На пути познания эндогенной геологии севера Урала

На протяжении последних пяти лет лаборатория петрографии в тесном сотрудничестве с другими подразделениями нашего института проводила в рамках приоритетного нaправления 5.1.11. (Проблемы магмаобразования) комплекс исследований, нацеленных на изучение эндогенной геологии субарктического сегмента Уральского складчатого пояса. В предшествующие годы нашими петрографами был накоплен обширный материал, характеризующий особенности вещественного состава и внутреннего строения развитых в этом регионе магматических пород, вследствие чего мы получили весьма редкую (в чем-то даже уникальную) возможность охарактеризовать в пределах единого и компактного литосферного блока динамику развития магматических систем от ранних стадий до завершаю- щих этапов и в результате выйти на главные закономерности формирования и эволюции Североуральского складчатого пояса, подтвердив справедливость известного, но незаслуженно забытого афоризма Г. Штилле: “Магматизм — та же тектоника, рассказанная иными словами”. Такой подход позволил сформулировать и поставить в институте комплексную тему “Петрогенез Тимано-Уральского региона и сопутствующие эндогенные процессы”, разработка которой вступила в этом году в завершающую стадию. Тема эта включала изначально три главных раздела: “Гра-нитоидные вулканно-плутонические ассоциации западного склона Урала” (ответственный исполнитель A. A. Соболева); “Интрузивные пирокластиты (туффизиты и палеоигнимбриты) и их положение в магматических системах севера Урала” (И. И. Голубева); “Магматизм, метаморфизм и минерагения надаккреционной структурно-формационной зоны Полярного Урала” (Д. Н. Ремизов). Разработка этих разделов привела к результатам, принципиально важным для познания главных закономерностей геологического развития Североуральского складчатого пояса. В то же время основные выводы по каждому блоку оказались выходящими далеко за региональные рамки, а потому имеющими общенаучное значение. Они представляют существенный вклад в познание фундаментальных аспектов эндогенной геологии, поскольку есть все основания распространять выявленные нами закономерности развития магматических систем Урала и сопряженных с ними глубинных процессов на формирование

и эволюцию других складчатых поясов, развивавшихся в идентичной геодина-мической обстановке. Это позволило ответственным исполнителям разделов нашей общей темы подготовить и опубликовать содержательные монографии, получившие сразу после их выхода в свет признание как среди знатоков геологии Урала, так и у специалистов, разрабатывающих соответствующие научные направления вне нашего региона.

Итогом исследований по первому разделу темы стала монография A. A. Соболевой “Вулканиты и ассоциирующие с ними гранитоиды Приполярного Урала”. Aнна Aлексеевна уже в кандидатской диссертации показала, что кислые вулканиты севера Урала представляют собой несомненные комагматы интрузивных гранитоидов, причем именно тех, с массивами которых они сопряжены пространственно. В процессе работы над соответствующим разделом темы она установила, что кислые вулканиты западного склона Урала относятся к тем же генетическим группам (A и I), что и ассоциирующиеся с ними граниты. Это позволило ей выделить в регионе два конкретных типа вулканно-плутонических гра-нитоидных ассоциаций. Aссоциация I-типа объединяет дифференцированные известково-ще лочные вулканиты и соответствующие гранитоиды, тогда как ассоциацию A-типа составляют лейкократовые риолиты и граниты нормальной и повышенной щелочности. Тем самым Aнна Aлексе-евна показала сопряженность вулканических и интрузивных процессов, отвечающих, по ее мнению, разным стадиям эволюции (и разным уровням становления) единых магматических систем. При этом конкретный тип магматической ассоциации определяется не только особенностями состава исходных гранитообразующих субстратов, но и геодинамической обстановкой, в которой развивается магматизм. Так, породы I-серии развивались скорее всего в условиях активной континентальной окраины, тогда как гранитоидная магма A-типа возникала в результате пе-реплавления глубинных частей гранитно-метаморфических литосферных блоков, которое могло происходить в зонах присдвиговых растяжений.

A. A. Соболевой много сделано и в определении возрастных рубежей рассматриваемых ею ассоциаций. По материалам ее коллекций получено немало новых изотопных датировок. Опираясь на эти результаты и привлекая данные, заимствованные из работ предшественников, Aнна Aлексеевна показала, что формирование кислых магматитов в Североуральском сегменте началось в позднем венде и завершилось в раннем палеозое (скорее всего в конце кембрия). Поскольку вендская система по всем параметрам несравненно ближе к системам палеозоя, чем протерозоя, я солидарен с Н. В. Короновским и другими, пока еще немногочисленными геологами, полагающими, что венд следует относить к фанерозою, а не к до-фанерозою. Исходя из этого я думаю, что гранитоидные вулканно-плутонические ассоциации севера Урала следует считать, в соответствии с данными A. A. Соболевой, раннефанерозойскими, тем более что этот этап истории Урала четко отделяется от этапа собственно докембрийского.

Решением ученого совета Института геологии Коми НЦ УрО РАН на соискание Государственной премии Республики Коми выдвинут цикл работ по эндогенной геологии севера Урала, включающий три монографии, опубликованные в 2004 году:

“Вулканиты и ассоциирующие с ними гранитоиды Приполярного Уралаˮ (А. А. Соболева); “Островодужная система Полярного Уралаˮ (Д. Н. Ремизов) и “Минерагения западного склона севера Уралаˮ (Б. А. Голдин и Е. П. Калинин)

По второму разделу темы ответственным исполнителем И. И. Голубевой также опубликована монография: “Магма-тогенные флюидизатно-эксплозивные образования севера Урала”. Aвтор показал в этой работе широкое развитие в регионе горных пород, порожденных перемещением, внедрением и последующей консолидацией не истинно жидких (расплавных) магматических масс, а эволюцией псевдожидких (флюидизированных) систем — твердо-газовых взвесей и (или) расплавно-газовых (расплав-но-твердо-газовых) суспензий. Кинетика таких взвесей и суспензий подчиняется законам гидродинамики, и ведут себя эти образования подобно жидкостям с крайне малым коэффициентом вязкости. Они активно перемещаются в пределах литосферы из области своего формирования к земной поверхности, как правило, не достигая ее, но формируя специфические интрузивные тела — диатремы, “валунные” и “галечниковые” дайки и дру- гие родственные образования. Помимо гранитоидных туффизитов и игнимбри-тов к флюидизитам принадлежат также образования иного состава, из которых наибольший интерес представляют разнообразные лампрофиры, включая лам-проиты и кимберлиты. Скорость подъема таких псевдожидких (флюидизированных) масс многократно превышает скорость подъема расплавных систем. По оценкам разных авторов (И. Д. Рябчико-ва, A. В. Уханова, О. Е. Мельника, П. Па-пало и др.), она измеряется сотнями метров в секунду, превышает в два—три раза скорость звука, что несовместимо с движением нормального расплава.

В монографии И. И. Голубевой впервые приводится обстоятельноя петрографическая и петрогенетическая характеристика одной из групп флюи-дизитов — сообщества флюидизатно-эксплозивных образований гранитоид-ного состава, но рассматриваются и общие проблемы петрологии и систематики этих образований. В региональном плане эта работа примечательна тем, что в ней обоснована ошибочность отнесения грубообломочных конгломератовидных кластитов севера Урала к осадочным породам, трактуемым большинством исследователей как базальные псефитовые горизонты ордовика. Aв-тор обоснованно отстаивает их связь с магматиз мом, что требует кардинального пересмотра соответствующего этапа геологической истории региона, поскольку формирование этих образований не было следствием осадконакопления, а отвечало завершающим стадиям эволюции риолит-гранитной магматической системы.

Что касается общенаучных выводов монографии И. И. Голубевой, то главным из них является обоснование необходимости внесения принципиальных изменений в систематику и классификацию горных пород. Порождения таких природных псевдоожиженных (флюидизированных) систем не могут быть отнесены к магматическим породам (магматитам), формируемым, как известно, в процессе отвердевания рас-плавных масс. Тем более нет никаких оснований рассматривать их как породы осадочные (седиментиты) или как продукты метаморфизма — метамор-фиты. Таким образом, несмотря на

широкое распространение в природе, эти горные породы не имеют соответствующей ячейки в классификационных схемах, причем нет такой ячейки уже на самом верхнем уровне — в категории “тип”. Соответственно, к трем типам горных пород (магматитам, седи-ментитам и метаморфитам), предусмотренным современными классификационными схемами, следует добавить четвертый — тип флюидизитов. Эта идея назрела и, как принято говорить в таких случаях, “носится в воздухе”. Во всяком случае в последние годы появилась серия публикаций разных авторов, указывающих на существование в природе нового класса или нового подтипа, к которому следует относить породы, порожденные процессами флюидизации (псевдоожижения). Наша лаборатория тесно сотрудничает с Комиссией Петрокомитета России по систематике и номенклатуре горных пород по вопросу подготовки новой редакции “Петрографического кодекса”, в которой предусматривается возможность выделения флюидизитов в новый тип горных пород. Чтобы оценить значимость этих рекомендаций, достаточно вспомнить, что на заре геологии выделялось только два типа горных пород — породы первичные (магматические) и вторичные (осадочные). В XVIII веке к этим двум главным таксонам был добавлен тип метаморфитов. В последующие 200 с лишним лет дополнений такого уровня в систематику горных пород никем в мире не предлагалось. Наши рекомендации будут рассматриваться в этом году на III Всероссийском петрографическом совещании в докладе, подготовленном с нашим участием руководителем комиссии по систематике и номенклатуре горных пород Л. Н. Шарпенок.

Наиболее объемная публикация завершает исследования по третьему разделу темы. Это монография Д. Н. Ремизова “Островодужная система Полярного Урала (петрология и эволюция глубинных зон)”, включающая главные положения докторской диссертации автора. Это первая работа, в которой магматизм севера Урала рассмотрен и охарактеризован в полном соответствии с современными геодинамическими концепциями. Если A. A. Соболева и И. И. Голубева рассматривали разные аспекты магматизма континентального сектора севера Урала, то основу работы Д. Н. Ремизова составляет систематическое изучение магматизма палео- океанического сектора этого геоблока. Aвтор убедительно показывает, что магматическое и структурно-тектоническое развитие Североуральского региона определялось главным образом формированием, эволюцией и “отмиранием” островодужных систем. Даже коллизионный этап в истории Полярного Урала начался с коллизии островной дуги с континентальной плитой. Опираясь на специфику выявленных им серий магматических пород, Дмитрий Николаевич рассмотрел особенности механизма магмогенерации, присущие разным стадиям эволюции островодужных систем и их взаимодействиям с иными литосферными блоками. В Североуральском регионе он выделяет две обособленные островные дуги — Щучьин-скую и Войкарскую, показывая различия не только в их пространственном положении, но и в истории их развития: активность Щучьинской палеодуги прекратилась в среднем девоне, тогда как Войкарская оставалась активной вплоть до карбона.

Наиболее ценным в монографии Д. Н. Ремизова является то, что на конкретном региональном материале им впервые в мире выполнена реконструкция глубинного строения островодужной литосферы и на этой основе разработана типовая модель эволюции островодужных систем. Поскольку попытка создания такой модели предпринята впервые, в ней имеется немало недоработок. Однако, что принципиально важно, в ней нет внутренних противоречий, во всяком случае — фатальных. Продуманная систематизация имеющегося материала позволила автору четко сформулировать недоработки в познании геологической истории Полярноуральских палеодуг и определить пути ликвидации этих пробелов, что имеет принципиальное значение при анализе развития сходных образований в других регионах.

К трем охарактеризованным выше работам тесно примыкает изданная в 2004 г. монография Б. A. Голдина и Е. П. Калинина “Мине- рагения западного склона севера Урала”. Об идейной близости авторских позиций говорит уже первая фраза введения к этой книге: “Выявление закономерностей образования и размещения магматитов открывает пути к познанию внутреннего строения Земли и эволюции глубинных процессов”. Есть, однако, и существенные различия. Во-первых, в монографии рассматриваются и более древние (рифейские) магматические формации. Однако главная особенность этой книги в том, что она нацелена на решение весьма актуальных вопросов о связи эндогенных общегеологических процессов (магматизма, метаморфизма, тектоники) с глубинным рудогенезом, с последующей оценкой (на этой основе) перспектив Североуральского региона на такие полезные ископаемые, как благородные металлы, радиоактивное и редкометалльное сырье, руды цветных металлов, а также нерудные полезные ископаемые — алмазы, ювелирные и цветные камни, керамическое сырье.

Определяющим моментом для разработки соответствующих рекомендаций авторы этой монографии избрали данные о содержаниях рудных и редких элементов и интересующих их минералов в горных породах региона. Думаю, что именно этот материал и составляет главную ценность работы. Интерес Е. П. Калинина, одного из членов этого авторского дуэта, к закономерностям распределения малых элементов в магматических породах определился еще в годы учебы в МГУ. С первых лет самостоятельной работы он увлеченно изучал североуральские объекты. Не будет преувеличением сказать, что Евгений Павлович был основоположником

Скальные выходы базитов в зоне Главного Уральского надвига (фото Ф. Феофилактова)

петрогеохимических исследований на Урале. Более того, он был одним из первых петрографов России, систематически прилагавшим петрогеохимичес-кие методы к решению петрологических проблем. Сейчас такой подход не только обычен — он обязателен. Ни один современный журнал не примет к опубликованию петрографическую работу, в которой не будут рассмотрены вариации в содержаниях весьма солидного набора малых элементов. Именно на этом основывается ныне реконструкция условий магмообразования, анализ отметить, что именно сведения, найденные (не без личной помощи Евгения Павловича) в его стародавних отчетах помогли мне совершенно четко привязать к современным классификационным схемам и те гранитные массивы Приполярного Урала, на которых я побывать не смог. В этой монографии немало материалов Е. П. Калинина обрели наконец-то достойную форму — тут и объемистые таблицы с первичными аналитическими данными, и построенные на основе этих данных диаграммы. Не случайно в список ис- нужны и сведения об объемах рудо-проявлений, о распределении интересующих нас металлов по минеральным фазам, как и немало другого. Не следует забывать, однако, что эта монография написана не поисковиками и даже не металлогенистами, а петрографами. Поэтому и подход их к оценке рудогенеза скорее петрогенетиче-ский. Это не прогноз как таковой — это гипотеза, основанная на авторских ожиданиях того или иного развития изучаемых явлений. Гипотеза весьма привлекательная и заманчивая. Про- эволюции петрогенеза, определение пользованных источников вошли и верка заявок осуществляется выполне- геодинамической позиции магматитов и решение многих других петрологи- ческих проблем. Aнализ и интерпретация таких данных играют весьма существенную роль в рассмотренных выше монографиях A. A. Соболевой, И. И. Голубевой, Д. Н. Ремизова. Но тогда, 40 лет назад, такой подход был новаторским.

У других исследователей Урала в работах тех лет мы не видим ничего подобного. Поэтому современные уральские петрографы единодушны в оценке той роли, которую сыграл Евгений Павлович в становлении и развитии петрогеохимии в нашем регионе.

В конце 60-х годов одна за другой появились интересные статьи Е. П. Калинина по разным аспектам петрогео-химических исследований: Ta и Nb в гранитах Маньхамбо (1967), U и Th в гранитах Полярного Урала (1969), фтор в гранитах Приполярного Урала (1972) и многие другие, интерес к которым не угас и сейчас. К сожалению, обстоятельства сложились так, что вследствие загруженности важной и нужной административной работой (Евгений Павлович многие годы был ученым секретарем Коми филиала AН СССР) он не смог подготовить и издать тогда ни одной обобщающей монографии. Поэтому основные материалы его исследований и главные выводы из них содержатся не в опубликованных трудах, а в объемистых научных отчетах, хранящихся в архивах и фондах. Мы, сыктывкарцы, систематически пользуемся этими материалами, тогда как для ссылки на несколько папок научного архива Коми НЦ УрО РAН.

Данные Е. П. Калинина прекрасно дополняются сведениями Б. A. Голдина о распространении в магматитах севера Урала благородных металлов, рудных компонентов: гранитоидов с повышенными содержаниями серебра и золота, платиносодержащих базитов и ги-пербазитов, горных пород с повышенными концентрациями вольфрама, молибдена, меди, свинца, цинка. Все это имеет самое прямое значение для реконструкции природы первичных магмообразующих субстратов и определения специфики условий протекания петрогенетических процессов в тех или иных зонах Уральского складчатого пояса на разных стадиях его формирования. Критики Бориса Aлексееви-ча указывают на недостаточность приводимых им количественных параметров, необходимых для оценки масштабов оруденения. Согласен, что для дос- нием конкретных мероприятий, опре- деленных соответствующими ведом- ственными инструкциями. Инструкций по проверке гипотез нет и быть не может. Рациональные гипотезы отбраковываются от нерацио-

нальных самой жизнью. Процесс этот весьма долгий, и решение будет принято скорее всего уже не нами. Что же касается сугубо научной стороны, то значимость книги Е. П. Калинина и Б. A. Голдина как петрогеохимическо-го исследования можно оценить уже сейчас, и оценка эта, конечно же, положительная.

Таким образом, в ходе выполнения работ по изучению эндоген- ной геологии севера Урала сотрудниками нашего института был подготовлен и опубликован комплект содержательных монографий, достойный присуждения высшей награды Республики Коми — Государственной премии. К сожалению, одна из них не может участвовать в конкурсе, поскольку в соответствии с регламентом к нему допускаются только работы, опубликованные в предшествующем году. Соответственно, монография И. И. Голубевой, изданная в 2003 г., не может быть представлена на предстоящий конкурс, хотя она и является органичной частью этой серии публикаций. Однако и без нее комплект трудов в области эндогенной геологии Полярного и Приполярного Урала, выдвинутый ученым советом нашего института на рассмотрение Комиссии по Государственным премиям Республики Коми 2005 г., представляется вполне сотрудников геологических организа- тижения этих целей помимо содержа- солидным и достойным. У нас есть все ций других городов они остаются практически недоступными. Не могу не ний, определенных к тому же преимущественно локальными методами, основания надеяться на положительное решение.