Рефтинский габро-плагиогранитоидный массив Платиноносного пояса Урала

Это самый крупный габбро-плагиогранитоидный массив на Урале (площадь около 1500 км2). Он сложен тремя комплексами, которые образуют отдельные тела: габбровым, формирующим восточную часть массива, габбро-плагиогранитоидным, залегающим в его западной части, и комплексом параллельных диабазовых даек, разделяющим габброидный и гранитоидный фрагменты (рис. 1.31). Магматизм завершается формированием Хомутинского габбро-гранитного массива, прорывающего породы габбро-плагиогранитоидного комплекса. Подробное описание Рефтинского массива, выполненное В.Н. Смирновым, участником геологической съемки территории, приведено в работе «Эвгеосинклинальные габбро-гранитоидные серии».

В последнее время по цирконам из габброидов и гранитоидов Рефтинского массива, выделенным В.Н. Смирновым, испанскими коллегами П. Монтеро и Ф. Беа из Университета г. Еранада определен 207Рb/206Рb-возраст этих минералов. Te и другие породы имеют одинаковый возраст 425-430 млн лет, отвечающий венлоку, что хорошо согласуется с геологическими данными. Такой же возраст получен и на ионном зонде Cameca IMS1270 профессором Ф. Беа для циркона, выделенного А.А. Краснобаевым из габбро и плагиогранитов габбро-плагиогранитоидного комплекса. При одинаковом возрасте и близкой морфологии (рис. 1.32) цирконы из габбро заметно обеднены ураном, что является хорошим подтверждением кристаллизации цирконов из разных по составу расплавов. Одинаковый возраст цирконов косвенно подтверждает идею о генетической связи габбро и гранитоидов. Pb/Pb-возраст гранодиорита из Хомутинского габбро-гранитоидного массива 405±8 млн лет.

Габброидный фрагмент массива сложен расслоенными породами, залегающими практически вертикально. Преобладающие породы фрагмента - оливин-пироксеновые и пироксеновые габбро (табл. 1.11, ан. 1, 2) с редкими линзовидными прослоями верлитов и пироксенитов. Габбро этого комплекса - типичные представители высокобарических офиолитовых габброидов плутонического типа, которые характеризуются высокими концентрациями CaO, MgO и образуют положительные аномалии К, Ba, Sr при отрицательных Nb, Zr на трендах распределения редких элементов. Их тренды распределения РЗЭ обладают положительным наклоном при примерно 10-кратно меньшем содержании РЗЭ по сравнению с MORB (рис. 1.33). Роговообманковые габбро габбро-плагиогранитоидного комплекса по содержанию петрогенных элементов близки к низкобарическим офиолитовым габбро вулканоинтрузивной группы и по своему составу приближаются к MORB (см. рис. 1.33, а, в, тренд 25).

На западе габброиды контактируют с зоной параллельных диабазовых даек, которая ранее при геологической съемке была интерпретирована как зона силурийских вулканитов. Эта зона образована пакетами диабазовых даек (см. табл. 1.11, ан. 4), скрины между которыми сложены амфиболизированными габбро-норитами (ан. 3). И габброиды, и диабазы местами сильно родингитизированы и замещены эпидот-гранатовым агрегатом. Сравнительно редкие дайки плагиогранитов (ан. 5, 6) рассекают как сами базиты, так и замещающие их родингиты. Контакты описываемого фрагмента с габброидами и гранитоидами непосредственно не наблюдались. По-видимому, они тектонические. Амфиболизированные габбро-нориты из скринов по своим петро- и геохимическим параметрам являются промежуточными между пироксеновыми и роговообманковыми габбро. Обращает на себя внимание высокое содержание в породах K2O, что, однако, не сказывается на трендах распределения РЗЭ (см. рис. 1.33, б, г). Габбро из скринов (обр. 20) имеет тренд РЗЭ, подобный пироксеновому габбро восточной части массива 79-26, но примерно с двукратным превышением по концентрации. Тренды распределения редких элементов и РЗЭ в жильных диабазах подобны габбро из скринов (положительные аномалии К, Ba и Sr, отрицательные - Nb и Zr), но тренд распределения РЗЭ в точности отвечает MORB и по концентрации элементов, и по форме.

Габбро-плагиогранитоидный комплекс слагает западную часть массива. Преобладающими породами являются роговообманковые тоналиты (табл. 1.11, ан. 10, 11), содержащие многочисленные ксенолиты роговообманковых габбро и прорванные сравнительно редкими дайками плагиогранитов, которые местами образуют и довольно крупные интрузивные тела. Западный контакт плагиогранитоидов с офиолитами Баженовского массива интрузивный, что позволяет надежно определить верхний возрастной предел последних как среднесилурийский. В западной части, по данным В.Н. Смирнова, преобладают сравнительно однородные гранитоиды плагиогранодиоритового (трондьемитового) состава. Если разнообразие пород в этом комплексе пород рассматривать как результат кристаллизационной дифференциации, то общее «покисление» пород к западу можно трактовать как результат того, что здесь находится верхняя часть массива.

Тренды распределения редких элементов в гранитоидах имеют примерно те же особенности, что и в габбро: положительные аномалии К, Ba и отрицательные - Nb, Ti, Zr (только для тоналитов). Тренды РЗЭ в отличие от габбро-вых имеют отрицательный наклон в легкой области спектра и (Gd/Lu)N-отношение, равное примерно 1.

Породы Хомутинского массива по возрасту и особенностям состава (см. табл. 1.11, ан. 12, 13) близки к рассмотренным породам габбро-диорит-гранитоидной серии горы Ермакова ППУ и ауэрбаховской серии ТВЗ. Повышенное содержание калия резко отличает их от пород собственно Рефтинского массива.

Приведенные данные подтверждают высказанное выше предположение о том, что габбровый, дайковый и габбро-плагиогранитоидный комплексы представляют собой фрагменты ранее единого разреза. Их современное положение примерно соответствует первичному залеганию при общем западном наклоне Рефтинского массива. Реконструированное первичное строение массива (снизу вверх): габбро-нориты (в том числе оливиновые) с «прослоями» верлитов и пироксенитов (I) - комплекс параллельных диабазовых даек (II) -роговообманковые габбро и плагиогранитоиды (III).

Особенности строения и состава Рефтинского массива и возраст слагающих его пород позволяют предположить его первоначальную пространственную связь с магматическими комплексами Тагильской мегазоны и формирование в Тагильском задуговом бассейне. Возможно, он представляет собой часть офиолитового комплекса, обдуцированного в восточную часть Уральского орогена.

Можно полагать, что такую же тектоническую природу имеет и Курманский габбро-трондьемитовый массив, расположенный непосредственно к югу от Каменского (см. главы 4, 8, рис. 6.6) и ранее рассматривавшийся нами как часть последнего. Новые данные о возрасте пород свидетельствуют об их принадлежности к самостоятельному эпизоду магматизма. Массив плохо обнажен и доступен для изучения только в Курманском карьере, расположенном в одноименном поселке. Эта часть массива сложена преимущественно трондьемитами (табл. 1.12, ан. 1, 2), местами переходящими в грандиориты, которые содержат блоки - ксенолиты мигматизированных роговообманковых габброидов и диоритов - и прорваны дайками габбро и диоритов такого же состава (табл. 1.12, ан. 3-6). Трондьемиты представлены среднезернистыми биотитовыми разностями с первичным эпидотом, акцессорные - сфен и апатит. Типоморфным для структуры этих пород и всех гранитоидов является наличие межзернового мелкозернистого аллотриоморфного кварц-полевошпатового агрегата. По составу плагиоклаз крупных таблиц и межзернового агрегата сходен и отвечает олигоклазу, в обоих случаях его характеризует зональность, прямая и ритмическая. Появление такого кварц-полевошпатового агрегата обусловлено анатексисом - процессом частичного плавления породы, в которой он находится.

Мигматитовая текстура в гранитоидах выражена слабо, и это означает, что расплав, образованный при частичном плавлении, в основном сохранился in situ. Скопление флюида в верхней части массива привело к интенсивной гидротермальной переработке пород, которые по зонам трещиноватости сильно пи-ритизированы (совместно с пиритом развиваются висмутин, блеклые руды, молибденит), альбитизированы, эпидотизированы, скарнированы (состав скарнов - эпидот, амфибол, пренит, изредка гранат, волластонит), цеолитизированы.

Макроскопические обособления анатектического расплава наблюдаются только в блоках габброидов и диоритов и в дайках. Наиболее сильно частичному плавлению подвержены породы диоритового состава, превращающиеся в своеобразные мигматиты с включениями мелкозернистых габбровых и диоритовых реститов. Такие мигматизированные гетерогенные породы характеризуются неустойчивой микроструктурой, образованной частичным плавлением: участки магматического облика (таблицы плагиоклаза, переполненные мелкими включениями темноцветных минералов и соссюрита, и идиоморфные выделения амфибола и биотита, кварц) цементируются мелкозернистым кварц-полевошпатовым агрегатом такого же минерального состава и структуры, как в трондьемитах. Второстепенные и акцессорные минералы в породах - эпидот, апатит, сульфиды.

Из блока среднезернистого роговообманкового габбро и лейкократовых обособлений в нем (участок показан на рис. 1.34) были отобраны пробы габбро 427 и трондьемита 428, из которых сотрудником лаборатории петрологии А. Мукатовой выделен циркон, проанализированный в лаборатории IBERSIMS университета г. Гранада на приборе SHRIMP-II. Результаты представлены на рис. 1.35 и в табл. 1.13.

В обоих пробах цирконы представлены призматическими зональными зернами магматического облика. Расчетный 238U/206Рb-возраст габбро на 204Pb составляет 411±2 млн лет (235U/207Pb = 407±2 млн лет), а трондьемита - 405±4 млн лет (235U/207Pb = 411±8 млн лет). Полученные значения отвечают раннему девону (эмсу) и в пределах ошибки измерений очень близки для габбро (протолита) и продукта его частичного плавления - трондьемита. Эти значения соответствуют времени внедрения богатого водой базитового расплава, его кристаллизации в виде роговообманкового габбро, парциального плавления (автомигматизации) габбро, образованию анатектического расплава трондьемитового состава и его кристаллизации согласно ранее опубликованной модели.

Состав минералов из пород Курманского массива приведен в табл. 1.14. Особенности минерального состава соответствуют изложенной анатектической модели происхождения большей части пород.

Плагиоклазы наряду с сравнительно крупными таблицами образуют мелкие зерна в составе аллотриоморфнозернистого агрегата. Содержание анортитового минала в таком плагиоклазе несколько ниже, чем в идиоморфных крупных зернах. Однако эти вариации невелики (рис. 1.36, а) и в первом приближении можно говорить о том, что все минералы мигматита равновесны с новообразованным анатектическим расплавом - продуктом частичного плавления базитов.

Амфиболы распространены повсеместно в рассматриваемых породах и относятся к одному типу - кальциевых амфиболов серии паргасит-гастингсит (Ca больше 1.5, Ti меньше 0.5, (Na + К) больше 0.5, магнезиальность =0.5). Зависимости состава от размера зерен не отмечается. В ряду от меланократовых пород (дайки, меланосома, габбро) к лейкократовым (лейкосома) в части амфиболов, как и в анатектических породах Сыростанского массива, растет содержание глинозема и параллельно уменьшается магнезиальность (рис. 1.36, б, в, табл. 1.14). Если изменение магнезиальности стандартно для магматических пород, то поведение глинозема отражает рост РН2О при анатексисе и служит важным аргументом в пользу анатектической природы как лейкосомы, так и большинства кремнекислых пород.

Биотиты изученных пород располагаются внутри поля, ограниченного четырьмя конечными членами: флогопитом, аннитом, истонитом и сидерофиллитом. С возрастанием кремнекислотности пород магнезиальность биотитов несколько уменьшается, оставаясь заметно более высокой по сравнению с амфиболом (рис. 1.36, в), что, в свою очередь, указывает на раннюю кристаллизацию биотита.

Новые данные о возрасте Курманского массива свидетельствуют о широком распространении на Среднем Урале раннедевонского габбро-гранитоидного магматизма, который проявлен в Платиноносном поясе (серия горы Ермакова), Тагильской вулканогенной зоне (ауэрбаховская серия), палеоконтинентальной зоне северо-западного мегаблока (Курманский массив) и самой восточной части обнаженного Урала в виде Хомутинского габбро-гранитного массива, прорывающего тоналиты Рефтинского массива.