016) Распределение галогенов и серы в апатитах медно-порфировых месторождений Южного Урала (новые данные). Минералогия, (1), 54-65

39. Холоднов В.В., Ферштатер Г.Б., Шагалов Е.С., Шардакова Г.Ю. (2017) Рифейский магматизм и рудообразование, предшествующие раскрытию Уральского палеоокеана (Западный склон Южного Урала). Литосфера, 17(2), 5-26.

40. Шинкарев Н.Ф., Иванников В.В. (1983) Физико-химическая петрология изверженных пород. Л.: Недра, 271 с.

41. Штейнберг А.Д., Сурин Т.Н., Абдулин Р.З. (1990) Отчет о геологическом доизучении поверхности палеозойского фундамента масштаба 1 : 25 000, среднемасштабном объемном геологическом картировании и общих поисках медноколчеданных руд на Орловской площади в пределах трапеций N-40-71-Г, N-40- 83-Б, проведенных Орловским геолого-съемочным отрядом в 1985–1990 гг. Т. 1–7. Челябинск, ТГФ.

42. Штейнберг А.Д., Сурин Т.Н. (1987) Средне-позднедевонский вулканизм Магнитогорского прогиба. Эволюция магматизма Урала. Свердловск, 155-157.

43. Язева Р.Г., Бочкарев В.В. (1998) Геология и геодинамика Южного Урала (опыт геодинамического картирования). Екатеринбург, 203 с.

44. Anderson D.L. (1987) The depth of mantle reservoirs. Magmatic Processes: Physicochemical Principles Geochemical Society, Special Publ. (Ed. B.O. Mysen), (1), 3-11.

45. Barrat J.-A., Fourcade S., Jahn B.-M., Cheminee J.-L., Capdevila R. (1998) Isotope (Sr, Nd, Pb, O) and trace-element geochemistry of volcanics from the Erta-Ale Range (Ethiopia). J. Volcanol. Geotherm. Res., 80, 85-100.

46. Condie K.C. (2005) High field strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes. Lithos, 79, 491-504.

47. Daoud M.A., Maury R.C., Barrat J.-A., Taylor R.N., Le Gall B., Guillou H., Cotten J., Rolet J. (2010) A LREEdepleted component in the Afar plume: further evidence from Quaternary Djibouti basalts. Lithos., 114, 327-336.

48. Duffield W.A., Bullen T.D., Clynne M.A., Fournier R.O., Janik C.J., Lanphere M.A., Lowenstern J.B., Smith J.G., Woldegiorgis L., Kahsai G., Weldemariam K., Tesfai T. (1997) Geothermal potential of the Аlid volcanic center, Danakil depression, Eritrea. U. S. Geol. Surv. open file rept., (97-291), 1-62.

49. Lowenstern J.B., Charlier Bruce L.A., Clynne M.A., Wooden J.L. (2006) Extreme U-Th disequilibrium in rift-related basalts, rhyolites and granophyric granite and the timescale of rhyolite generation, intrusion and crystallization at Alid volcanic center, Eritrea. J. Petrol., (47), 2105-2122.

50. Lyubetskaya T., Korenaga J. (2007) Chemical composition of earth’s primitive mantle and its variance. J. Geophys. Res., 112, 1-21.

51. Pearce J.A. (2008) Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, 100, 14-48.

52. Peng G., Luhr J.F., McGee J.J. (1997) Factors controlling sulfur concentrations in volcanic apatite. Amer. Mineral., (82), 1210–1224.

53. Prestvik T., Scherer E.E., Mezger K., Danyushevsky L.V. (2010) Geochemical characteristics and Sr-Nd-Hf isotope compositions of mantle xenoliths and host basalts from Assab, Eritrea: implications for the composition and thermal structure of the lithosphere beneath the Afar depression. Contrib. Mineral. Petrol., 159, 731-751.

54. Rooney T.O., Mohr P.A., Dosso L., Hall C.M. (2013) Geochemical evidence of mantle reservoir evolution during progressive rifting along the western Afar margin. Geochim. Cosmochim. Acta., (102), 65-88.

55. Sun S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geol. Soc. London, 42, 313-345.

56. Volker F., Altherr R., Jochum K.P., McCulloch M.T. (1997) Quaternary volcanic activity of the southern Red sea: new data and assessment of models on magma sources and Afar plume-lithosphere interaction. Tectonophysics, 278, 15-29.