Обдукционный магматизм Кемпирсайско-Хабарнинского аллохтона

Формирование кемпирсайско-хабарнинского комплекса (рис. 3.2), одного из самых крупных хорошо сохранившихся и детально изученных, представляет собой определенную последовательность тектонических и магматических событий, связанных с его обдукцией, продолжительностью не менее 50-70 млн лет. Эта последовательность включает два этапа, первый из которых представлен формированием собственно океанического (?) комплекса, состоящего из дунит(лерцолит)-гарцбургитовых тектонитов и сопровождающих их параллельных диабазовых даек и пиллоулав с N-MORB геохимическими параметрами. Второй этап - обдукция этого комплекса в структуры континентальной коры. Co вторым, обдукционным, этапом связаны следующие магматические образования: 1) Восточно-Хабарнинский дунит-клинопироксенит-вебстерит-габбро-норитовый расслоенный массив, прорывающий и подстилающий гарцбургиты Хабарнинского массива, 2) небольшие кольцевые интрузивы такого же состава в гарцбургитах Хабарнинского массива, принадлежащие молостовскому комплексу, 3) крупный верлит-троктолит-габбровый расслоенный Кокпектинский интрузив в западной части Кемпирсайского массива и Аккермановско-Кирпичнинский расслоенный дунит-клинопироксенит-габбро-плагиогранитный интрузив, который прорывает и перекрывает хабарнинские гарцбургиты, 4) рои спессартитовых даек, определенных ранее как ассоциация «калиевых габброидов», и 5) обдукционные граниты и сопровождающие их мигматиты.

Возраст отдельных фрагментов аллохтона. В этом разделе приводятся в основном обобщенные данные. Подробные сведения о изотопных исследованиях можно найти в цитируемых статьях.

Фаунистически определенный возраст пиллоулав, ассоциированных с Кемпирсайским гарцбургитовым массивом, отвечает среднему ордовику, т. е. примерно 460 млн лет. Изотопный возраст пород Кемпирсайского массива установлен разными методами в интервале 420-400 млн лет, отражающем разные этапы его становления и преобразования. Sm-Nd-возраст апатита, флогопита, амфибола, как и породы в целом для пироксенитовой дайки в кемпирсайских гарцбургитах, составляет 427±55 млн лет, что можно считать верхней возрастной границей уже серпентинизированных мантийных тектонитов. U-Pb-возраст валовой фракции циркона из этого же пироксенита по верхнему пересечению с конкордией -420±10 млн лет. Судя по имеющимся скудным описаниям габброидов, наиболее распространенные значения Rb-Sr- и Sm-Nd-возраста этих пород (около 400 млн лет) относятся к расслоенному Кокпектинскому массиву.

Большой объем изотопных исследований выполнен в последние годы в Xaбарнинской части аллохтона. В результате определен изотопный возраст Восточно-Хабарнинского и Аккермановско-Кирпичнинского массивов, клинопироксен-амфибол-биотитового габбро (проба к 1071) из кольцевого Губерлинского интрузива молостовского комплекса, а также вмещающих метаморфических пород из восточного экзоконтакта Восточно-Хабарнинского массива (рис. 3.3).

Из Восточно-Хабарнинского массива изучен циркон дунита и амфиболизированного габбро-норита. Дунит к1832 характеризуется полихронной и полигенной ассоциацией цирконов, как и другие дуниты платиноносного типа. Наиболее распространенные палеозойские цирконы представлены зональными короткопризматическими зернами магматического облика возрастом 407-402±4 млн лет. Они образованы в результате магматической кристаллизации из ассоциированных с дунитами габбро-норитов и вебстеритов и попали в кумулус вместе с оливином. Формирование этих цирконов, по-видимому, происходило в одном из поздних этапов становления габбро-норитов, а именно в этап кристаллизации порций расплава, богатых водой, с которыми связано образование роговой обманки. Такой же верхний возрастной лимит образования дунитов определяется и по циркону из даек тонкозернистых горнблендитов (иситов) в дунитах. Возраст кристаллизации исходного расплава, продуктами которого являются вебстериты, составляет, по данным Sm-Nd-метода, 411±12 млн лет и характеризует начальные эпизоды становления Восточно-Хабарнинского массива.

Из пяти проанализированных на ионном зонде Cameca IMS1270 NORDSIM (Стокгольм) зерен циркона из габбро к1071 Губерлинского интрузива молостовского комплекса в гарцбургитах три отвечают основной разновидности, характеризующей время формирования габбро -415±10 млн лет назад (рис. 3.3), а в двух других был определен докембрийский возраст 700 и 1429 млн лет, который на Урале имеет только континентальная кора фундамента орогена. Это означает, что 415 млн лет назад мантийные тектониты, слагающие подавляющую по объему часть Кемпирсайского и Xaбарнинского массивов, были уже надвинуты на структуры континентальной коры и магматизм этого возраста так или иначе связан с обдукцией. Такой же возраст - 415 млн лет - имеют гранатовые амфиболиты - продукты зонального контактового метаморфизма, залегающие в восточном экзоконтакте Восточно-Хабарнинского массива. Таким образом, данные цирконовой хронологии свидетельствуют о том, что Восточно-Хабарнинский массив и связанные с ним интрузивы молостовского комплекса сформировались в интервале 400-415 млн лет назад.

Обдукция и сопровождающий ее магматизм на этом не прекратились. В интервале 400-390 млн лет назад с максимумом примерно в 400 млн лет (см. рис. 3.3) имели место такие важные эпизоды постофиолитового магматизма, как формирование расслоенных интрузивов (Кокпектинский, Аккермановско-Кирпичнинский) и сопровождающих роев спессартитовых даек, образование основной массы обдукционных гранитов.

Цирконовый возраст Аккермановско-Кирпичнинского расслоенного интрузива определен по оливиновому габбро-нориту (к1830), образующему силлоподобное тело в сланцах тектонического окна в северной части Хабарнинского массива (рис. 3.4, б) и представляющему собой, по-видимому, подводящий канал расслоенного интрузива, а также по плагиогранитам, завершающим его становление. Большую часть цирконов из оливинового габбро-норита составляют зональные зерна, имеющие возраст 454±5 млн лет, и вероятно, представляющие собой материал, заимствованный из вмещающих пород. Такой же по морфологии и возрасту циркон выявлен в гранатовых гранитогнейсах, расположенных в 1 км от габбро-норита в пределах того же тектонического окна. Единственное зерно, которое может принадлежать собственному циркону габбро-норита и отвечать возрасту породы, представлено метамиктной разностью возрастом 387±4 млн лет. Примерно такой же возраст 394±2 млн лет установлен для первичной популяции циркона из роговообманкового плагиогранита. Эти данные позволяют предположить, что возраст Аккермановско-Кирпичнинского массива составляет около 390 млн лет и отвечает границе раннего и среднего девона. Такой же возраст массива предполагается оренбургскими геологами, проводившими здесь геологическую съемку масштаба 1:50 000 (руководитель В.Т. Тищенко).

Обдукционные граниты в Восточно-Хабарнинском массиве тесно ассоциированы с амфиболизированными габбро-норитами и имеют возраст около 390 млн лет. В Кемпирсайской части аллохтона определен U-Pb-возраст циркона из дайки гранатового гранита в троктолитах Кокпектинского массива, который составляет 389±5 млн лет. Эта дайка гранита в Кокпектинском массиве пересекает дайку спессартита. Тем самым возраст роев спессартитовых даек оказывается в узком возрастном интервале 390-400 млн лет.

Таким образом, хронологию магматических и тектонических событий в Кемнирсайско-Хабарнинском аллохтоне можно представить следующим образом.

Океанический этап: средний ордовик (460 млн лет назад). Образование магмы с геохимическими характеристиками N-MORB, просачивание магмы сквозь вещество верхней мантии и формирование ультрамафитовых (дунит-гарцбургитовых) реститов, базальтовые излияния.

Континентальный этап, обдукция и сопровождающий ее магматизм.

Верхний силур - нижний девон (415-400 млн лет назад). Дунит-пироксенит-габбро-норитовый Восточно-Хабарнинский расслоенный массив и сопровождающие его интрузивы молостовского комплекса.

Нижний девон (около 400 млн лет назад). Кокпектинский верлит-троктолит-габбровый расслоенный массив и сопровождающие его параллельные диабазовые дайки.

Нижний девон (400-390 млн лет назад). Рои спессартитовых даек.

Нижний девон (390-394 млн лет назад). Аккермановско-Кирпичнинский расслоенный дунит-клинопироксенит-габбро-плагиогранитный массив и сопровождающие его параллельные диабазовые дайки и базальты.

Граница нижнего и среднего девона (390 млн лет назад). Обдукционные граниты.

Интервал времени обдукционного магматизма Кемпирсайско-Хабарнинского аллохтона включает все магматические и метаморфические (в том числе формирование высокобарических гранатовых пироксенитов и метабазитов Миндякского и Кракинского массивов) события в южноуральских структурах, примыкающих к ГУР.