Geology and geochemical features of Early Paleozoic volcanites Sakmara and Voznesenka-Prisakmarian zones in Southern Urals
Abstract
The work is dedicated to one of the most interesting areas of the Southern Urals - Sakmara and Vozneseka-Cissakmarian zones which are identified with the Main Uralian Fault. The analysis of geological, facial and petrologic-geochemical data for volcanic complexes, forming the zone was made. The two main associations of volcanic rocks are sorted out: 1) continental-oceanic rift; 2) suprasubduction volcanic arc. Island arc volcanites of suprasubduction association are not discussed here. The first association (Є-S1) contains the following groups of volcanites: 1) continental subalkaline basalt trap formation (Mednogorsk and Kuragan formations) (Є1-O1); 2) transition from continental to oceanic basalts moderately alkaline and tholeiitic series (O1?-O2) in the lower part of the Polyakovka and Dergaish complexes, located respectively in the northern and southern parts of the Voznesensk-Prisakmarian zone; 3) oceanic basalts (O2-S1), forming the upper part Polyakovka and Dergaish complexes; 4) suboceanic basalts of Bauluss complex (O2), present with oceanic transient to island-slope basalts. The analysis of trace elements distribution has been done for basalts and less for intermediate volcanic rocks of the first association. According to chemical specifications of volcanic rocks and REE distributions the conclusion of intra-plate type of the first group volcanic rocks was made. Transitional and oceanic basalts were identified as trappoid-type oceanic formation. The absence of N-MORB basalts of oceanic stage may be related to the intra-continental nature Ural Ocean. Pulling of the mid-ocean ridge in subduction zone is also possible.
About the Author
A. M. Kosarev
Institute of Geology Ufimian Science Centre of RAS
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Алексеев А.А. (1976) Магматические комплексы зоны хребта Уралтау (Южный Урал). М.: Наука, 170 с.
2. Альмухамедов А.И., Медведев А.Я. (1986) К геохимии инициальных стадий базальтового вулканизма. Гео-химия вулканитов различных геодинамических обстановок. Новосибирск: Наука, 49-69.
3. Аристов В.А., Борисенок Д.В., Руженцев С.В. (2005) Конодонтовая стратиграфия девонских отложений западного склона Южного Урала. Очерки по региональной тектонике. М.: Наука, 36-55.
4. Артюшкова О.В., Маслов В.А. (1998) Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 156 с.
5. Артюшкова О.В., Маслов В.А. (2011) Ордовик Сакмарской зоны (Южный Урал). Геологический сборник (9). Юбилейный выпуск. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 19-26.
6. Белова А.А., Рязанцев А.В., Разумовский А.А. и др. (2010) Раннедевонские надсубдукционные офиолиты в структуре Южного Урала. Геотектоника. (4), 39-64.
7. Бельков Ю.П. (1978) Палеовулканизм рудного поля Комсомольского месторождения и колчеданное рудообразование. Вулканические образования Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 121-127.
8. Берлянд Н.Г. (2007) Глубинное строение и эволюция литосферы Урала. СПб.: ВСЕГЕИ, 256 с.
9. Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. (2010) Магматизм, тектоника, геодинамика Земли. М.: Наука, 605 с.
10. Борисенок Д.В., Курковская Л.А., Рязанцев А.В. (1998) Ордовикские конодонты в кремнисто-базальтовом комплексе Южного Урала (результаты научно-исследовательских работ на Уральском учебном полигоне). Вестник МГУ. Сер. 4. Геология, (3), 52-55.
11. Борисенок Д.В., Рязанцев А.В. (2005) Вулканогенные комплексы нижнего палеозоя в области сочленения Сакмарской и Присакмарско-Вознесенской зон Южного Урала. Очерки по региональной тектонике. 1. Южный Урал. М.: Наука, 135-153.
12. Бочкарев B.C., Язева Р.Г. Субщелочной магматизм Урала. Екатеринбург: УрО РАН. 2000. 256 с.
13. Вулканизм Южного Урала. (1992) (И.Б. Серавкин, А.М. Косарев, Д.Н. Салихов и др.). М.: Наука, 197 с.
14. Гаррис М.А. (1977) Этапы магматизма и метаморфизма в доорогенной истории Урала и Приуралья. М.: Наука, 296 с.
15. Герасимовский В.И., Поляков А.И., Дурасова Н.А. и др. (1978) Исландия и срединно-океанический хребет. Геохимия. М., Наука, 184 с.
16. Гирнис А.В., Рябчиков И.Д., Богатиков О.А. (1987) Генезис коматиитов и коматиитовых базальтов. М.: Наука, 120 с.
17. Глубинное строение и геодинамика Южного Урала (проект Уралсейс). (2001) Тверь: ГЕРС, 286 с.
18. Говоров И.Н. (1983) Происхождение океанических базальтов по петрогеохимическим данным. Магматические и метаморфические породы дна океана и их генезис. М.: Наука, 24-38.
19. Даниленко С.А. (1991) О химизме надрудных базальтов Комсомольского месторождения. Микроэлементы в магматических, метаморфических и рудных формациях Урала. Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 116-121.
20. Динамика развития рудно-магматических систем зон спрединга. (2000) (В.Н. Шарапов, В.А. Акимцев, В.Н. Доровский, Ю.В. Перепечко, А.Н. Черепанов). Новосибирск: СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 414 с.
21. Дмитриев Л.В. (1973) Геохимия и петрология коренных пород срединных океанических хребтов. Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук М.: ГЕОХИ АН СССР.
22. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. (1994) Глубинная геодинамика. Новосибирск: СО РАН, 296 с.
23. Зайков В.В., Масленников В.В., Зайкова Е.В., Херрингтон Р. (2001) Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 315 с.
24. Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю., Артемьев Д.А. и др. (2009) Геология и колчеданное оруденение южного фланга Главного Уральского разлома. Миасс: ИМин УрО РАН, 376 с.
25. Знаменский С.Е. (1994) Позднеордовикско-раннесилу-рийский вулкано-интрузивный комплекс северной части Магнитогорского мегасинклинория и связанное с ним оруденение (Ю. Урал). Уфа: УНЦ РАН, 20 с.
26. Золотухин В.В., Виленский А.М., Дюжиков О.А. (1989) Базальты Сибирской платформы. Особенности геологии, состава и генезиса пермотриасовых эффузивов. Новосибирск: Наука, 245 с.
27. Иванов К.С. (1998) Основные черты геологической истории (1.6-0.2 млрд лет) и строение Урала: Дис. … д-ра геол.-мин. наук в форме науч. докл. Екатеринбург: ИГиГ УНЦ РАН, 252 с.
28. Иванов К.С., Пучков В.Н., Наседкина В.А., Пелевин И.А. (1989) Первые результаты ревизии стратиграфии поляковской свиты по конодонтам. Ежегодник-88. Свердловск: ИГиГ УрО РАН, 12-13.
29. Иванов К.С., Федорова Н.В., Чащухин И.С. (2001) Структурное положение ультрабазитовых масси-вов Крака на Южном Урале (Новые геолого-геофи-зические данные). Геотектоника. (4), 22-33.
30. История развития Уральского палеоокеана. (1984) (Отв. ред. Л.П. Зоненшайн, В.В. Матвеенков). М.: Ин-т океанологии АН СССР, 162 с.
31. Камалетдинов М.А. (1974) Покровные структуры Урала. М.: Наука, 229 с.
32. Камалетдинов М.А., Казанцева Т.Т. (1983) Аллохтонные офиолиты Урала. М.: Наука, 168 с.
33. Козлов В.И. (1982) Верхний рифей и венд Южного Урала. М.: Наука, 128 с.
34. Кориневский В.Г. (1988) Важнейший эпизод тектонической истории Южного Урала. Геотектоника. (2), 37-51.
35. Кориневский В.Г. (1989) Геологическая история палео-океанических бассейнов Южного Урала. Автореф. дис.. д-ра геол.-мин. наук. Миасс, ИМин УрО РАН, 47 с.
36. Кориневский В.Г. (2010) Ордовикские конодонты на Урале и проблема возраста губерлинской свиты. Отечественная геология. (4), 46-53.
37. Коротеев В.А., Семенов И.В. (2008) Влияние конвекционно-спрединговых и мантийно-плюмовых процессов на формирование химического состава базальтов и плутонических пород рифта Палеоуральского океана. Литосфера. (5), 54-83.
38. Косарев А.М. (1997) Субокеанические базальты на Южном Урале. Магматизм, метаморфизм и глубинное строение Урала: тез. докл. VI Уральского петрографич. совещ. Ч. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 29-30.
39. Косарев А.М. (2007) Умеренно-щелочной и щелочной вулканизм раннеэмсского времени на Южном Урале: геохимические особенности и геодинамические реконструкции. Литосфера. (6), 54-70.
40. Косарев А.М. (2011) Раннепалеозойские вулканические комплексы Южного Урала: петролого-геохимические особенности, геодинамические реконструкции. Вулканизм и геодинамика: мат-лы V Всерос. симпоз. по вулканологии и палеовулканологии. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 270-273.
41. Косарев А.М., Знаменский С.Е., Серавкин И.Б., Родичева З.И. (2003) Особенности химизма вулканитов Вознесенско-Присакмарской зоны. Геологический сборник. (3). Уфа: ИГ УНЦ РАН, 152-161.
42. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. (2005) Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте. Литосфера. (4), 22-42.
43. Косарев А.М., Серавкин И.Б. (1994) Колчеданоносные островные дуги Южного Урала и модель малоглубинных плюмов. Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит: тез. докл. I Всерос. металлогенического совещ. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 197-198.
44. Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2011) Геохимические особенности базальтов стадии континентального рифтогенеза Южного Урала. Геологический сборник. (9). Уфа: ИГ УНЦ РАН, 153-163.
45. Кропачев С.М., Бородаев Ю.С., Гончарова Т.Я. (1968) Блявинский рудный район. Палеозойский вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: МГУ, 97-150.
46. Курносов В.В. (1986) Гидротермальные изменения базальтов в Тихом океане и металлоносные отложения. М.: Наука, 252 с.
47. Кутолин В.А. (1972) Проблемы петрохимии и петрологии базальтов. Новосибирск: Наука, 208 с.
48. Ленных В.И. (1968) Региональный метаморфизм докембрийских толщ западного склона Южного Урала и хребта Урал-тау (путеводитель Уралтауской экскурсии). Свердловск, 68 с.
49. Ленных В.И. (1977) Эклогит-глаукофановый пояс Южного Урала. М.: Наука, 160 с.
50. Магматические горные породы. Т. 3: Основные породы. (1985) (Под ред. О.А. Богатикова). М.: Наука, 486 с.
51. Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2000) Стратиграфия палеозойских образований Учалинского района Башкирии. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 140 с.
52. Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010) Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.
53. Мелекесцева И.Ю. (2007) Гетерогенные кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах палеоостроводужных структур. (Отв. ред. В.В. Зайков). М.: Наука, 245 с.
54. Миронов Ю.В., Ельянова Е.А., Зорина Ю.Г. (1992) Значение и возможности петрохимических исследований для реконструкции обстановок колчеданообразования. Металлогения современных и древних океанов. М.: ЦНИГРИ, 130-137.
55. Нестеренко Г.В., Альмухамедов А.И. (1973) Геохимия дифференцированных траппов (Сибирская платформа). Наука, 298 с.
56. Огаринов И.С. (1973) Строение и районирование земной коры Южного Урала. М.: Наука, 86 с.
57. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. (2008). СПб.: ВСЕГЕИ, 200 с.
58. Пучков В.Н. (2000) Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 146 с.
59. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.
60. Рингвуд А.Е. (1981) Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 584 с.
61. Руженцев С.В. (1971) Геология южной части Сакмарской зоны Урала (Косистекский район). Проблемы теоретической и региональной тектоники. М.: Наука, 25-51.
62. Руженцев С.В. (1976) Краевые офиолитовые аллохтоны. М.: Наука, 170 с.
63. Рязанцев А.В. (2012) Ордовикские структурно-вещественные комплксы западной части Магнитогорской мегазоны и краевых аллохтонов Южного Урала: строение и обстановки формирования. Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: ГИН РАН, 29 с.
64. Рязанцев А.В., Борисенок Д.В., Дубинина С.В. и др. (2005) Общая структура Сакмарской зоны Южного Урала в районе Медногорских колчеданных месторождений. Очерки по региональной тектонике. Т. 1: Южный Урал. М.: Наука, 84-135.
65. Рязанцев А.В., Дубинина С.В., Кузнецов Н.Б. и др. (2007) Вулканогенный ордовик в комплексах конвергентной окраины палеозоид Южного Урала. Гео-динамика формирования подвижных поясов Земли: мат-лы Междунар науч. конф. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 266-270.
66. Рязанцев А.В., Дубинина С.В., Курковская Л.А. (1999) Ордовикский кремнисто-базальтовый комплекс Южного Урала и его связь с офиолитами. Общие и региональные вопросы геологии. (1). М.: ГЕОС, 5-23.
67. Савельева Г.Н. (1987) Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре. М.: Наука, 246 с.
68. Салихов Д.Н. (2004) Составы базальтов кембрия, ордовика и раннего силура на Южном Урале. Геологический сборник. (4). Уфа: ИГ УНЦ РАН, 106-121.
69. Салихов Д.Н., Бабуров А.В. (1999) Редкоземельные элементы в ордовикских эффузивах Учалинского сегмента Вознесенско-Присакмарской меланжевой зоны. Ежегодник-1997. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 211-214.
70. Самыгин С.Г., Милеев В.С., Голионко Б.Г. (2005) Зона Уралтау: геодинамическая природа и структурная эволюция. Очерки по региональной тектонике. Т. 1: Южный Урал. (Отв. ред. С.В. Руженцев, К.Е. Дегтярев). М.: Наука, 9-35.
71. Семенов И.В. (1990) Состав РЗЭ в палеоокеанических базальтах Урала и океанических толеитах как индикатор глубин парциального плавления в верхней мантии. Свердловск: УрО АН СССР, 66 с.
72. Семенов И.В. (2000) Палеоокеанический спрединговый вулканизм Урала и реконструкция параметров Уральского палеозойского океана. Екатеринбург: УрО РАН, 362 с.
73. Сенченко Г.С. (1976) Складчатые структуры Южного Урала. М.: Наука, 172 с.
74. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. (2001) Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 318 с.
75. Серавкин И.Б., Родичева З.И. (1990) Кракинско-Медногорский палеовулканический пояс. Уфа: ИГ БНЦ УрО АН СССР, 53 с.
76. Сначев, А.В. Пучков В.Н., Савельев Д. Е., Сначев В.И. Геология Арамильско-Сухтелинской зоны Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006, 176 с.
77. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойских вулканогенных комплексов основных медноколчеданных районов Южного Урала. (1993) (В.А. Маслов, В.А. Черкасов, В.Т. Тищенко и др.). Уфа: УНЦ РАН, 217 с.
78. Тектоника Урала. (1977) (А.В. Пейве, С.Н. Иванов, В.М. Нечеухин, А.С. Перфильев, В.Н. Пучков). М.: Наука, 120 с.
79. Тищенко В.Т. (1971) Щелочно-базальтоидная формация нижнего девона в южной части западного крыла Магнитогорского прогиба. I симпоз. по вулканизму Южного Урала: тез докл. Миасс: УНЦ РАН, 43-44.
80. Федоренко В.А. (1981) Петрохимическая серия эффузивных пород Норильского района. Геология и геофизика. (6), 71-88.
81. Формирование земной коры Урала. (1986) (С.Н. Иванов, В.Н. Пучков, К.С. Иванов и др.). М.: Наука, 248 с.
82. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1977) Геосинклинальный вулканизм (на примере восточного склона Южного Урала). М.: МГУ, 266 с.
83. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1997) Магматические формации современных геотектонических обстановок. М.: МГУ, 320 с.
84. Хьюджес Ч. (1998) Петрология изверженных пород. М., Недра, 320 с.
85. Чибрикова Е.В., Олли В.А. (1999) Экзотические блоки пород в разрезах палеозоя Южного Урала и Северного Кавказа. Ежегодник-1997. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 21-25.
86. Щека С.А., Куренцова Н.А. (1981) Магматические комплексы океанов. Сов. геология. (11), 67-76.
87. Якупов Р.Р., Мавринская Т.М., Абрамова А.Н. (2002) Палеонтологическое обоснование схемы стратиграфии палеозоя северной части Зилаирского мегасинклинория. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 160 с.
88. Bailey J.C., Frolova T.I., Burikova I.A. (1989) Mineralogy, geochemistry and petrogenesis of Kurile island-arc basalts Contrib. Mineral. Petrol. 102, 265-280.
89. Gaggero L., Spadea P., Cortesogno L. et al. (1997) Geohemical investigation of the igneous rocks from the Nurali ophiolite mйlange zone, Southern Urals. Tectonophy-sics. 276. 139-161.
90. Gass J.G. (1970) The evolution of volcanism in the junction area of the Red Sea, Gulf of Aden and Ethiopian rifts. Phil. Trans. Roy. Soc. London A. 267(1181), 369-381.
91. Jonas P. (2004) Tectonostratigraphy of oceanic crustal terrains hosting serpentinite - associated massive sulfide deposits in the Main Uralian Fault Zone (South Urals). Geowissenschaften. C 498. Freiberg, 123 p.
92. Mahoney J.J., Storey M., Duncan R.A. et al. (1993) Geochemistry and geochronology of Leg 130 basement lavas: nature and origin of the Ontong Java plateau. Proc. ODP. Sci. Rep. 130 (Ed. W.H. Berger et al.) College Station. TX (Ocean Drilling Program), 3-22.
93. Manson V. (1967) Chemistry of basaltic rocks major elements. Basalts. V. 1. (Ed. H.H. Hess). N.-Y.: Interscience Publishing, 220-250.
94. McDonald G.A., Katsura T. (1964) Chemical composition of Hawaiian lavas. J. Petrol. 5(1), 82-133.
95. Melson W.G. et al. (1976) Chemical diversity of abyssal volcanic glass erupted along Pacific, Atlantic and Indian ocean sea-floor spreding centres. The geophysics of the Pacific Ocean basin and margin. DC. Washington. Am. Geophys. Union, 35-367.
96. Moorbath S., Sigurdsson H., Goodwin R. (1968) K-Аr ages of the oldest exposed roc Iceland. Earth Planet. Sci. Lett. 4(3).
97. Nakamura N. (1974) Determination of REA, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta. 38(5), 757-775.
98. Pearce J.A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. Continental basalts and mantle xenolithes. (C.J. Hawkesworth, M.J. Norry, eds.). Shiva. Nantwich, 230-249.
99. Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Y., Brown D. (2002) Arc-continent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearc-arc Сomplex. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophysical Monograph. (132), 101-134.
100. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and systematic of oceanic basalts: implication for mantle compositions and processes. Magmatism in the ocean basins. (A.D. Sanders and M.J. Norry, eds.). Geol. Soc. London Spec. Publ. 42, 313-345.
101. Wedepohl K. (1981) Tholeitic basalts from spreading ocean ridges: the grouth of the oceanic crust. Naturwissenchaften. 68, 26-52.
102. Wood D.A. (1979) A variably veined suboceanic upper mantle-genetic significance for mid-oceanic ridge basalt from geochemical evidence. J. Geol. 7, 499-503.
Review
For citations:
Kosarev A.M. Geology and geochemical features of Early Paleozoic volcanites Sakmara and Voznesenka-Prisakmarian zones in Southern Urals. LITHOSPHERE (Russia). 2015;(2):40-64. (In Russ.)
Views:
482
Email this article 