Эволюция вулканизма и геодинамические обстановки в Сакмарской зоне Южного Урала в раннем палеозое

Объектом исследования является северная часть Сакмарской зоны Южного Урала, представленная Кракинско-Медногорским палеовулканическим поясом, включающим Медногорский рудный район и Блявинско-Комсомольское рудное поле. Цель работы – палеогеодинамические реконструкции тектономагматических процессов, имеющих место здесь в кембрийско-раннедевонское (Є–D1e1) время. Для этого проведен комплексный анализ геологических, петрогеохимических, структурно-тектонических и палеовулканологических авторских и литературных материалов с использованием известных и новых петрогеохимических диаграмм. В результате в Сакмарской зоне выделены следующие этапы тектономагматического развития: 1) кембрий–ранний ордовик, континентальный рифтогенез; 2) ранний–средний ордовик, океанический спрединг; 3) ранний силур, субокеанический рифтогенез, начало заложения зоны субдукции с внедрением серпентинитовых протрузий, образованием эдафогенных брекчий, развитием кремнистых пород; 4 – поздний силур – ранний девон, островодужный, с базальт-риолитовым вулканизмом и колчеданообразованием, проявлением шошонитовой и щелочной серий в тылу островной дуги. Отмечено, что в Сакмарской зоне нет аналогов бонинитового вулканизма (D1e2), характерных для Западно-Магнитогорской зоны, что свидетельствует об отсутствии признаков шарьирования вулканогенных толщ Вознесенско-Присакмарской зоны в Сакмарскую структурную зону. Выводы: 1) вулканогенные и вулканогенно-осадочные свиты и толщи Сакмарской зоны в кембрийско-раннедевонское время образуют мегацикл, начинающийся с процессов континентального и океанического рифтогенеза, приведших к заложению зоны субдукции, формированию фронтальной и тыловой островных дуг; 2) вулканизм Сакмарской и Вознесенско-Присакмарской зон развивался автономно, без тектонических перемещений с востока на запад; 3) близость датировок чанчарского (D1lh–e1) комплекса Сакмарской зоны и туринского комплекса (S2p–D1lh) Тагильской зоны позволяет предполагать, что в Сакмарской зоне имеет место редуцированное продолжение западного крыла Тагильской зоны. 

1. Абдулин А.А., Авдеев А.З., Сеитов Н.С. (1977) Тектоника Сакмарской и Орь-Илекской зон Мугоджар. Алма-Ата: Наука, 238 с.

2. Авдейко Г.П., Палуева А.А., Хлебородова О.А. (2006) Геодинамические условия вулканизма и магмообразования Курило-Камчатской островодужной системы. Петрология, 14(3), 248-265.

3. Аржавитина М.Ю. (1976) Расчленение зилаирской свиты Магнитогорского мегасинкли–нория по минеральным компонентам. Докл. АН СССР, 229(3), 679-682.

4. Аристов В.А., Борисенок Д.В., Руженцев С.В. (2005) Конодонтовая стратиграфия девонских отложений западного склона Южного Урала. Очерки по региональной тектонике. Т. 1. Южный Урал. М.: Наука, 36-55.

5. Артюшкова О.В. (2014) Девонские конодонты из вулканогенно-кремнистых отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПресс, 152 с.

6. Бельков Ю.П. (1978) Палеовулканизм рудного поля Комсомольского месторождения и колчеданное рудообразование. Вулканические образования Урала. Свердловск: УНЦ РАН, 122-127.

7. Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. (2010) Магматизм, тектоника, геодинамика Земли. Связь во времени и в пространстве. М.: Наука, 606 с.

8. 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. Т. 1. Южный Урал. М.: Наука, 135-153.

9. Бородаев Ю.С., Корень Т.Н., Петровский А.Д. (1963) О находке граптолитов в карьере Блявинского медноколчеданного месторождения на Южном Урале. Докл. АН СССР, 150(5), 1107-1108.

10. Бочкарев В.С., Язева Р.Г. (2000) Субщелочной магматизм Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 256 с.

11. Волынец О.Н., Антипин В.С., Перепелов А.Б., Аношин Г.Н. (1990) Геохимия вулканических серий островодужной системы в приложении к геодинамике (Камчатка). Геология и геофизика, 5, 3-13.

12. Вулканизм Южного Урала. (1992) (И.Б. Серавкин, А.М. Косарев, Д.Н. Салихов, С.Е. Знаменский, З.И. Родичева, М.В. Рыкус, В.И. Сначев). М.: Наука, 197 с.

13. 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.

14. Заварицкий В.А. (1946) Спилито-кератофировая формация окрестностей месторождения Блява на Урале. Тр. ГИН АН СССР, 71(24), 83.

15. Золотарев Б.П., Ильинская М.Н., Кориневский В.Г. (1975) Состав и геохимические особенности калиевой щелочной разновидности трахиандезито-базальтов. Изв. АН СССР. Сер. геол., 1, 136-149.

16. Иванов К.С. (1998) Основные черты геологической истории (1.6–0.2 млрд лет) и строения Урала. Екатеринбург, 252 с.

17. История развития Уральского палеоокеана. (1984) М.: Ин-т океанологии АН СССР, 162 с.

18. Косарев А.М., Серавкин И.Б., Холоднов В.В. (2014) Геодинамические и петролого-геохимические аспекты зональности Магнитогорской колчеданоносной мегазоны на Южном Урале. Литосфера, (2), 3-25.

19. Кориневский В.Г. (1971) Калиевые щелочные базальтоиды эйфеля Сакмарской зоны Мугоджар. Ежегодник-70. Свердловск: ИГиГ УНЦ АН СССР, 16-19.

20. Кориневский В.Г. (1989) Палеозойские офиолиты Урала. Геотектоника, (2), 34-44.

21. Кориневский В.Г. (1976) Раннегеосинклинальный дайковый комплекс Мугоджар. Щелочные, основные и ультраосновные комплексы Урала. Свердловск, 34-40.

22. Косарев А.М. (2015) Геология и геохимические особенности раннепалеозойских вулканитов Сакмарской и Вознесенско–Присакмарской зон на Южном Урале. Литосфера, (2), 40-64.

23. Косарев А.М. (2007) Умереннощелочной и щелочной вулканизм раннеэмсского времени на Южном Урале: геохимические особенности и геодинамические реконструкции. Литосфера, (6), 54-70.

24. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б., Шафигуллина Г.Т. (2022) Колчеданоносные вулканические комплексы Магнитогорской палеоостроводужной мегазоны на Южном Урале: модели рудно-магматических систем, геодинамические реконструкции. Петрология, 30(1), 91-118. https://doi.org/10.31857/S0869590322010058

25. Косарев А.М., Светов С.А., Чаженгина С.Ю., Шафигуллина Г.Т. (2018) Бонинитовые вариолиты Бурибайского вулканического комплекса Южного Урала: минералогия, геохимия и условия образования. Литосфера, 18(2), 246-279. DOI: https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-2-246-279

26. Косарев А.М., Серавкин И.Б., Холоднов В.В. (2014) Геодинамические и петролого-геохимические аспекты зональности Магнитогорской колчеданоносной мегазоны на Южном Урале. Литосфера, (2), 3–25.

27. Краснобаев А.А., Давыдов В.А., Ленных В.И. и др. (1996) Возраст цирконов и рутилов максютовского комплекса (предварительные данные). Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 143, 13-16.

28. Кропачев С.М., Бородаев Ю.С., Гончарова Т.Я. (1968) Блявинский рудный район. Палеозойский вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Изд-во МГУ, 97-150.

29. Ленных В.И. (1984) Доуралиды зоны сочленения Восточно-Европейской платформы и Урала. Метаморфизм и тектоника западных зон Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 21-42.

30. Масленников В.В. (1999) Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс: ИМин УрО РАН, 347 с.

31. Медноколчеданные месторождения Урала: Геологические условия размещения. (1985) (В.А. Прокин, В.М. Нечеухин, П.Ф. Сопко и др.). Свердловск: УНЦ АН СССР, 288 с.

32. Мурдмаа И.О. (1987) Фации океанов. М.: Наука, 303 с. Наркисова В.А. (2005) Петрохимия позднеордовикских – раннедевонских базальтоидов южной части Тагильской зоны Среднего Урала. Автореф канд. геол.-мин. наук. М., 24 с.

33. Петров Г.А. (2022) Геохимические особенности вулканитов северной части Тагильской структуры как отражение эволюции палеозоны субдукции. Литосфера, 22(6), 709-740. https://doi.org/10.24930/1681–9004–2022–22–6–709–740

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

35. Пучков В.Н. (2000) Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 146 с.

36. Пучков В.Н. (2018) Плюмы – новое слово в геологии Урала. Литосфера, 18(4), 483-499. https://doi.org/10.24930/1681–9004–2018–18–4–483–499

37. Пучков В.Н., Иванов К.С. (1983) К стратиграфии раннесреднедевонских отложений Сакмарской зоны. Ежегодник-1982 ИГиГ УНЦ АН СССР. Свердловск, 6-8.

38. Рязанцев А.В., Борисенок Д.В., Дубинина С.В., Калинина Е.А., Кузнецов Н.Б., Матвеева Е.А., Аристов В.А. (2005) Общая структура Сакмарской зоны Южного Урала в районе медногорских колчеданных месторождений. Очерки по региональной тектонике. Т. 1: Южный Урал. М.: Наука, 84-134.

39. 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. М.: Наука, 9-35.

40. Самыгин С.Г., Федорова А.А., Бибикова Е.В., Карякин Ю.В. (2007) Вендский надсубдукционный вулканизм в Уралтауской зоне (Южный Урал). ДАН, 416(1), 81-85.

41. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. (2003) Главный Уральский разлом на Южном Урале: структура и основные этапы формирования. Геотектоника, (3), 42-64.

42. Серавкин И.Б., Родичева З.И. (1990) Кракинско-Медногорский палеовулканический пояс. Уфа: ИГ БНЦ УрО АН СССР, 53 с.

43. Смирнова И.А., Черкасов В.Л., Тищенко В.Т. (1986) Еще раз о геологическом строении и возрасте вулканогенных пород и колчеданного оруденения Медногорского рудного района. Вулканизм и металлогения геосинклиналей. Уфа: БФАН СССР, 82-92.

44. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойских вулканогенных комплексов основных медноколчеданных районов Южного Урала. (1993) Уфа: УНЦ РАН, 217 с.

45. Тектоника Урала: Объяснительная записка к тектонической карте масштаба 1:1 000 000. (1977) М.: Наука, 120 с.

46. Тищенко В.Т. (1971) Щелочно-базальтоидная формация нижнего девона в южной части западного крыла Магнитогорского прогиба. Тезисы докл. к I симпозиуму по вулканизму Южного Урала. Миасс: УНЦ РАН, 43-44.

47. Федоров П.И., Кориневский В.Г., Золотарев Б.П. (2017) Геохимия раннедевонских калиевых пород Сакмарской зоны Южного Урала. Геохимия, (4), 314-328. https://doi.org/10.7868/S0016752517020029

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

49. Формирование земной коры Урала. (1986) М.: Наука, 248 с.

50. Хворова И.В. Кремниевые брекчии в палеозое Южного Урала. (1974) Изв. АН СССР. Сер. геол., (8), 68-74.

51. Холоднов В.В., Шардакова Г.Ю., Пучков В.Н., Петров Г.А., Шагалов Е.С., Салихов Д.Н., Коровко А.В., Прибавкин С.В., Рахимов И.Р., Бородина Н.С. (2021) Палеозойский гранитоидный магматизм Урала как отражение этапов геодинамической и геохимической эволюции коллизионного орогена. Геодинамика и тектонофизика, 12(2), 225-245. doi:10.5800/GT–2021–12–2–0522

52. Холоднов В.В., Шардакова Г.Ю., Косарев А.М., Шагалов Е.С., Бочарникова Т.Д. (2023) Постаккреционный магматизм (D3-C1) Магнитогорской мегазоны (Южный Урал): роль источников в процессах плюмлитосферного взаимодействия. Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. Мат-лы VI Всеросс. науч. конф. с междунар. участием. Владивосток: Издво ДВФУ, 335-339.

53. Шардакова Г.Ю. (2022) Новые данные по геохимии и изотопии цирконов из раннекембрийских гранитов Уфалейского блока (Средний Урал): шаг к корректировке геодинамических представлений. Литосфера, 22(1), 55-74. DOI: 10.24930/1681-9004-2022-22-1-55-74

54. Fitton J.G., Saunders A.D., Norry M.J., Hardarson B.S., and Taylor R.N. (1997) Thermal and chemical structure of the Iceland plume. Earth Planet. Sci. Lett., (153), 197208. https://doi.org/10.1016/S0012–821X(97)00170–2

55. Lennykh V.I., Valiser P.M. (1999) High-pressure metamorphic rocks of the Maksyutov complex Southern Urals. 4-th International eclogite field symposium. Novosibirsk, 64 p.

56. Pearce J.A. (2008) Geohemical fingerprinting of oceanic basalts applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos., (100), 14-48. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016

57. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Magmatism in the Oceanic Basins. (Geol. Soc. Spec. Publ., 42, 313-345). DOI: 10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19

58. Thirlwall M.F., Upton B.G.J., Jenkins C. (1994) Interaction between continental lithosphere and the Iceland plume – Sr – Nd – Pb isotope chemistry of Tertiary basalts, NE Greenland. Petrol., (35), 839-879.

59. Volkova N.I., Frenkel A.E., Budanov V.I., Lepezin G.G. (2004) Geochemikal signatures for eclogite protolith from the Maksyutov Complex, South Urals. J. Asian Earth Sci., (23), 745-759.