Геодинамические и петролого-геохимические аспекты зональности Магнитогорской колчеданоносной мегазоны на Южном Урале
Аннотация
В работе с позиций тектоники плит рассмотрены петролого-геохимическая и металлогеническая зональность Магнитогорской островодужной мегазоны в средне- и верхнепалеозойское время. Проведено сравнение Магнитогорской мегазоны с другими надсубдукционными поясами островодужного и окраинно-континентального типов. Приводятся результаты петролого-геохимических исследований, палеовулканических и геодинамических реконструкций. В процессе палеогеодинамических реконструкций предпринята попытка воссоздания положения погружающегося края субдуцирующей плиты в период формирования карамалыташской свиты. На основании комплекса полученных данных сделан основной вывод о том, что масштабы и типы оруденения колчеданной формации на Южном Урале определяются геодинамической позицией металлогенических зон, рудных полей и отдельных месторождений. Установлены корреляционные зависимости между количеством рудного вещества колчеданных месторождений в рудных районах и геохимическими характеристиками базальтов, объемами и составом флюидов (Cl, F, S) кислых пород в рудоносных толщах. Эти сведения позволяют сделать вывод о том, что доминирующей причиной различий колчеданных месторождений, являются петрогенетические процессы, протекавшие в верхней мантии и нижней коре. Субдукционная зона имеет градиентный характер, что является основной причиной проявлений петролого-геохимической и металлогенической зональности в надсубдукционных поясах.
Ключевые слова
островные дуги,
геохимия,
субдукция,
металлогения,
колчеданные месторождения,
вулканические комплексы,
медь,
цинк,
Южный Урал
Об авторах
Александр Михайлович Косарев
Институт геологии Уфимского НЦ РАН
Россия
Россия
Игорь Борисович Серавкин
Институт геологии Уфимского НЦ РАН
Россия
Россия
Владимир Васильевич Холоднов
Институт геологии и геохимии УРО РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Авдейко Г.П., Палуева А.А., Хлебородова О.А. Геодинамические условия вулканизма и магмообразования Курило-Камчатской островодужной системы // Петрология. 2006. Т. 14, № 3. С. 248-265.
2. Антонов А.Ю. Вещественная зональность четвертичного вулканизма Курильской островной дуги и новые петрогенетические следствия // Литосфера. 2006. № 1. С. 22-44.
3. Артюшкова О.В., Маслов В.А. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УфНЦ РАН, 1998. 156 с.
4. Белова А.А., Рязанцев А.В., Разумовский А.А. и др. Раннедевонские надсубдукционные офиолиты в структуре Южного Урала // Геотектоника. 2010. № 4. С. 39-64.
5. Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. Магматизм, тектоника, геодинамика Земли: Связь во времени и в простанстве. М.: Наука, 2010. 606 с.
6. Богатиков О.А., Цветков А.А. Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука, 1988. 248 с.
7. Борисенок Д.В., Курковская Л.А., Рязанцев А.В. Ордовикские конодонты в кремнисто-базальтовом комплексе Южного Урала (результаты научно-исследовательских работ на Уральском учебном полигоне) // Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. 1998. № 3. С. 52-55.
8. Борисенок Д.В., Рязанцев А.В. Вулканогенные комплексы нижнего палеозоя в области сочленения Сакмарской и Присакмарско-Вознесенской зон Южного Урала // Очерки по региональной тектонике. Т. 1. Южный Урал. М.: Наука, 2005. С. 135-153.
9. Бородаевская М.Б., Кривцов А.И., Ширай Е.П. Основы структурно-формационного анализа колчеданоносных провинций. М.: Недра, 1977. 152 с.
10. Бочкарев В.С., Язева Р.Г. Субщелочной магматизм Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 256 с.
11. Викентьев И.В., Борисова А.Ю., Карпухина В.С. и др. Прямые данные о рудоносности кислых магм Узельгинского рудного поля (Южный Урал, Россия) // Докл. АН. 2012. Т. 443, № 3. С. 347-351.
12. Волынец О.Н., Антипин В.С., Перепелов А.Б. и др. Геохимия вулканических серий островодужной системы в приложении к геодинамике (Камчатка) // Геология и геофизика. 1990. № 5. С. 3-13.
13. Вулканизм Южного Урала / И.Б. Серавкин, А.М. Косарев, Д.Н. Салихов и др. М.: Наука, 1992. 197 с.
14. Глубинное строение и геодинамика Южного Урала (проект Уралсейс). Тверь: ГЕРС, 2001. 286 с.
15. Горячев Н.А., Волков А.В., Сидоров А.А. и др. Au-Ag-оруденение вулканогенных поясов Северо-Востока Азии // Литосфера. 2010. № 3. С. 36-50.
16. Грабежев А.И. Sr-Nd-C-O-H-S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урала: вероятные источники вещества // Литосфера. 2009. № 6. С. 66-89.
17. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Глубинная геодинамика. Новосибирск: СО РАН, 1994. 296 с.
18. Зайков В.В., Масленников В.В., Зайкова Е.В., Херрингтон Р. Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.
19. Иванов К.С. К геологии вулканогенных толщ западных Мугоджар: препринт. Свердловск, УНЦ РАН СССР. 1983. 71 с.
20. Иванов К.С., Пучков В.Н., Наседкина В.А., Пелевин И.А. Первые результаты ревизии стратиграфии поляковской свиты по конодонтам // Ежегодник-88. Свердловск: ИГиГ УрО РАН, 1989. С. 12-13.
21. История развития Уральского палеоокеана / Отв. ред. Л.П. Зоненшайн, В.В. Матвеенков. М.: Ин-т океанологии АН СССР, 1984. 162 с.
22. Ковалев С.Г., Салихов Д.Н. Полезные ископаемые Республики Башкортостан (хромитовые руды). Уфа: Экология, 2000. 207 с.
23. Коваленко В.И., Наумов В.Б., Ярмолюк В.В., Дорофеева В.А. Летучие компоненты (H2O, CO2, Cl, F, S) в магмах среднего и кислого состава различных геодинамических обстановок по данным изучения расплавных включений и закалочных стекол // Петрология. 2000. Т. 8, № 6. С. 586-619.
24. Колчеданные месторождения мира / М.Б. Бородаевская, Д.И. Горжевский, А.И. Кривцов и др. Под ред. акад. В.И. Смирнова. М.: Недра, 1979. 284 с.
25. Коротеев В.А., Язева Р.Г., Иванов К.С., Бочкарев В.В. Палеозоны субдукции в геологической истории Урала // Отечественная геология. 2001. № 6. С. 50-57.
26. Косарев А.М. Умереннощелочной и щелочной вулканизм раннеэмсского времени на Южном Урале: геохимические особенности и геодинамические реконструкции // Литосфера. 2007. № 6. С. 54-70.
27. Косарев А.М. Вулканизм позднеэмсского возраста Домбаровской зоны задугового спрединга: петролого-геохимические и геодинамические аспекты // Геологический сборник № 9. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2009. С. 112-119.
28. Косарев А.М. Геохимические особенности вулканогенных формаций Южного Урала и их продуктивность на колчеданное оруденение // Литосфера. 2010. № 3. С. 177-184.
29. Косарев А.М., Артюшкова О.В. Джусинский палеовулканический комплекс: стратиграфическое положение, геохимические особенности, геодинамические реконструкции // Геологический сборник № 6. ИГ УНЦ РАН. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2007. С. 174-180.
30. Косарев А.М., Голованова И.В., Шафигуллина Г.Т. Особенности распределения оксида калия, урана и тория в вулканитах Южного Урала в связи с проблемой генезиса минимума теплового потока // Литосфера. 2009. № 6. С. 17-32.
31. Косарев А.М., Знаменский С.Е., Серавкин И.Б. и др. Особенности химизма вулканитов Вознесенско-Присакмарской зоны // Геологический сборник № 3. Уфа: ИГ УНЦ РАН. 2003. С. 152-161.
32. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте // Литосфера. 2005. № 4. С. 22-42.
33. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. Петролого-геохимические особенности среднедевонско-раннекаменноугольных островодужных и коллизионных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте // Литосфера. 2006. № 1. С. 3-21.
34. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин А.М. Колчеданоносность Южного Урала: корреляция запасов Cu и Zn с геохимическими характеристиками базальтов рудных районов // Докл. АН. 2010. Т. 434, № 6. С. 658-662.
35. Косарев А.М., Серавкин И.Б. Петролого-геохимические модели рудно-магматических систем баймак-бурибаевской свиты // Геология. Изв. Отделения наук о Земле и природных ресурсах АН РБ. 2008. № 12. С. 54-62.
36. Кривцов А.И., Серавкин И.Б., Бородаевская М.Б. и др. Тубинско-Гайская структурно-формационная зона // Типы рудных районов колчеданноносных провинций Южного Урала и Западного Казахстана. Тр. ЦНИГРИ. 1973. Вып. 105. С. 55-68.
37. Лутц Б.Г. Геохимия океанического и континентального магматизма. М.: Недра, 1980. 247 с.
38. Магматические горные породы. Ультраосновные породы / Главный ред. О.А. Богатиков. М.: Наука. 1988. 508 с.
39. Маракушев А.А. Периодическая система экстремальных состояний химических элементов. М.: Наука, 1987. 207 с.
40. Масленников В.В. Морфогенетические типы колчеданных залежей как отражение режимов вулканизма // Литосфера. 2012. № 5. С. 96-113.
41. Масленников В.В., Леин А.Ю., Масленникова С.П., Богданов Ю.А. Фанерозойские “черные курильщики” как индикаторы состава рудовмещающих комплексов // Литосфера. 2010. № 3. С. 153-162.
42. Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия палеозойских образований Учалинского района Башкирии. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2000. 140 с.
43. Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 288 с.
44. Меньшиков Ю.П., Никишева Г.Н., Шебухова С.В. Сейсмические исследования в рудных районах Оренбуржья // Физические поля на медноколчеданных и железорудных месторождениях Урала. Свердловск: УНЦ РАН СССР, 1978. С. 20-24.
45. Митчел А., Гарсон М. Глобальная тектоническая позиция минеральных месторождений. М.: Мир, 1984. 496 с.
46. Миясиро А., Аки К., Шенгер А.Дж. Орогенез. М.: Мир, 1985. 228 с.
47. Петрология и геохимия островных дуг и окраинных морей / Под ред. О.А. Богатикова и др. М.: Наука, 1987. 335 с.
48. Попов В.С., Богатов В.И., Журавлев Д.З. Источники гранитных магм и формирование земной коры Среднего и Южного Урала: Sm-Nd и Rb-Sr-изотопные данные // Петрология. 2002. Т. 10, № 4. С. 389-410.
49. Прокин В.А., Серавкин И.Б., Виноградов А.М. Геологические условия размещения и перспективы выявления крупных медноколчеданных месторождений на Урале // Литосфера. 2012. № 6. С. 128-133.
50. Пушкарев Е.В. Петрология Уктусского дунит-клинопироксенит-габбрового массива (Средний Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 296 с.
51. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981. 584 с.
52. Рихтер Я.А. Палеозойский вулканизм и геодинамика Южного Урала. Саратов: Сарат. ун-т, 2008. 128 с.
53. Рябчиков И.Д. Содержание цинка в хлоридных растворах, равновесных с минералами гранитоидов в условиях повышенных температур и давлений // Докл. АН СССР. 1970. Т. 194, № 6. С. 1418-1420.
54. 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.
55. Салихов Д.Н., Алексеев А.А. Эклогиты в метаморфических комплексах Южного Урала: сравнительный геолого-петрологический и петрохимический анализ // Геологический сборник № 8. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. С. 94-107.
56. Серавкин И.Б. Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Наука, 1986. 268 с. Серавкин И.Б. Палеовулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала // Литосфера. 2002. № 1. С. 37-60.
57. Серавкин И.Б. Металлогения Южного Урала и Центрального Казахстана. Уфа: АН РБ, Гилем, 2010. 284 с.
58. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 2001. 318 с.
59. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. Главный Уральский разлом на Южном Урале: структура и основные этапы формирования // Геотектоника. 2003. № 3. С. 42-64.
60. Серавкин И.Б., Косарев А.М. Модели колчеданоносной рудно-магматической системы и колчеданного месторождения уральского типа // Смирновский сборник-2001 (научно-литературный альманах). Фонд академика В.И. Смирнова. М., 2001. С. 118-151.
61. Серавкин И.Б., Косарев А.М. Тектоно-магматическая и металлогеническая зональность палеовулканических поясов Южного Урала // Геология. Изв. Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ. 2007. № 11. С. 43-50.
62. Серавкин И.Б., Цветкова А.А. Типы колчеданоносных районов Магнитогорского мегасинклинория в связи с его глубинным строением // Глубинные условия эндогенного рудообразования / Отв ред. акад. В.И. Смирнов. М.: Наука, 1986. С. 157-172.
63. Силлитое Р. Связь металлогенических провинций запада Американских континентов с поддвиганием (субдукцией) океанической литосферы // Новая глобальная тектоника. М.: Мир, 1974. С. 330-334.
64. Симонов В.А., Зайков В.В., Бушман Б. и др. Условия формирования базальтоидов Ишкининского колчеданного месторождения (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2000: Открытие, оценка, освоение месторождений. Миасс: ИМин УрО РАН, 2000. С. 174-181.
65. Смирнов В.И. Зоны Беньофа и магматическое рудообразование // Геология рудных месторождений. 1974. № 1. С. 3-17.
66. Сначев В.И., Савельев Д.Е., Рыкус М.В. Петрогеохимические особенности пород и руд габбро-гипербазитовых массивов Крака / ИГ УНЦ РАН. Уфа, 2001. 212 с.
67. Сначев А.В., Сначев В.И., Рыкус М.В., Савельев Д.Е., Бажин Е.А., Адрисламов Ф.Р. Геология, петрогеохимия и рудоносность углеродистых отложений Южного Урала. Уфа: ДизайнПресс, 2012. 208 с.
68. Сопко П.Ф., Бобохов А.С., Серавкин И.Б. и др. Структурный и магматический контроль колчеданного оруденения Башкирии. М.: Наука, 1975. 226 с.
69. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойских вулканогенных комплексов основных медноколчеданных районов Южного Урала / В.А. Маслов, В.А. Черкасов, В.Т. Тищенко и др. Уфа: УНЦ РАН, 1993. 217 с.
70. Сурин Т.Н. Петрология и геохимия вулканитов раннеживетской базальт-риолитовой колчеданоносной формации. Уфа: УНЦ РАН, 1993. 44 с.
71. Тацуми Т., Секине Й., Канехира К. Вулканогенные рудные месторождения и металлогения Японии // Вулканизм и рудообразование. М.: Мир, 1973. С. 16-52.
72. Твалчрелидзе Г.А. О двух типах колчеданных месторождений и провинций // Закономерности распределения полезных ископаемых. Т. XII. М.: Наука, 1978. С. 124-129.
73. Федотов С.А. Геофизические данные о глубинной магматической деятельности под Камчаткой и оценка сил, вызывающих подъем магм к вулканам // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1976. № 4. С. 5-16.
74. 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.
75. Ферштатер Г.Б., Краснобаев А.А., Беа Ф. и др. Этапы палеозойского интрузивного магматизма Уральского орогена и их геодинамическая интерпретация // Геодинамика, магматизм, метаморфизм и рудообразование. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2007. С. 89-120.
76. Формирование земной коры Урала / С.Н. Иванов, В.Н. Пучков, К.С. Иванов и др. М., 1986. 248 с.
77. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок. М.: МГУ, 1997. 320 с.
78. Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин А.В. и др. Происхождение вулканических серий островных дуг. М.: Недра, 1985. 275 с.
79. Холоднов В.В., Бочарникова Т.Д., Шагалов Е.С., Коновалова Е.В. Элементы-минерализаторы (галогены и сера) в гранитоидном магматизме и рудогенезе, их эволюция на этапах смены геодинамических режимов: Магнитогорская мегазона в позднем девоне и карбоне // Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы: мат-лы Всероссийск. научн. конф. с междунар. участием XV Чтения А.Н. Заварицкого. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2012. С. 269-272.
80. Холоднов В.В., Бушляков И.Н. Галогены в эндогенном рудообразовании. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 394 с.
81. Холоднов В.В., Шагалов Е.С. Изотопно-геохимическая (Sm-Nd, Rb-Sr) и металлогеническая эволюция Уральской складчатой системы // Изотопные системы и время геологических процессов: мат-лы IV Российск. конф. по изотопной геохронологии. Т. II. СПб.: ИП Каталкина, 2009. С. 235-238.
82. Холоднов В.В., Шагалов Е.С. Минералогические и геохимические критерии рудоносности гранитоидов Уральского эпиокеанического орогена // Гранитоиды: условия формирования и рудоносность: мат-лы научн. конф. Киев: ИГМР НАН Украины, 2013. С. 139-141.
83. Язева Р.Г., Бочкарев В.В. Геология и геодинамика Южного Урала (опыт геодинамического картирования). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1998. 203 с.
84. Bailey J.C., Frolova T.I., Burikova I.A. Mineralogy, geochemistry and petrogenesis of Kurile island-arc basalts // Contrib. Mineral. Petrol. 1989. V. 102. P. 265-280.
85. Hattori H., Guillot S. Volcanic fronts form as a consequence of serpentinite dehydration in the forearc mantle wedge // Geol. Soc. Am. 2003. V. 31, № 6. Р. 525-528.
86. Jonas P. Tectonostratigraphy of oceanic crustal terrains hosting serpentinite-associated massive sulfide deposits in the Main Uralian Fault Zone (South Urals) // Geowissenschaften. Freiberg, 2004. C. 498. 123 p.
87. Kuno H. Lateral variation of basaltic magma type across continental margins and island arcs // Bull. Volcanol. 1966. V. 29. Р. 195-222.
88. Leech M.L., Ernst W.G. Graphite pseudomorphes after diamond? A carbon isotope and spectroscopic study of graphite cuboids from the Maksyutov Complex, south Ural Mountains, Russia // Geochim. Cosmochim. Acta. 1988. V. 12. P. 2143-2154.
89. Mottl M.J., Holland H.D. Chemical exchange during hydrothermal alteration of basalt by seawater: I. Experimental results for major and minor components of seawater // Geochim. Cosmochim. Acta. 1978. V. 42. P. 1103-1115.
90. Scarrow J.W., Savelieva G.N., Glodny J. et al. The Mindyak Paleozoic Lherzolite ophiolite, Southernal Urals: Geochemistry and geochronology // Ophioliti. 1999. V. 24. Р. 241-248.
91. Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Y., Brown D. 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. 2002. № 132. P. 101-134.
Рецензия
Для цитирования:
Косарев А.М., Серавкин И.Б., Холоднов В.В. Геодинамические и петролого-геохимические аспекты зональности Магнитогорской колчеданоносной мегазоны на Южном Урале. Литосфера. 2014;(2):3-25.
Просмотров: 262
Послать статью по эл. почте 