Урал: уникальная природная лаборатория роста земной коры и сборки суперконтинентаНИР

The Urals: a unique natural laboratory of crustal growth and supercontinent assembly

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 13 февраля 2020 г.-31 декабря 2020 г. Урал: уникальная природная лаборатория роста земной коры и сборки суперконтинента
Результаты этапа: В течение 2020 года были проведены следующие работы. 1. Полевые работы в пределах Неплюевского массива и ряда участков Предуральского краевого прогиба. Отбор образцов на различные виды аналитических работ, в том числе, петромагнитные, палеомагнитное, геохимические (ICP MS), изотопные (U-Rb (SRIMP) датирование каменноугольных гранитоидов по цирконам и детритовых цирконов из каменноугольных и пермских толщ (лазерная абляция)), сколки на шлифы, ориентированное образцы. 2. Структурные исследования и их интерпретация. В пределах Неплюевского гранитоидного массива были замерены элементы залегания серии прототектонических и тектонических трещин, а также линейности (по ксенолитам габбро и фенокристаллам полевого шпата). В терригенных толщах верхнего палеозоя Предуральского краевого прогиба и в пределах пограничной зоны Уральского орогена и Восточно-Европейской платформы были изучены многочисленные мезоструктрные элементы. В ходе работ были изучены микроструктуры зон транспрессии на восточной границе Восточно-Европейской платформы (Башкирская мегазона) со складчатым сооружением Урала (Западноуральская мегазона). Считается, что Катавско-Юрюзанская зона с юго-востока ограничена Бакало-Саткинским взбросо-сдвигом, а с северо-запада – Сулеинским взбросо-сдвигом [Тевелев и др., 2018] и сложена исключительно рифейскими комплексами. Однако обстановка транспрессии захватывает и приразломную зону клина Западноуральской мегазоны внешней складчатости, на которую надвинут Первомайско-Айский пакет пластин, выдавленный из зоны Сулеинского взбросо-сдвига на северо-запад. Пакет представляет собой параллохтон - серию чередующихся мелких чешуй, сложенных карбонатно-терригенными породами от нижнедевонских до франских включительно и надвинутых на битуминозные фаменские известняки зилимской серии. На пакет девонских пластин, в свою очередь, надвинуты аллохтонные пластины, сложенные верхнериейскими отложениями. Деформационные микроструктуры Сулеинского взбросо-сдвига были изучены в известняках зилимской серии у д. Мурсалимкино в Улуирском карьере, который находится в пределах южного выклинивания Западноуральской мегазоны внешней складчатости. Анализ микроструктурных парагенезов участков, расположенных на расстоянии около 40 км по разные стороны Катавско-Юрюзанской зоны транспрессии, позволяет сделать выводы об особенностях формирования этой зоны. Основной вывод заключается в том, что Катавско-Юрюзанская зона испытала по крайней мере два этапа тектонических деформаций, а последовательность деформаций была примерно одинаковой в пределах всей зоны – от Бакало-Саткинского разлома на юге до Сулеимского на севере. В микроструктурах зафиксированы последовательно сменяющиеся деформационные парагенезы нескольких этапов. Первый этап деформаций (D1) связан исключительно c формированием стилолитовых швов (S1), параллельных напластованию, и минеральных жил (V1) по трещинам отрыва. Скорее всего, эти микротекстуры образовались еще до проявления тектонических деформаций, за счет диагенетического уплотнения карбонатных пород и за счет формирования контракционных трещин. При этом породы испытывали вертикальное сжатие и общее горизонтальное растяжение с примерно одинаковыми минимальным и средним напряжениями. Возраст деформаций D1 – ранний фамен, время формирования зилимской серии. На втором этапе (D2) деформации происходили также в механической обстановке чистого сдвига, но ось сжатия была ориентирована уже почти горизонтально под углом от 60 до 90 градусов к оси сжатия первого этапа. Непостоянство угла объясняется, видимо, незначительным вращением блоков в процессе деформаций. На этом этапе сформировались парагенезы, включающие в себя серии стилолитовых швов (S2) и минеральных жил (V2), часто ориентированных ортогонально аналогичным элементам первого этапа, а также межзерновой кливаж (S2). Деформации второго этапа, скорее всего, соответствуют началу уральской коллизии в середине московского века, при незначительном влиянии сдвиговой компоненты. Микротекстуры третьего этапа (D2) деформаций наложены на микротекстуры первых этапов и формировались, скорее всего, в механической обстановке простого сдвига или транспрессии. По микроструктурным парагенезам не удалось установить направление тангенциальных напряжений, однако, исходя из общей ситуации, следует считать эту кинематику правосдвиговой. В таких условиях возникли микроструктурные парагенезы, включающие в себя сланцеватость (S3), милониты (S3), катаклазиты (в узком смысле слова), слюдяные пакеты (SС-текстуры) и структуры вращения порфиробластов. Деформации третьего этапа (D3) связаны уже с формированием Катавско-Юрюзанской зоны правосторонней транспрессии и имеют пермский возраст. Они соответствуют стадии латерального выжимания Каратауско-Сулеймановского блока Предуральского краевого прогиба, который эта зона ограничивает с юго-востока [Тевелев и др., 2020]. Таким образом, Катавско-Юрюзанская зона транспрессии испытала по крайней мере два этапа тектонических деформаций, а последовательность деформаций была примерно одинаковой в пределах всей зоны – от Бакало-Саткинского разлома на юге до Сулеимского на севере. Выделены три этапа формирования парагенезов. Парагенезы первого и второго этапов образовались в обстановке чистого сдвига, а парагенезы третьего этапа – в обстановке простого сдвига. 3. Седиментологические исследования. При полевых исследованиях позднепалеозойских отложений Юрюзано-Сылвенской впадины Предуральского прогиба выяснена существенная неоднородность литологических и структурных характеристик слагающих его пород. В некоторых комплексах отмечается обилие грубообломочного материала и преобладание терригенных пород. При этом в разрезах имеются многочисленные складки, олистостромы, крутые углы падения. В других комплексах преобладает материал мелкой размерности, а залегание пород пологое или даже субгоризонтальное. При этом возрастает роль карбонатного материала. Предполагается, что снизу вверх по разрезу такое чередование литологических и структурных особенностей является закономерным и приурочено к определённым тектоническим событиям в истории формирования Уральского орогена. Основной целью работы являлось выделение этапов активизации сноса материала при образовании позднепалеозойских отложений Предуральского прогиба. В результате обработки полевого материала выяснилось следующее. Первый этап активизации (315–310 млн лет) фиксируется с московского века, когда накапливались малоикская толщи, азямская, абдрезяковская и сергинская свиты среднего карбона. В них преобладают грубообломочные породы – валунные конгломераты, изредка конглобрекчии, а также мелкогалечные конгломераты. Начало первого этапа совпадает с завершением закрытия Палеоуральского океана, началом коллизии и формирования южной части Предуральского прогиба. Начал разрушаться главный источник сноса – Тараташский выступ и его западное обрамление. Это доказывается родством материала: валуны и гальки азямской и абдрезяковской свит, представлены, в основном, кремнистыми породами (подобные есть в отложения ордовика, силура и девона Маяктауского аллохтона) и кварцитовидными песчаниками, относящимся к зильмердакской свите верхнего рифея и такатинской свите нижнего девона. Эксгумация Тараташского блока (когда он и стал выступом) произошла ещё в середине рифея в условиях растяжения, а как раз в позднем палеозое Тараташский блок работал как индентор в условиях сжатия. В результате этого образовался очень крутой склон, по которому был активный снос осадков. Второй этап активизации приходится на середину сакмарского века (295–290 млн лет). В это время формируется капысовская свита. Наибольшая мощность грубооломочных отложений наблюдается на Кусинском и Нязепетровском листах, а также в Симском районе (самом южном) Бакальского листа. Такая ситуация объясняется тем, что кроме Тараташского блока, начинает функционировать ещё один источник сноса, влияние которого проявлено на юге исследуемой территории. Это Каратау-Сулеймановский блок, который, по новым данным рассматривается в качестве единого. Обломки пород в пермских конгломератах представлены кварцитами и кремнями, а подобные отложения есть в зильмердакской и миньярской свитах верхнего рифея, слагающих Сулеймановскую антикль. В это время в Магнитогорской мегазоне происходит внедрение гранитоидных массивов балканского плутонического комплекса: Новобуранного (294 млн лет) и Урузбаевского (293 млн лет). Примерно тот же возраст имеет вторая фаза динамотермального метаморфизма куртинской серии Уфалейского блока (296–293 млн лет). Третий этап (287–282 млн лет) фиксируется с середины артинского века ранней перми, когда происходит накопление белокатайской, янгантауской и габдрашитовской свит. Во всех изученных районах в указанное время формируются валунные конгломераты, олистостромовые толщи, что свидетельствует о сильной тектонической активности. Снос материала осуществляется всё с тех же источников. На третьем этапе активизации в Восточно-Уральской мегазоне на Южном Урале формируются монцонитоидные массивы степнинского комплекса (283 млн лет), а на Среднем Урале – осиновского (285 млн лет). Таким образом, выделено 3 главных этапа активизации сноса материала при формировании позднепалеозойских отложений Юрюзано-Сылвенской впадины. Начало первого этапа совпадает с началом коллизии и формирования южной части Предуральского прогиба. Остальные связаны с последовательными стадиями роста Уральского орогена и коррелируются с внедрением интрузивных массивов и этапами метаморфизма в соседних мегазонах. 4. Петромагнитные и палеомагнитные исследования. При полевых работах отобрано более 100 образцов из 15 сайтов в гранитоидах Неплюевского массива. Для этих образцов проведены измерения анизотропии магнитной восприимчивости. Результаты обрабатываются и готовятся к публикации. Палеомагнитные исследования этих образцов предполагается провести в ИНГГ СО РАН, (г. Новосибирск). 5. Лабораторные исследования. Из трех проб гранитоидов Неплюевского массива выделены цирконы и переданы для изотопного анализа (U-Pb датирование) в ЦИИ ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). Из двух проб терригенных пород солнечной свиты выделены цирконы и апатит для изотопного датирования (лазерная абляция) и трекового анализа. Анализы будут проведены в Институте докембрия (г. Санкт-Петербург). Анализы на рассеянные элементы предполагается провести в лаборатории геологического факультета МГУ.
2 13 апреля 2021 г.-10 февраля 2022 г. Урал: уникальная природная лаборатория роста земной коры и сборки суперконтинента
Результаты этапа: В течение 2021 года были проведены следующие работы. 1. Полевые работы в пределах Чекинского массива, вмещающих его вулканитов и ряда участков Предуральского краевого прогиба. Отбор образцов на различные виды аналитических работ, в том числе, петромагнитные, палеомагнитные, геохимические (ICP MS), изотопные (U-Rb (SRIMP) датирование триасовых щелочных гранитоидов по цирконам), сколки на шлифы, ориентированное образцы. 2. Структурные исследования и их интерпретация. В пределах Чекинского массива щелочных гранитоидов были замерены элементы залегания серии прототектонических и тектонических трещин, а также линейности. В терригенных толщах верхнего палеозоя Предуральского краевого прогиба и в пределах пограничной зоны Уральского орогена и Восточно-Европейской платформы были изучены многочисленные мезоструктурные элементы. 3. Петромагнитные и палеомагнитные исследования. При полевых работах отобрано более 100 образцов из 12 сайтов в триасовых щелочных гранитоидах Чекинского массива и трахибазальтах березовской свиты нижнего карбона. Для этих образцов проведены измерения анизотропии магнитной восприимчивости. Результаты обрабатываются и готовятся к публикации. Палеомагнитные исследования этих образцов будут проведены в ИНГГ СО РАН, (г. Новосибирск). 4. Лабораторные исследования. Из 8 проб щелочных гранитоидов Чекинского массива и 4 проб вулканитов березовской свиты выделены цирконы и переданы для изотопного анализа (U-Pb датирование) в ЦИИ ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). Из двух проб терригенных пород солнечной свиты выделены цирконы и апатит для изотопного датирования (лазерная абляция) и трекового анализа. Анализы будут проведены в Институте докембрия (г. Санкт-Петербург). Анализы на петрогенные оксиды и рассеянные элементы выполнены в лаборатории Института минералогии УрО РАН. Там же изготовлены шлифы магматических и осадочных пород.
3 13 мая 2022 г.-31 декабря 2022 г. Урал: уникальная природная лаборатория роста земной коры и сборки суперконтинента
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".