Сравнительная характеристика мафитов Елиминского и Няртинского комплексов севера Урала

Магматические породы основного состава являются хорошими объектами для реконструкции условий образования вмещающих их толщ, а также их последующего метаморфического преобразования. Мафиты в бассейне р. Кожым имеют относительно надежную стратиграфическую привязку. Они относятся в основном к образованиям няртинского комплекса (PR1nr). Однако геологическое положение мафитов на Северном Урале в бассейне р. Елима до сих пор остается спорным. Так при геологической съемке, проведенной в 1972 г., Г. Ф. Проскурин, М. К. Бахтеев, и А. М. Ларионов закартировали их как среднепалеозойские (PZ2) габбро. Последние геологические работы, выполненные в этом районе под руководством В. С. Озерова, дали основание для предположения об их более древнем возрасте — доверхне-рифейском или даже дорифейском. Для уточнения стратиграфической позиции североуральских мафитов и вмещающих их пород было необходимо провести сравнение мафитов из разрезов в районах рек Кожым и Елима.

Цель работы заключалась в реконструкции первичного состава и условий метаморфизма мафитов из няртинского и елиминского комплексов севера Урала. Были изучены химические и минеральные составы мафитов из докембрийских отложений в бассейне р. Кожым и предположительно докембрийских образований в бассейне р. Елима; определены термобарические параметры метаморфизма пород, установлена геологическая позиция мафитов в бассейне р. Елима.

Рис. 1. Амфиболит с нематогранобластовой структурой и сланцеватой текстурой

В пределах елиминского комплекса мафитовые породы, представленные амфиболитами и эпидот-хлорит-актино-литовыми породами, изучались в 2002 г. в двух коренных выходах в бассейне р. Елима. В первом обнажении мафиты имеют темно-серую и черную окраску, массивную текстуру с элементами сланцеватости, мелкозернистую и нематог-ранобластовую структуру (рис. 1). Они состоят в основном из роговой обманки (55 %) и полевого шпата (30 %). В качестве второстепенных минералов встречаются эпидот (7 %), кварц (3 %), хлорит (1 %), мусковит (до 1 %). Акцессорными минералами являются титанит, апатит (1 %), рудными — ильменит, пирит (2 %). Эпидот-хлорит-актинолитовые породы имеют темно-серую окраску, гра-нобластовую мелкозернистую структуру, массивную текстуру. Состоят из актинолита (50—60 %), хлорита (20—25 %), эпидота (13 %). Акцессорные минералы представлены титанитом и апатитом (1 %), рудные минералы — ильменитом и пиритом (1 %). На некоторых участках породы рассечены кварц-эпидот-поле-вошпатовыми прожилками шириной до 2 см. Отмечаются мелкие (до 1 мм) трещины, заполненные кальцитом.

Среднезернистые амфиболиты черного цвета с зеленым оттенком были отобраны из делювия в восточной части второго обнажения. Здесь они имеют очковую, массивную и пятнистую текстуры, гранобластовую структуру (рис. 2). Пятнистая и очковая текстуры обусловлены наличием светло-серых изометричных и удлиненных выделений полевого шпата

Рис. 2. Амфиболит с гранобластовой структурой и массивной текстурой размером от 1 до 3 мм. Порода состоит из роговой обманки (55 %), плагиоклаза (30 %), кварца (10 %), хлорита (3 %) и калиевого полевого шпата (5 %). В качестве акцессорных и рудных минералов встречаются титанит, циркон, апатит (2 %) и пирит, ильменит, лейкоксен (2 %). Плагиоклаз представлен андезином (33 % An) и альбитом (до 10 % An). B альбите имеются мелкие выделения эпидота, указывающие на существование в мафитах елиминского комплекса более раннего основного плагиоклаза. Хлорит и эпидот являются продуктами замещения роговой обманки. Эпидот находится в межзерновом пространстве, развивается по плагиоклазу и заполняет прожилки. B мафитах наблюдаются брекчиевидные формы, изогнутость полисинтетических двойников плагиоклаза и мозаичные скопления кварца.

B пределах няртинского метаморфического комплекса мафитовые породы, представленные амфиболитами и эпидот-амфиболовыми гнейсами, нами изучались в 2003 г. в истоках р. Кожым, в устье и в нижнем течении р. Кожымвож. Они имеют черную и темно-зеленую окраску, сланцеватую, полосчатую и очковую текстуру, порфиробластовую, пойкилобластовую, нематогранобластовую средне- и мелкозернистую структуры (рис. 3—5). Порфировые выделения представлены зернами альбита и граната, погруженными в основную массу с нематограноблас-товой структурой, состоящую из амфибола, кварца, эпидота и других компонентов. Надо отметить, что гранаты присутствуют не во всех образцах, их содержание увеличивается в эпидотовых амфиболитах.

B породах имеются прожилки и линзочки (1 мм х 5 мм), выполненные в основном кварцем и альбитом. B целом породы состоят из роговой обманки (40—60 %), граната (1—15 %), альбита (15—20 %). B переменных количествах содержатся второстепенные минералы: эпидот (до 10 %), кварц (2—15 %), хлорит (до 3 %), цоизит (1—2 %), биотит (до 1 %). Акцессорные минералы представлены апатитом, цирконом и титанитом

Рис. 3. Амфиболит с гранонематобласто- Рис. 4. Порфибласт альбита с пойкилобласто- вой структурой и сланцеватой текстурой вой структурой

Рис. 5. Развитие хлорита по гранату

(до 1 %), рудные — рутилом, халькопиритом и ильменитом (до 2—3 %). Составы мафитов, роговых обманок, полевых шпатов елиминского комплекса, а также составы мафитов, роговых обманок и гранатов няртинского комплекса были изучены по микрозондовым и силикатным анализам.

Для выявления природы субстрата, по которым образовались мафиты рассматриваемых комплексов, использовалась диаграмма Б. Муана и Н. Де ля Роша [2]. Bсе фигуративные точки составов амфиболитов на диаграмме попали в поле основных пород, что доказывает их принадлежность к ортопородам (рис. 6). Учитывая отсутствие в елимин-ских породах явной сланцеватости, можно сделать вывод о том, что они образовались скорее всего по габброидам.

По химическому составу амфиболов из мафитов были произведены расчеты их формульных коэффициентов по

Рис. 6. Распределение точек состава мафи-тов елиминского и няртинского комплексов на диаграмме Б. Муана и Н. де Ля Роша (Тернер, Ферхуген, 1968).

Поля: 1 — ультраосновных пород; 2 и 3 — основных пород ( 2 — максимальная концентрация составов); 4 — средних изверженных пород, песчаных глинистых граувакк и пелитовых туфов; 5 — туфогенных песчаников, мономиктовых и полимиктовых песчаников; 6 — глин, аргиллитов, алевролитов, аркозовых и мергелистых песчаников; 7 — глинистых, доломитовых и известковистых мергелей. Границы проведены по линиям переменных составов граната, роговой обманки и плагиоклаза (олигоклаз-андезина).

• •    — Фигуративные точки составов мафи-тов елиминского комплекса;

° — фигуративные точки составов мафитов няртинского комплекса методу катионов [1].

По результатам анализов все эти амфиболы принадлежат ряду кремниевого эденита-парагасита группы роговой обманки [3].

Гранат — минерал, широко распространенный в мафитах няртинского комплекса, особенно в эпидот-амфиболо-вых гнейсах. Он имеет гроссуляр-аль-мандиновый состав. Изучение гранатов на микрозонде показало зональное распределение в них некоторых элементов. По обычному кислородному методу рассчитан компонентный состав и получены следующие формулы центральных и краевых частей гранатов.

B рассмотренных нами гранатах прослеживается тенденция увеличения содержаний железа и магния, но в то же время уменьшение содержаний кальция и марганца от центра к периферии, что говорит о прогрессивном развитии метаморфизма.

При сравнении мафитов елимин-ского и няртинского комплексов, обнаруживаются как сходство между ними, так и некоторые различия. Они образовались по породам основного состава, их главные компоненты — роговая обманка (эденит-парагасит), плагиоклаз, кварц, эпидот и хлорит.

Плагиоклаз и кварц в елиминских мафитах катаклазированы. По литературным данным, мафиты няртинского комплекса тоже испытывали катаклаз и милонитизацию.

Эпидот, хлорит и альбит в обоих комплексах имеют вторичное происхождение по отношению к роговой обманке. Акцессорные и рудные минералы комплексов представлены титанитом, апатитом, цирконом, ильменитом. Кроме того, в елиминских мафитах встречается пирит, а в няртинских — халькопирит. Гранат и цоизит присутствуют только в ма-фитах няртинского комплекса, а актинолит встречается лишь в эпидот-хлорит-актинолитовых породах елиминского комплекса. Химический состав мафитов няртинского комплекса отличается по- ниженным содержанием кремнезема, глинозема, натрия и калия и повышенным содержанием титана и железа.

B роговой обманке елиминских пород наблюдается по сравнению с роговой обманкой няртинских мафитов:

• •    пониженная концентрация натрия и алюминия в шестерной координации, повышенное содержание титана, калия и кальция (по микрозондовому анализу);

• •    повышенная концентрация алюминия в четверной координации, магния и пониженное содержание натрия (по данным силикатного анализа).

Повышенная концентрация титана в няртинских амфиболах связана скорее всего с наличием включений рутила (по данным силикатного анализа).

Можно сделать предварительный вывод о том, что амфиболы обоих комплексов образовались при близких по значению температурах.

На основании приведенных выше данных можно утверждать, что мафиты няр-тинского и елиминского комплексов испытали: 1) высокотемпературный метаморфизм амфиболитовой фации (об этом свидетельствует наличие высокотемпературных роговых обманок); 2) процессы диафтореза и катаклаза, с которыми связано образование в мафитах следующих парагенезисов: в елиминских породах — эпидот-кварц-альбит-хлоритового, эпидот-хлорит-актинолитового; в няртинских породах — эпидот-альбит-кварц-хлоритового.

Таким образом, в результате проведенных нами исследований и с учетом высокой степени метаморфизма пород можно сделать вывод о том, что мафи-ты няртинского и елиминского комплексов относится, по-видимому, к одному структурному этажу (карельскому).