В статье кратко обобщаются современные представления о геологии, истории развития и минерагении Уральской складчатой системы. Характеризуются основные этапы и главные достижения в изучении региона с указанием имен исследователей, чьи работы легли в основу наших знаний об этой, одной из богатейших и интереснейших геологических провинций мира.

Рассмотрены геохимические особенности циркона и установлена его специфика в разных по составу и генезису магматических и метаморфических породах Урала. Все изученные породы характеризуются наличием нескольких полигенных и полихронных групп циркона. Циркон устойчив по сравнению с большинством породообразующих и акцессорных минералов и поэтому сохраняет память о предыдущих событиях. В результате возникают большие вариации в составе разных генетических популяций, достигающие в области легких лантаноидов, U и Th нескольких порядков. Детальные исследования позволяют использовать геохимическую специфику и возраст циркона для определения его генетической принадлежности и, тем самым, получить дополнительную информацию о природе и условиях формирования включающих его пород. В частности, постмагматическая стадия в формировании пород характеризуется цирконом, который имеет наиболее высокие концентрации легких лантаноидов и лишен положительной Се аномалии. Изученные магматические породы содержат циркон, обладающий геохимическими особенностями, свойственными минералам из континентальных обстановок.

Выполнена корреляция уральских разрезов гжельских и нижнепермских отложений с одновозрастными образованиями США, Канады, Боливии, Китая, Кореи, Ирана.

Анализ имеющихся на сегодня данных об U-Pb-изотопном возрасте обломочных цирконов из терригенных пород верхнего докембрия Южного и Среднего Урала и Южного Тимана показывает, что в их формировании существенная доля принадлежала продуктам размыва средне- и позднепалеопротерозойских комплексов кристаллического цоколя Восточно-Европейской платформы. В то же время, накопление отложений серебрянской серии происходило и при заметной роли на палеоводосборах более древних - раннепалеопротерозойских, нео- и мезоархейских породных ассоциаций. Конец серебрянского времени (керносский век) отличался от его начала (танинский век) присутствием в областях сноса также мезопротерозойских комплексов, роль которых в формировании рифейско-вендских отложений Южного Урала, по имеющимся данным, относительно невелика. Источники сноса для песчаников джежимской свиты были в определенной мере сходны с источниками для песчаниковых толщ рифея и венда Южного Урала. Однако, так же, как и для пород серебрянской серии, для них характерно присутствие и заметно более древних, неоархейских, цирконов. Все это может указывать на существенные различия в пространственно-временном распределении источников кластического материала для верхнедокембрийских отложений западной мегазоны Урала и Южного Тимана.

В статье приведены результаты U-Pb датирования детритных цирконов из песчаников басинской и куккараукской свит поздневендско-среднекембрийской ашинской серии Южного Урала. В песчаниках из куккараукской свиты выявлены позднедокембрийские цирконы, возраст которых попадает в интервал, характерный для кристаллических комплексов, участвующих в строении реликтов орогена Протоуралид-Тиманид. Опираясь на полученные оценки возрастов наиболее молодых цирконов из ашинской серии и некоторые другие данные, изложенные в статье, верхний возрастной предел ашинской серии можно ограничить средним кембрием. Резкое доминирование в ашинских песчаниках ранне- и среднерифейских и ранне-палеопротерозойских цирконов (с возрастом от ~900 до 1750 млн. лет), источники которых на Восточно-Европейской платформе (ВЕП) известны только в ее западной и северо-западной частях (Свеко-Фенская и Свеко-Норвежская области), при весьма незначительной доле в изученных цирконах зерен с позднепалеопротерозойскими и архейскими возрастами, соответствующими по возрасту кристаллическим комплексам, доминирующим в строении фундамента ВЕП (в особенности в ее части, прилегающей к Южному Уралу), дает основание предполагать, что ашинская свита формировалась из кластики, поступавшей преимущественно не из фундамента ВЕП. Известны палеотектонические реконструкции, в соответствие с которыми в позднем рифее, когда Балтика (позднедокембрийский остов ВЕП) была частью Родинии, рядом с Южно-Уральской частью Балтики размещался Квинслендский край Австралии. Проведенное с помощью теста Колмогорова-Смирнова сопоставление наборов возрастов цирконов из одновозрастных ашинской серии кварцито-песчаников Кап Ривер (Квинсленд, Австралия) показало их высокую степень сходства (высокие значения величины "p") с наборами возрастов цирконов из басинской (p = 0.655) и куккараукской (p = 0.493) свит, а также для их суммарного набора (p = 0.585). Это означает, что Южно-Уральский край Балтики и Квинслендский край Австралии могли располагаться в непосредственной близости в структуре Родинии до времени накопления ашинской серии, включительно, то есть, не только в течение позднего рифея, но также и в течение всего венда, и даже в начале кембрия.

Приводится типизация процессов аккреции и коллизии, проявленных в геодинамике формирования орогенных систем Урало-Тиманско-Палеоазиатского сегмента Евразии. Дается краткая характеристика синколлизионных ассоциаций. Высказывается мнение о проявлении процессов коллизии на значительном интервале формирования орогенов, а не только на их заключительных орогенных этапах.

Описано и уточнено районирование фундамента Западно-Сибирского мегабассейна. В результате картирования и детального геолого-геофизического изучения крупных сегментов доюрского основания Западно-Сибирской плиты получены следующие основные результаты. В западной половине региона впервые для метаморфических пород из фундамента Западно-Сибирской плиты получены данные U-Pb датирования (SHRIMP II по циркону). Установлено, что большая часть протолита метаморфических толщ Шаимско-Кузнецовского мегантиклинория была сложена осадочными поздне- и среднедевонскими породами (395-358 млн. лет). Вероятно, субстратом метаморфических пород служили граувакки, толщи которых формировались в значительной мере при размыве пород офиолитовой ассоциации. Метаморфические преобразования пород происходили в условиях зеленосланцевой (местами низов амфиболитовой) фации метаморфизма в позднекаменноугольно-раннепермское время. U-Pb методом уточнен как позднекарбоновый возраст гранитных плутонов, слагающих Шаимско-Кузнецовский мегантиклинорий. Получается, что ядра антиклинориев являются не блоками докембрия, а палеозойскими глубинными магматическими и метаморфическими комплексами, т.е. образованиями нижней и средней части земной коры. В восточной половине Западной Сибири проведено тектоническое районирование фундамента востока ХМАО и выделено 8 субмеридиональных структурно-формационных зон, различающихся набором и структурой слагающих их формаций, историей геологического развития и физическими полями. Проведено комплексное изучение петрографии, петро- и геохимии, биостратиграфии, а также геохронологии и изотопии доюрских образований восточной части ХМАО. На основании обобщения и анализа всех геолого-геофизических данных нами составлена новая геологическая карта доюрского основания восточной части ХМАО, существенно уточняющая карты предшественников. Показано, что весьма вероятно наличие древнего (около 2 млрд. лет - U-Pb данные) сиалического фундамента под Тыньярской площадью. Новые результаты позволяют существенно уточнить историю формирования фундамента Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна.

На основе детальных стратиграфических и литологических исследований рассмотрены особенности палеогеографии и палеотектоники восточных зон Среднего Урала в карбоне. Описаны основные седиментационные бассейны, их происхождение и эволюция, области сноса обломочного материала, охарактеризованы условия осадконакопления. Показано, что в течение всего раннего и среднего карбона (за исключением позднего визе и серпуховского века) на рассматриваемой территории формировались грабены и глубоководные сдвиговые бассейны. Доминировал снос обломочного материала с востока.

В районе Тирлянской мульды Южного Урала, непосредственно под отложениями палеозоя, находится мощная (до 1.5 км) терригенная толща, включающая тиллитовидные конгломераты и содержащая в своей средней части значительное количество вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород. Рассматриваемая толща, с размывом залегающая на укской свите верхнего рифея, до недавнего времени описывалась как аршинская свита и относилась к нижнему венду. Нами эта свита переведена в ранг серии, в составе четырех свит - байнасской, махмутовской, игонинской и шумской. Изучение цирконов, выделенных из вулканогенных пород игонинской свиты, позволило придти к выводу о полихронности аршинского вулканизма - о проявлении двух основных этапов в его эволюции с рубежами 707.0 ± 2.3 млн. лет и 732.1 ± 1.7 млн. лет. Учитывая принятый в настоящее время возраст основания венда (600 ± 10 млн. лет), эти данные противоречат отнесению аршинской серии к нижневендскому возрасту. С учетом геологических, аналитических и геохронологических данных мы сочли возможным выделить стратон аршиний (завершающий рифей, RF₄) в границах, приблизительно отвечающих интервалу 600-760 млн. лет.

Изучен вещественный состав ультрамафитов Алапаевского массива на восточном склоне Среднего Урала. Прогрессивный метаморфизм и перекристаллизация ультрамафитов нарушили первичные соотношения главных и редких элементов. Поэтому единственным индикатором первичного состава пород служит химический состав акцессорной хромшпинели. На его основе сделан вывод о том, что первичные ультрамафиты представлены двумя типами продуктов частичного плавления вещества верхней мантии: а) дифференцированной хромитит-дунит-гарцбургитовой серией и б) недифференцированными гарцбургитами. В первой залегают высокохромистые руды, во второй - глиноземистые (среднехромистые) руды. Серия слагает западную часть массива, гарцбургиты - восточную. Здесь прослеживается аналогия с ультрамафитами Кемпирсайского массива: по составу пород и руд западная часть массива аналогична юго-восточному блоку Кемпирсайского массива, восточная - западному блоку того же массива. Окситермобарометрия подтвердила различия между двумя типами ультрамафитов. Таким образом, можно предполагать блоковое строение Алапаевского массива. Граница между западным и восточным блоками проходит предположительно по разлому, трассирующемуся в настоящее время Мельничным ключом. После совмещения блоков произошло формирование комплекса апограрцбургитовых дунитов, энстатититов и хромититов с глиноземистым составом хромшпинели. Унаследование породообразующими минералами этих пород состава фаз вмещающих ультрамафитов свидетельствует о том, что метасоматические породы сформировалась в ходе синтектонической метаморфической дифференциации первичных ультрамафитов. Гарцбургиты обоих блоков по химическому составу породообразующих и редких элементов имеют близкую степень частичного плавления исходного вещества. Однако, по редокс-состоянию, ультрамафиты западного блока были сформированы в островодужной обстановке, восточного - в надсубдукционной.

Представлены результаты исследований в области микрозондового химического датирования U-Th-содержащих минералов; на примере ряда уральских монацитов рассмотрены особенности их кристаллохимии и радиационного разупорядочения. Показано, что изучение состава, зональности, изоморфизма и спектроскопических свойств монацитов - необходимые этапы, предшествующие химическому датированиию и создающие основу для выявления возрастной гетерогенности зерен. В ряде случаев они позволяют констатировать факт вторичных преобразований минералов с отбраковкой части аналитических данных для повышения корректности определения возраста. Представляется, что классический метод химического датирования в микрозондовом варианте и сегодня не утратил своей перспективности на фоне широко используемых изотопных подходов как первичный и низкозатратный экспресс-метод.

В статье рассматриваются главные твердые полезные ископаемые Уральского складчатого пояса, генетически и пространственно связанные с жидкими и газообразными углеводородами мантии Земли, приводятся сведения о формах и концентрации благородных металлов и других полезных ископаемых в различных средах вмещающих пород, предпочтительнее в углеродистых толщах. Описывается совместное формирование углеводородов и твердых полезных ископаемых, металлов и неметаллов.

В настоящее время Урал можно рассматривать как новую промышленную медно-порфировую провинцию России (открыты месторождения, содержащие 1-2 млн. т меди и, возможно, более). Кроме того, в рудах ряда месторождений установлены повышенные содержания Re. Преобладающая часть месторождений и рудопроявлений, исключительно широко распространенных в краевых частях вулканогенных мегаструктур, отвечает диоритовой модели медно-порфировых систем (островодужному геохимическому типу). Преобладает (Au)-Cu и (Au, Mo)-Cu тип оруденения, спорадически встречаются Cu-Au и (Cu)-Mo месторождения. Геологические и новые изотопные возраста сейчас однозначно свидетельствуют об омоложении рудоносных диоритоидов в латеральном разрезе с запада на восток. Возраст гранитоидов изменяется от D_1-2 в Тагило-Магнитогорской мегазоне и S₂-D₁ в западной части Восточно-Уральской вулканогенной мегазоны до D₃²-C₁¹ в восточной части Восточно-Уральской вулканогенной мегазоны и, наконец, C_1-2 в Валерьяновской мегазоне. В этом направлении (Au)-Cu-порфировые месторождения сменяются (Au, Mo)-Cu-порфировыми месторождениями. В рассматриваемом разрезе наблюдаются, в первом приближении, сходные изотопно-петрогеохимические характеристики рудоносных диоритоидов. Все они имеют низкую калиевую щелочнометальность (0.5-1.5, до 2.2 мас. % в восточных зонах), низкое (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_t отношение (0.7038-0.7051) и содержание РЗЭ (24-52, до 69 г/т), высокое значение ε_Nd(Т), равное 3-7. Мантийные метки фиксируются и для гидротермалитов. Это и позволяет рассматривать рудно-магматические системы диоритовой модели, как единую генетическую группу островодужного геохимического типа. Данное заключение мало согласуется с имеющимися представлениями об отнесении территории, находящейся восточнее Тагило-Магнитогорской мегазоны, к активной окраине континента, тем более андского типа. Повышенные содержания Re в рудах (до 1.4-2.7 г/т) фиксируются в месторождениях Восточно-Уральской сиало-фемической вулканогенной мегазоны, особенно в наиболее крупном (Au, Mo)-Cu-порфировом Михеевском месторождении. Во всех вулканогенных мегаструктурах Урала не исключено открытие новых месторождений диоритовой модели. Значительная концентрация рения в рудах возможна только в месторождениях восточной части Восточно-Уральской вулканогенной мегазоны. Основным источником Cu и Re является мантия, умеренная концентрация Mo за счет эманационно-кристаллизационной дифференциации диоритового расплава являются обязательным условием отложения при рудообразовании значительного количества высокорениевого молибденита. Подтверждено генетическое единство медно-порфирового и Au-эпитермального оруденения.

В статье рассмотрены основные элементы програмно-алгоритмического комплекса для построения 2D и 3D сейсмоплотностных моделей верхней части литосферы. Построены 2D и 3D геолого-геофизические модели верхней части литосферы Среднего Урала. На основе 3D модели составлены схемы тектонического районирования для 3-х сейсмогеологических этажей верхней части литосферы. Внесены коррективы в существующие представления о тектонике Уральского региона и сопредельных территорий.