КОЛЛИЗИОННЫЕ И СУБДУКЦИОННЫЕ ГРАНИТОИДЫ БАТОЛИТОВ ЮЖНОГО УРАЛА – СОСТАВЫ И ИСТОЧНИКИ МАГМ

Осипова Т.А.

Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия, osipova@igg.uran.ru

Изучение закономерностей развития магматизма Уральского складчатого пояса, в т.ч. Восточно-Уральского поднятия – области наиболее интенсивного развития интрузивных гранитоидов на Урале, проводилось с начала прошлого века. В прошедшее десятилетие были получены новые аналитические данные о редкоэлементном и изотопном составе палеозойских интрузивных пород южного сегмента Восточно-Уральского поднятия (Орогенный…, 1994; Шатагин и др., 2000; Попов и др., 2002, 2003; Bea et al., 2002; Палеозоиды..., 2006, и др.), которые могут быть использованы для суждения об источниках магмообразования и составе континентальной коры этой части Уральского складчатого пояса.

Важнейшие результаты этих исследований сводятся к следующим основным позициям: подавляющее большинство интрузивных магматитов независимо от возраста и геодинамического положения обладает «мантийными» характеристиками изотопного состава Sr (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i = 0.704 – 0.706) и Nd (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_i = 0.5121-0.5124), тогда как типично «коровые» гранитоиды в буквальном смысле единичны; отсутствует корреляция между изотопными составами Sr и Nd; геохимически существенно различные породы обладают весьма близкими изотопными составами; «субдукционные» геохимические характеристики могут быть присущи и «коллизионным» образованиям; «обратная» зависимость возраста магматитов и их модельного Nd возраста; близкое сходство изотопного состава Sr и Nd одновозрастных (раннепермских) кислых и основных пород предшествующих каменноугольных гранитоидов.

Для объяснения полученных фактов на настоящий момент времени предложено две основные модели: преобладание в протолите образований молодой (палеозойской) сиалической коры и альтернативная – взаимодействие кора-мантия.

Однако модельные построения, основанные на расчетах изотопных составов Sr и Nd в соответствующих интрузивных породах восточной зоны Южного Урала для раннепермского времени, противоречат гипотезе образования высококалиевых гранитов за счет изохимического переплавления ранне-, среднепалеозойских гранитных пород: несмотря на непродолжительный отрезок времени, выплавки из сиалического материала, характеризующегося сравнительно высоким Rb/Sr отношением, должны быть значительно более обогащены радиогенным стронцием (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i ~ 0,707), чем основная масса раннепермских гранитных пород южноуральского блока Восточно-Уральского поднятия. По имеющимся на сегодня данным, с таким источником могут быть связаны только очень редкие для этой зоны Урала умереннокалиевые граниты. Модели смешения кислых и основных расплавов, опирающиеся на конкретные данные об изотопном составе верхнепалеозойских базитовых пород восточной зоны Южного Урала (Осипова и др., 2008) удовлетворительно объясняют также лишь частные, очень немногочисленные примеры. В целом же, наряду с достаточно широко распространенными гранитоидами монцонитоидного ряда, обладающими геологическими признаками участия в их формировании базитового материала, огромные объемы водных плутонических гранитов не несут никаких «макроскопически» определимых свидетельств какой-либо связи с базитовым магматизмом и связаны, по-видимому, с гомогенными источниками. Однако изотопный состав тех и других очень близок.

Среднепалеозойские гранитоиды, относимые к субдукционному этапу развития Урала, характеризуются таким же изотопным составом стронция и чуть менее радиогенным составом неодима; для них типичны геологические и изотопно-геохимические черты гетерогенности их субстрата.

Роль верхнекоровых источников в гранитообразовании в восточной зоне Южного Урала, по-видимому, очень ограничена: в настоящее время известен лишь единственный пример типичного верхнекорового производного (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i = 0,717, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_i = 0,5122) – лейкогранит раннекаменноугольного возраста (Попов и др., 2003). Его протолитом могли служить парагнейсы по раннепротерозойским (~1930 млн. л.) терригенным породам, претерпевшим метаморфизм амфиболитовой фации в кембрийское (~ 530 млн. л.) время (Краснобаев и др., 1998). Другим, проявлением участия допалеозойского материала в формировании гранитных пород является присутствие в них лишь редких реликтовых зерен циркона. Вместе с тем, в пределах Восточно-Уральского поднятия известны ортогнейсы, образованные в результате среднеордовикского (~ 460 млн. л.) метаморфизма по породам основного состава (Виноградов и др., 2000). По своим изотопно-геохимическим характеристикам они практически совпадают с основной массой средне- и позднепалеозойских гранитных пород южного блока Восточно-Уральского поднятия и могут рассматриваться в качестве образований, характеризующих состав раннепалеозойской коры этого сегмента Уральского складчатого пояса – протолита для выплавления разнообразных гранитоидов, геохимические особенности которых определяются, по-видимому, главным образом, условиями магмообразования и дальнейшей эволюции расплавов. Существование, наряду с гранитоидами, верхнепалеозойских пород основного состава, позволяет предполагать значительную роль базитовых магм в гранитообразовании в течение всего палеозойского времени в качестве источника тепла.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проект № 07-05-01023).

Литература

Виноградов В.И., Щербаков С.А. Горожанин В.М., Гольцман Ю.В., Буякайте М.И. Возраст метаморфитов Восточно-Уральского поднятия: Sm-Nd и Rb-Sr-изотопное датирование // ДАН, 2000 Т. 371. № 6. С.784-787.

Краснобаев А.А., Кузнецов Г.П., Давыдов В.А. Возраст и происхождение гнейсов челябинского комплекса // ДАН. 1998. Т. 360. № 3. С.386-389.

Орогенный гранитоидный магматизм Урала. Г.Б.Ферштатер, Н.С.Бородина, М.С.Рапопорт и др. Миасс, 1994. 247с.

Осипова Т.А., Тевелев Ал.В., Попов В.С., Беляцкий Б.В. Первые данные о возрасте габбро в Джабыкском гранитоидном плутоне (Южный Урал) // ДАН. 2008. Т. 418. № 5.

Палеозоиды зоны сочленения Восточного Урала и Зауралья. А.В. Тевелев, И.А. Кошелева, В.С. Попов и др. Тр. лаборатории складчатых поясов Моск. гос. унив. Вып. 4. 2006. 293с.

Попов В.С., Богатов В.И., Журавлев Д.З. Источники гранитных магм и формирование земной коры Среднего и Южного Урала: Sm–Nd и Rb–Sr изотопные данные // Петрология. 2002. Т. 10. № 4. С.389-410.

Попов В.С., Тевелев Ал.В., Беляцкий Б.В., Богатов В.И., Петрова А.И., Журавлев Д.З., Осипова Т.А. Изотопный состав Nd и Sr в гранитах Урала как показатель взаимодействия мантия-кора // ЗВМО. 2003. Ч.CXXXII. № 3. С.17-38.

Шатагин К.Н., Астраханцев О.В., Дегтярев К.Е., Лучицкая М.В. Неоднородность континентальной коры Восточного Урала: результаты изотопно-геохимического изучения палеозойских гранитоидных комплексов // Геотектоника. 2000. № 5. С.44–60.

Bea F., Fershtater G.B., Montero P. Granitoids of the Uralides: Implications for the Evolution of the Orogen // Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present Geophysical Monograph. 132. Copyright by the American Geophysical Union. 2002. P.211-232.