Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Горнблендиты дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урала: петрология и генезис
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Горнблендиты дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урала: петрология и генезис"

На правах рукописи

Готтман Ирина Альбертовна

ГОРНБЛЕНДИТЫДУНИТ-КЛИНОПИРОКСЕНИТ-ГАББРОВЫХ КОМПЛЕКСОВ УРАЛА: ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС

Специальность 25.00.04 — петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

г г т гон

Екатеринбург - 2014

005548777

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук (г. Екатеринбург)

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук,

Пушкарев Евгений Владимирович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

Ведущая организация: ОАО «Уральская геологосъемочная

экспедиция» г. Екатеринбург

Защита состоится «10» июня 2014 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета ДК 004.021.02 при Институте геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук по адресу: г. Екатеринбург, пер. Почтовый, д. 7, в актовом зале.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого УрО РАН (http://www.igg.uran.ru).

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим присылать по адресу: 620075, г. Екатеринбург, пер. Почтовый, д. 7, ученому секретарю диссертационного совета. Телефон: (343)371-19-97, факс: (343)371-19-97, e-mail: krupenin@igg.uran.ru

Автореферат разослан апреля 2014г.

профессор Изох Андрей Эмильевич

Институт геологии и минералогии Сибирского отделения Российской академии наук (ИГМ СО РАН), г. Новосибирск, заведующий лабораторией

кандидат геолого-минералогических наук Вализер Петр Михайлович Ильменский государственный заповедник им. В.И. Ленина Уральского отделения Российской академии наук (ИГЗ УрО РАН), г. Миасс, директор

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук

М.Т. Крупенин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Горнблендиты — практически мономинеральные амфиболовые породы, тесно ассоциированные с клинопироксенитами в различных по генезису и геотектонической позиции мафит-ультрамафитовых комплексах. Наиболее широко они распространены в дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах Урало-Аляскинского типа, развитых в островодужных конвергентных обстановках (массивы Платиноносного пояса Урала (ППУ), Юго-Восточной Аляски и их аналоги). В таких комплексах объем горнблендитов может достигать существенной величины, и они могут быть либо интегрированы с ультрамафигами, либо слагать самостоятельные интрузивные тела, вплоть до образования крупных массивов. Вместе с клинопироксенитами горнблендиты являются рудовмещающими для ванадий-титаномагнетитового оруденения так называемого качканарского типа, образование которого является дискуссионным. Генезис горнблендитов практически не изучался и не обсуждался в научной литературе, хотя большинство исследователей отмечают существенную петрогенетическую роль амфибола при генезисе базальтов, андезитов и при их дифференциации, при плавлении мантийных субстратов различного состава. Амфибол рассматривается как один из важных минералов-источников магматогенного и метаморфогенного флюида. Кристаллохимическая емкость амфибола в отношении редких и редкоземельных элементов и возможность его существования в широком диапазоне Р-Т параметров позволяет рассматривать его как один из главных минералов, определяющих геохимический фон магматических пород, производных различных мантийных субстратов. Особенно подчеркивается роль амфибола при генерации магм в супрасубдукционных обстановках и при плавлении мантийного клина (Cawthom et al. 1973; Schiano et al., 2004; Medard, Schmidt, 2006; Larocque, Canil, 2010 и др.). Еще в классической работе Г. Йодера и К. Тилли (Йодер, Тилли, 1965) было отмечено, что амфибол - это единственный из всех породообразующих минералов, соответствующий по составу природным расплавам основного или пикритобазальтового состава, но ответа на то, почему такие магмы могли кристаллизоваться в виде горнблендитов, дано не было. В настоящее время существуют две альтернативные модели образования горнблендитов: магматическая и реакционно-метасоматическая. Согласно магматической модели, горнблендиты формируются при кристаллизации амфибола из остаточных флюидонасыщенных расплавов, связанных с дифференциацией пикробазальтов, анкарамигов или клинопироксенитов (Тейлор, Нобл, 1973; Irvine, 1974; Фершгатер, Пушкарев, 1987; Ферштатер, 1999). По реакционно-метасоматической модели, формирование горнблендитов происходит за счет

ультрамафитов и габброидов в результате их замещения амфиболом при метаморфизме пород, либо при их метасоматической трансформации под действием более молодых интрузий основного или кислого состава (Заварицкий, 1956, 1961; Воробьева и др., 1962; Фоминых и др., 1967, 1987; Ефимов, 1995; Иванов, 1997; Попов, Никифорова, 2004).

Таким образом, исследование, направленное на установление генезиса горнблендитов, является актуальным как с точки зрения фундаментальных аспектов петрологии, так и в прикладном отношении, поскольку горнблендиты являются вмещающими для титаномагнетитового оруденения.

Цель работы. Исследование направлено на решение проблемы генезиса горнблендитов - практически мономинеральных или богатых амфиболом пород, слагающих значительные массы в мафит-ультрамафитовых комплексах Урало-Аляскинского типа и вмещающих титаномагнетитовое оруденение.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение геологического положения горнблендитов в дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах Платиноносного пояса Урала и в Хабарнинском полиформационном мафит-ультрамафитовом аллохтоне на Южном Урале и установление их геологических взаимоотношений с ультрамафитами и габброидами. Структурно-морфологическая типизация горнблендитов.

2. Тестирование модели реакционно-метасоматического генезиса горнблендитов при взаимодействии клинопироксенитов с интрузиями гранитоидов.

3. Получение доказательств магматической природы горнблендитов на основе изучения минералогии реакционных зон вокруг ксенолитов перидотитов в эруптивных брекчиях с горнблендитовым цементом. Определение Р-Т параметров взаимодействия горнблендитов с перидотитами.

4. Установление природы высокоглиноземистого клинопироксена фассаитового типа в горнблендитах и титаномагнетитовых клинопирксенитах Платиноносного пояса Урала.

5. Определение природы флюида, участвующего в формировании горнблендитов (амфибола) на основе изучения геохимии стабильных изотопов кислорода и водорода.

6. Определение возраста горнблендитов, маркирующего верхний предел образования ультрамафит-мафитовых комплексов Урало-Аляскинского типа.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертации положен материал полевых исследований Кытлымского, Светлоборского и Хабарнинского массивов на Урале в периоды 1996-1997,

2002-2003 и 2007-201 Irr, в которых автор принимал личное участие, выполнял картирование детальных участков, зарисовки, фотографирование и документацию обнажений, отбор проб. Во время полевых работ собрана коллекция из 350 проб горных пород. Все пробы прошли стандартную процедуру подготовки для лабораторных исследований: дробление (дробилка ВВ-200, ВВ-51), квартование, истирание (вибрационный истиратель со стальными стержнями, механическая агатовая ступка RM-200 фирмы Retsch). Выделение минералов проводилось с помощью комбинирования различных методов (магнитная и электромагнитная сепарация, разделение в тяжелых жидкостях, ручная разборка).

Было изучено более 400 петрографических и 70 прозрачно-полированных шлифов на поляризационном петрографическом микроскопе серии ПОЛАМ и Carl-Zeis Jena Axioplan.

Состав пород и минералов был изучен в ЦКП «Геоаналитик» ИГГ УрО РАН (руководитель академик С.Л.Вотяков). Химический состав пород определялся рентгенфлюоресцентным методом на спектрометрах СРМ-18, 25 и EDX- 900 HS. РегОз, NaaO и потери при прокаливании были определены методами «мокрой химии». Анализы на редкие и редкоземельные элементы были выполнены методом 1CP-MS на ELAN 9000 по стандартной методике, принятой в лаборатории. Состав минералов и их строение были изучен на рентгеновском микроанализаторе Cameca SX-100 и электронном сканирующем микроскопе JEOL 6390LV с ЭДС приставкой INCA Energy 450 Х-Мах 80 фирмы Oxford Instruments (аналитики Д.А. Замятин, В.В. Хиллер, С.П. Главатских). Определения изотопного состава кислорода и водорода в минералах были проведены в изотопной аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН (Владивосток) на изотопном масс-спектрометре Finnigan МАТ 252 (руководитель: A.B. Игнатьев). Определение изотопного возраста цирконов было проведено в Изотопном центре ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) с использованием SHRIMP-II по стандартной методике и в изотопной лаборатории Института геологии Кольского НЦ (Апатиты) под руководством Т.Б. Баяновой на масс-спектрометре Finnigan МАТ-262 (RPQ).

Научная новизна. Получены петрологические доказательства, что амфиболовые породы, образующиеся при взаимодействии пироксенитов с гранитоидным расплавом, не соответствуют по составу горнблендитам Платиноносного пояса Урала, поэтому такой механизм неприемлем для объяснения генезиса горнблендитов.

На основе систематизации авторских и литературных геологических и петрологических данных предложено выделять два морфогенетических типа горнблендитов: 1) горнблендиты, связанные постепенными переходами с клинопироксенитами и образующие с ними единые тела; 2) горнблендиты,

образующие жилы и дайки, секущие ультрамафиты, и слагающие цемент эруптивных брекчий с ультраосновными ксенолитами. Показано, что горнблендиты 2-го типа представляют собой продукт кристаллизации флюидонасыщенного расплава, отделившегося от ультраосновного источника и эволюционирующего самостоятельно.

Получены первые данные об изотопном составе 5 180 и 8D в амфиболах из горнблендитов Платиноносного пояса Урала и Хабарнинского массива, свидетельствующие о мантийно-магматической природе флюида, равновесного с кристаллизацией амфибола горнблендитов.

Показано, что высокоглиноземистый клинопироксен фассаитового типа в горнблендитах имеет магматическое происхождение и кристаллизуется совместно с амфиболом, а иногда и завершает кристаллизацию горнблендитов и не связан с процессами скарнирования, как это предполагалось ранее.

Установлено, что формирование горнблендитов завершает образование дунит-клинопироксенит-тылаитовых серий. Впервые проведенное нами изотопное U-Pb датирование по цирконам и Ar-Ar датирование по амфиболам возраста образования горнблендитов в Кытлымском и Хабарнинском массивах показало, что они формировались в раннем девоне (415 млн. лет) и (408-400 млн. лет) соответственно. С учетом литературных данных (Иванов, Калеганов, 1993; Семенов, 2007) можно утверждать, что главный эпизод образования горнблендитов на Урале укладывается в интервал 430-400 млн. лет.

Степень проработанности и вклад автора в проведенное исследование. Литературный обзор по теме диссертации выполнен автором самостоятельно. В процессе проведения исследований автор участвовал в полевых работах, лично выполнял документацию обнажений и занимался отбором проб. Лабораторная обработка проб для подготовки их к аналитическим исследованиям выполнялась автором лично. Изучение петрографических шлифов и полировок также проводилось автором лично, с привлечением для консультаций научного руководителя и сотрудников лаборатории. Автор готовил образцы и принимал непосредственное участие в изучении состава минералов на рентгеновском микроанализаторе Сатеса SX-100 и электронном микроскопе JEOL 6390LV под руководством сотрудников ЦКП «Геоаналитик». Подготовка проб и выделение минералов для проведения изотопных исследований и определения возраста пород выполнялись автором совместно с техническим персоналом лаборатории петрологии магматических формаций ИГГ УрО РАН под наблюдением научного руководителя. Интерпретация изотопных данных выполнена диссертантом самостоятельно. Типизация горнблендитов на два

морфогенетических типа, описание геологического положения пород и их взаимоотношений с ультрафамитами и габброидами выполнены автором совместно с научным руководителем. Обнаружение и изучение структурного положения и состава высокоглиноземистого клинопироксена фассаитового типа в горнблендитах и интерпретация его генезиса полностью является инициативным исследованием автора.

Защищаемые положения: 1. Горнблендиты дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урало-Аляскинского типа образовались в ходе кристаллизации остаточных флюидонасыщенных расплавов пикробазальтового состава, связанной с дифференциацией первичных высокоизвестковистых клинопироксенитовых или анкарамитовых магм. Кристаллизация остаточного расплава in situ приводит к формированию серии ультраосновных пород, в разной степени обогащенных амфиболом, вплоть до образования массивных горнблендитов, связанных с клинопироксенитами постепенными переходами (первый

морфогенетический тип горнблендитов).

Отделившийся от ультраосновного источника горнблендитовый расплав формирует активные интрузивные тела: дайки, штоки, эруптивные брекчии, прорывающие как более ранние ультраосновные породы, так и метаморфические породы обрамления массивов, что является доказательством магматической природы горнблендитов (второй морфогенетический тип горнблендитов).

2. Высокое давление воды в горнблендитовом расплаве препятствует кристаллизации плагиоклаза и в некоторых случаях приводит к совместной с амфиболом равновесной кристаллизации высокоглиноземистого низкокремнистого клинопироксена фассаитового типа, поэтому образование такого клинопироксена является индикатором высокого давления воды и окисленности при кристаллизации горнблендитов.

3. Горнблендиты формируются на заключительных стадиях становления дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урала в интервале поздний силур - ранний девон (430-400 млн. лет) и маркируют время завершения высокоизвестковистого мафит-ультрамафитового магматизма и образования комплексов Урало-Аляскинского типа.

Практическое значение. Данные о возрасте горнблендитов, завершающих формирование платиноносных дунит-клинопироксенитовых массивов Урала, могут быть использованы при проведении геологосъемочных работ и составлении легенд геологических карт. Горнблендиты, наравне с клинопироксенитами, являются рудовмещающими для титаномагнетитового оруденения качканарского типа, поэтому определение генезиса пород позволяет решать вопросы происхождения

титаномагнетитового оруденения и закономерностей его пространственного распределения в комплексах Урало-Аляскинского типа. Внедрение жил и даек горнблендитов рассматривается как один из факторов, обуславливающих перераспределение и переотложение платиноидов в дунитах Платиноносного пояса Урала и формирование в них метаморфогенной платиновой минерализации, на что следует обращать внимание при проведении поисково-разведочных работ на платиноиды. Данные о геологическом положении горнблендитов, их тесной генетической связи с клинопироксенитами и доказательства их магматической природы могут быть использованы при составлении учебных программ и чтения лекций по теме «Петрография и генезис магматических горных пород» в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на всероссийских и международных совещаниях и конференциях: «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения» (г. Екатеринбург, 2009); «Петрогенезис и рудообразование» (г. Екатеринбург, 2009); «Магматизм и метаморфизм в истории Земли» (Екатеринбург, 2010); «Наука, природа и общество» (г. Миасс, 2010); «Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы» (Екатеринбург, 2012) и других.

Основные материалы и положения диссертации изложены в 28 работах, из них 5 статей в журналах по списку ВАК, 10 статей в сборниках и 13 - в тезисах докладов и материалах конференций.

Структура п объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы, и содержит 142 страницы текста, 53 рисунка и 20 таблиц. Список литературы включает 216 наименований.

Во введении определены актуальность, цели и задачи работы, указаны методы исследования, а также сформулированы защищаемые положения. В первой главе рассмотрена проблема классификации и номенклатуры горнблендитов в рамках существующих петрохимических классификаций горных пород; сделан краткий обзор сведений о геологическом положении и генезисе горнблендитов в различных ассоциациях магматических пород. Во второй главе рассмотрено геологическое положение горнблендитов в мафит-ультрамафитовых массивах Платиноносного пояса Урала — Кытлымском и Светлоборском на Северном и Среднем Урале соответственно, и Хабарнинском полиформационном мафит-ультрамафитовом аллохтоне на Южном Урале. Приведены результаты изучения минералогии реакционных зон вокруг ксенолитов перидотитов в эруптивных брекчиях с горнблендитовым цементом, а также результаты тестирования реакционно-метасоматической модели образования горнблендитов при взаимодействии

клинопироксенитов с интрузиями гранитоидов. В третьей главе приведены результаты определения возраста горнблендитов Кытлымского и Хабарнинского массивов. В четвертой и пятой главе дана минералого-петрографическая характеристика горнблендитов и ассоциированных с ними клинопироксенитов. В шестой главе рассмотрены петро-геохимические особенности горнблендитов и результаты изотопного исследования амфибола. В седьмой главе обсуждается генезис горнблендитов. В заключении приведены основные результаты работы.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории петрологии магматических формаций Института геологии и геохимии УрО РАН им.

A.Н. Заварицкого под руководством ведущего научного сотрудника Евгения Владимировича Пушкарева, которому автор признателен за советы, обсуждение результатов по ходу исследования и совместную работу. Автор благодарит профессора Германа Борисовича Ферштатера за постоянное внимание, консультации и содействие в работе. За внимание, помощь в проведении исследований автор благодарит своих коллег из лаборатории магматических формаций ИГГ УрО РАН: Н.С. Бородину, C.B. Прибавкина,

B.В. Холоднова, Т.А. Осипову, Г.Ю. Шардакову, В.Г. Крживицкую. Автор благодарит администрацию института геологии и геохимии УоО РАН, директора академика C.JI. Вотякова, зам. директора Е.В. Аникину за поддержку в проведении исследований. Особая благодарность сотрудникам Центра коллективного пользования «Геоаналитик» Ю.В. Щаповой, В.Г. Гмыре, Н.П. Горбуновой, Д.А. Замятину, Д.В. Киселевой, В.В. Хиллер, Т.Я. Гуляевой, С.ГТ. Главатских и др. Работа была выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ Ms 13-05-00597, 13-05-96031 р_урал_а (РФФИ-Урал - Правительство Свердловской области) и совместных проектов УрО-СО-ДВО РАН № 12-С-5-1004.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Горнблендиты постоянно встречаются в дунит-клинопироксенитовых массивах Платиноносного пояса Урала (Заварицкий, 1956; Воробьева и др., 1962 Фоминых и др., 1974, 1987; Иванов, 1997 и др.), Юго-Восточной Аляски (Irvine, 1974; Himmelberg, Loney, 1995), в других мафит-ультрамафитовых ассоциациях. Так, в восточно-хабарнинском дунит-клинопироксенит-вебстерит-габброноритовом комплексе (ВХК) (Варлаков, 1978), входящем в структуру Хабарнинского полиформационного аллохтона на Южном Урале, горнблендиты образуют дайки различной протяженности и мощности, объединенные в многокилометровые жильные поля. Горнблендиты тесно ассоциированы с ультраосновными породами, преимущественно с клинопироксенитами, вместе с которыми они вмещают

крупные по запасам месторождения титаномагнетитовых руд, например, Качканарское месторождение на Среднем Урале (Фоминых и др., 1987) и целый ряд более мелких. В Ревдинском массиве ГТПУ горнблендитами сложено крупное линейное тело, вмещающее Первоуральске титаномагнетитовое месторождение (Фоминых и др., 1974). Во многих массивах встречаются дайки горнблендитов, секущих более ранние ультраосновные породы. Они могут формировать тела эруптивных брекчий с ксенолитами перидотитов, хромититов, титаномагнетитов и даже динамотермальных метаморфических пород. Жильные горнблендиты отсутствуют среди габброидов, формирующих самостоятельные массивы в Платиноносном поясе Урала. По характеру геологических взаимоотношений с ультраосновными породами можно выделить два морфогенетических типа горнблендитов (Готтман, Пушкарев, 2009): I - горнблендиты имеющие непрерывные переходы с клинопироксенитами, II — горнблендиты, образующие дайки и интрузивные тела, прорывающие ультрамафиты. Горнблендиты второго типа обладают всеми геологическими признаками магматических пород. Для исследования были выбраны горнблендиты Кытлымского, Светлоборского массивов Платиноносного пояса Урала (ППУ) и Хабарнинского полиформационного мафит-ультрамафитового аллохтона (рис. 1).

Первое защищаемое положение. Горнблендиты дунит-клннопироксенпт-габбровых комплексов Урало-Аляскинского типа образовались в ходе кристаллизации остаточных флюндонасыщениых расплавов пикробазальтового состава, связанных с дифференциацией первичных высокоизвестковистых клинопироксенитовых или анкарамнтовых магм. Кристаллизация остаточного расплава in situ приводит к формированию серии ультраосновных пород, в разной степени обогащенных амфиболом, вплоть до образования массивных горнблендитов, связанных с клинопироксенитами постепенными переходами (первый морфогенетический тип горнблендитов).

Отделившийся от ультраосновного источника горнблендитовый расплав формирует активные интрузивные тела: дайки, штоки, эруптивные брекчии, прорывающие как более ранние ультраосновные породы, так и метаморфические породы обрамления массивов, что является доказательством магматической природы горнблендитов (второй морфогенетический тип горнблендитов).

Геологические исследования в Кытлымском (Северный Урал, ППУ), Светлоборском (Средний Урал, ППУ) и Хабарнинском (Южный Урал) массивах показали, что горнблендиты имеют разные геологические соотношения с клинопироксенитами и другими ультраосновными породами,

с которыми они тесно пространственно ассоциированы. В одних случаях, горнблендиты связаны постепенными переходами с клинопироксенитами, образуя вместе с ними массивы, нередко вмещающие титаномагнетитовое оруденение или даже месторождения (горнблендиты 1-го типа). В других случаях, горнблендиты образуют жилы и дайки, секущие дуниты, верлиты и клинопироксениты (горнблендиты Н-го типа) (Готтман, Пушкарев, 2009).

К горнблендитам 1-го типа можно отнести породы, развитые в Качканарском и других массивах ППУ (Воробьева и др., 1962; Москалева, 1964; Фоминых идр., 1987). Их происхождение связывают с амфиболизацией клинопироксенитов или оливиновых габброидов в процессе метаморфических преобразований этих пород или в связи с воздействием на них более молодых интрузий, являющихся источником тепла и вещества (Фоминых, 1987; Ефимов, 1991; Иванов, 1997; Попов, Никифорова, 2004). В качестве наглядного примера, демонстрирующего метасоматическое развитие амфибола по клинопироксену, исследователи приводят реакционные амфиболовые каймы, окружающие ксенолиты клинопироксенитов в гранитоидах (Заварицкий, 1956; Фоминых идр., 1987). Для тестирования этой модели нами были изучены пироксенитовые брекчии в гранитоидах Кытлымского, Уктусского, Шабровского и других массивов Урала. Согласно нашим данным (Готтман, Пушкарев, 1997) амфибол, формирующийся при воздействии гранитоидов на клинопироксениты, характеризуется умеренными и низкими содержаниями глинозема, более низкими концентрациями титана и щелочей по сравнению с амфиболом из горнблендитов. Реакционный амфибол обладает отрицательными аномалиями Sr и Ва и распределением РЗЭ, близким к таковому в гранитоидах. Наши исследования показывают, что в результате метасоматической реакции между клинопироксенитами и гранитоидами не происходит образование амфибола, характерного для горнблендитов.

Горнблендиты 1-го типа были изучены нами (Готтман, Пушкарев, 2010) в молостовском дифференцированном интрузиве, входящем в состав одноименного комплекса в Хабарнинском мафит-ультрамафитовом аллохтоне на Южном Урале (Ферштатер и др., 1981; Петрология постгарцбургитовых..., 1991). Молостовский интрузив сложен гомодромной серией пород: оливиновые клинопироксениты - горнблендиты -меланогаббро - гранитоиды, которые прорывают офиолитовые гарцбургиты Хабарнинского массива. Амфибол-оливиновые клинопироксениты являются наиболее ранними породами, слагающими до 30% интрузива. Изучение клинопироксенитов показало, что они образовались в результате многостадийной кристаллизации, которая начиналась с высокомагнезиального оливина и клинопироксена, продолжалась

железистым оливином и клинопироксеном, а заканчивалась формированием высокоглиноземистого амфибола и титаномагнетита (Пушкарев, 1987; Пушкарев, 1989 и др.). Доля амфибола, его состав и структурное положение закономерно меняются в зависимости от того, какой стадии дифференциации соответствует пироксенит. В более магнезиальных клинопироксенитах доля амфибола не превышает первых процентов и он занимает интерстициальное положение. В более дифференцированных клинопироксенитах доля амфибола возрастает до 15-20% и он формирует крупные пойкилокристы с многочисленными включениями зонального клинопироксена и идиоморфного титаномагнетита. Переход к горнблендитам с долей амфибола до 75-95% осуществляется через породы, содержащие амфибол и клинопироксен практически в равных количествах (рис. 3). Пока клинопироксен преобладает в породе, амфибол всегда цементирует его, оставаясь ксеноморфным. В горнблендитах амфибол приобретает идиоморфизм, а межзерновое пространство заполняет криптовый, ксеноморфный плагиоклаз, количество которого в породе обычно не превышает 10-15%. Состав амфибола также закономерно меняется. В клинопироксенитах амфибол имеет f=0.22-0.33 и А12Оз=12-14 мас.%, ТЮ2 около 1%, в клинопироксеновых горнблендитах - Г=0.28-0.44 и АЬ03=13-15 мас.%, ТЮ2 1.3-1.5%, в горнблендитах - f=0.29-0.47 и А1203=14-16 мас.%, TiOi около 2%. Суммарное содержание щелочей и стронция в амфиболе также возрастает в этом направлении. Это свидетельствует о тесной генетической связи клинопироксенитов и горнблендитов, что подтверждается и геохимическими данными (рис. 4). Так, амфибол-оливиновые клинопироксениты имеют более низкие концентрации РЗЭ, чем клинопироксеновые и плагиоклазсодержащие горнблендиты, но одинаковый с ними характер распределения (рис. 4 а, б). Клинопироксен и амфибол в клинопироксенитах имеют сходный характер распределения РЗЭ при более высоком уровне концентраций элементов в амфиболе, что является признаком кристаллизации амфибола из расплава, а не образования его в результате замещения пироксена (рис. 4 в) (Tribuzio et al., 1999). Эти данные подтверждают идею (Ферштатер, Пушкарев, 1987), что горнблендиты являются остаточными расплавами, образующимся при дифференциации клинопироксенитовых или анкарамитовых магм.

Горнблендиты П-го типа формируют жилы и дайки различной протяженности и мощности, секущие ультраосновные породы. Часто жильные горнблендиты содержат значительный объем ксенолитов ультрабазитов, иногда фрагменты хромититов, титаномагнетитовых руд и метаморфических пород. Такие горнблендиты широко развиты в Кытлымском, Светлоборском и Хабарнинском массивах на Урале, где и

X /X X 1 «.

L х х]

y>xV 0 L

/ X X J G [

f X X il

X X X J 0

XXX M

X X X J

ю-в

р. Крутобереговая 100 м

с-з

1

—I— _ Г_С.

Ёк^трпинбх/пг Схема строения интрузивной зоны в верховьях

| " р.Крутобереговая, Кытлымский массив. 1 - тылаиты ранней

56 деформированной дунит-клинопироксенит-тылаитовой серии; 2 -

кытлымиты; 3 - оливин-амфиболовые клинопироксениты; 4 -амфибол-клинопироксеновые меланогаббро; 5 - горнблендиты (дайки и тела эруптивных брекчий с горнблендитовым цементом).

Рис. 1. Положение изученных массивов: 1 - Кытлымский, 2 - Светлый Бор, 3 - Хабарнинский.

Рис. 3. Микрофотографии) показывающие постепенный переход от амфибол-оливиновых клинопироксенитов (а) к клинопироксеновым горнблендитам (б) и горнблендитам первого типа (в). Молостовский интрузив, Хабарнинский массив.

100

10

а

порода/хондрит

2

■- 3

La Pr Sm Gd Dy Er Yb Ce Nd Eu Tb Ho Tm Lu

Cs Ba К La Sr Hf Sm Ti Dy Y Rb Th Nb Ce Nd Zr Eu Gd Y

La Pr Sm Gd Dy Er Yb Ce Nd Eu Tb Ho Tm Lu

Рис. 4. Распределение редких и редкоземельных элементов в горнблендитах, клинопироксенитах и минералах из них (Хабарнинский массив), а, б - породы. Горнблендиты 1-го типа: 1-клинопироксеновые, 2 - плагиоклазсодержащие; 3 - амфибол-оливиновые клинопироксениты. Поле составов горнблендитов П-го типа, в - породы: 1 - горнблендит, 2 - амфибол-оливиновый клинопироксенит, 3-4 - не залитые круги, квадраты (соответственно) амфиболы из этих пород. 5 -клинопироксен из клинопироксенита. Нормирование нахондрит по (Sun, McDonough, 1989).

400 ± 6 млн.лет СКВО = 0.045

207 рь/23,

0.01 0.05

0.062

0.15 0.25 0.35 0.45 0.55

Х>

Рч -о о

(N

Он

го

<N

415 ± 3 млн. лет СКВО = 1.5

0.058

0.054

0.050

и/

Х>

Р-

<о о

0.046

0.038

206

Pb

н п

к

ч £

н" §

а. м о Ю

600 500 400300 -200

Возраст плато = 400.5±4.5 млн. лет

и-И

Хб-536, амфибол, амфиболовое меланогаббро

0 20 40 60 Выделенный

39

80 100

Аг, %

Рис. 7. а - в - U-Pb диаграмма с конкордией для цирконов: а, б - жильные горнблендиты Хабарнинского массива; в - амфибол-клинопироксеновое меланогаббро Кытлымского массива, г -результаты 40Аг/39Аг исследования амфиболов из амфиболовых габбро молостовского комплекса, Хабарнинского массива, а, в - по данным SHRIMP-II (ВСЕГЕИ), б) по данным ID-TIMS (ГИ КНЦ РАН). 1 -5 - номера фракций цирконов (см. текст).

Fe/(Fe+Mg)

Рис. 5. а - взаимоотношения жильных пород в дунитах Светлоборского массива. 1 - клинопироксенит с сегрегациями хромитов; 2 - поздний верлит; 3 - горнблендит. б - перидотитовая брекчия с горнблендитовым цементом (керн скважины № 570, глубина 327 м, Хабарнинский массив).

Рис. 6. Диаграмма Fe/(Fe+Mg) - A12О з для пород (а) и клинопироксенов (б), а - породы Кытлымского, Светлоборского и Хабарнинского массивов: 1 - горнблендиты, 2 - меланогаббро, 3 - амфибол-оливиновые клинопироксениты. Поля составов пород Платиноносного пояса Урала (ППУ) (Ефимов, Ефимова, 1967; Фоминых и др., 1987; Иванов, 1987). б - состав клинопироксенов: 1, 2 - жильные горнблендиты Светлоборского массива (1 - диопсид, 2 - фассаит); 3 - амфибол-оливиновые клинопироксениты (Кытлымского, Светлоборского и Хабарнинского массивов).

Верхнее пересечение 402 ± 23 млн. лет СКВО = 0.24

0.062

0.054

Верхнее пересечение 408 ± 9 млн. лет СКВО = 0.022

были детально изучены (Готтман, Пушкарев, 2009, 2010). По нашим данным, в Кытлымском габбро-гипсрбазитовом массиве ППУ горнблендиты входят в состав относительно молодой (Пушкарев и др., 2001), недеформированной клинопироксенит-меланогаббро-горнблендитовой серии, которая прорывает более древние и деформированные тылаиты Тылай-Конжаковской структуры Кытлымского массива (Ефимов, Ефимова, 1967; Иванов, 1997). Представительный разрез серии вскрыт в северо-западном эндоконтакте массива в верховьях реки Крутобереговая (рис. 2). Наиболее ранними породами молодой серии являются крупнозернистые амфибол-оливиновые клинопироксениты, которые последовательно прорываются амфибол-клинопироксеновыми меланогаббро, горнблендитами и меланократовыми амфиболовыми габбро-пегматитами. Составы пород лежат на общих петрохимических трендах, обладают единством геохимических особенностей и закономерными вариациями составов породообразующих минералов, что позволяет, с учетом их структуры и геологического положения, объединять их в единую магматическую серию. Горнблендиты формируют многочисленные дайки и интрузивные тела в ранних клинопироксенитах и меланократовых амфибол-клинопироксеновых габброидах собственной серии и в более древних тылаитах, но преимущественно содержат ксенолиты дунитов, верлитов и клинопироксенитов древней серии, которые не обнажаются в непосредственном окружении горнблендитов. Среди ксенолитов также были отмечены фрагменты титаномагнетитовых руд и амфибол-плагиоклазовых низкостронциевых амфиболитов (кытлымитов) из экзоконтакта массива. Жильные горнблендиты встречаются также в Косьвинском дунитовом теле на горе Косьвинский Камень, где они образуют единичные дайки, секущие дуниты и связанные с ними хромитовые сегрегации. Мощность даек варьирует от первых сантиметров до 0.4 м.

В Светлоборском массиве встречаются горнблендиты I и II типа. Первые ассоциируют с клинопироксенитами, окружающими дунитовое ядро массива, и с отдельно залегающим западнее телом амфибол-оливиновых клинопироксенитов (Иванов, 1997). Горнблендиты 2-го типа пользуются в Светлоборском массиве широким распространением. Они образуют рои субвертикальных и пологих даек субмеридионального простирания, секущих дуниты в центральной и западной частях массива (Готтман, Пушкарев, 2009). Мощность даек варьирует от первых сантиметров до 1.5 м. Насыщенность дунитов дайками велика, иногда насчитывается до 2-3 даек на один погонный метр ультрабазитов. Получены геологические доказательства, что горнблендиты формируются после того, как в дунитах образовались хромитовые сегрегации и разнообразные

высокотемпературные метасоматические клинопироксенитовые жилы, которые секутся горнблендитами (рис. 5 а). Следовательно, внедрение даек горнблендитов завершает формирование ультраосновных пород массива и маркирует переход к хрупким деформациям.

В Хабарнинском массиве жильные горнблендиты И-го типа встречаются в молостовском и восточно-хабарнинском комплексах. В молостовском комплексе они образуют небольшие штоки и жилы, секущие амфибол-оливиновые клинопироксениты. В дунитах и связанных с ними хромитовых рудах восточно-хабарнинского комплекса и, реже, в клинопироксенитах, горнблендиты формируют жильные рои, протяженностью до нескольких километров (Готтман, Пушкарев, 2009). Отдельные дайки имеют длину до ста метров и мощность до нескольких метров. Горнблендиты часто в большом количестве содержат ксенолиты дунитов и хромититов, которые на контакте с амфиболовыми породами имеют зоны высокотемпературных реакционных изменений. Жилы горнблендитов выходят за пределы ультраосновных пород ВХК и прорывают перидотиты офиолитового дунит-гарцбургитового комплекса, слагающего центральное ядро Хабарнинского массива. Тела эруптивных брекчий с перидотитовыми ксенолитами и горнблендитовым цементом мощностью до нескольких десятков метров вскрываются скважинами №№ 570, 573 и др., пробуренными в северо-восточной части массива (рис. 5 б) (Петрология постгарцбургитовых..., 1991). Все ультраосновные ксенолиты испытывают активное воздействие со стороны горнблендитов с образованием реакционных каймы мощностью до 3-5 мм (Готтман и др., 1998). Внутренняя, ближняя к перидотиту, зона сложена агрегатом ортопироксена, следующая представлена тальк-серпентиновым парагенезисом, после которого следует зона, обогащенная амфиболом и флогопитом. Воздействие на перидотит со стороны горнблендитов проявляется и в увеличении железистости породообразующего оливина, и в изменении состава акцессорного хромшпинелида от центральных к краевым зонам ксенолитов (Смирнов, 1989; Готтман и др., 1998). Глубина этой проработки составляет обычно 2-Зсм.

Несмотря на различия в геологическом залегании горнблендитов первого и второго типов, они имеют сходный и весьма постоянный химический состав, который определяется составом породообразующего амфибола, количество которого составляет в среднем 85-95%. Во всех изученных случаях амфибол представлен паргаситом-магнезиогастингситом (Сав>1,5; (Na+K)A >0.50; Ti< 0.5) (Leake et al., 1997), с содержаниями А12Оз=Ю-17 мас.% и железистостью >0.3. Как было показано выше, амфибол из клинопироксенитов и горнблендитов обладают общими чертами

химического состава, различаясь только железистостью, количеством щелочей и, в некоторых случаях, титана. Наиболее ярко эта генетическая связь проявляется при изучении зональных амфиболов из горнблендитов. Так, ядра зональных кристаллов по составу практически идентичны интерстициальным амфиболам из клинопироксенитов, а каймы обладают уже большей железистостью, типичной для горнблендитов. Генетическая общность проявляется и на уровне состава пород. Горнблендиты, как и тылаиты, завершают формирование дунит-клинопироксенитовых массивов и располагаются в конце петрохимических трендов, что видно на большинстве петрологических диаграмм (рис.6 а). Образование горнблендитов, вероятно, определяется лишь количеством воды в первичных ультраосновных расплавах и возможностью ее накопления к заключительным стадиям дифференциации. В относительно «сухих» магматических системах на завершающем этапе будут формироваться тылаиты, а в водонасыщенных — горнблендиты. Вероятно, это же обстоятельство обуславливает постоянную ассоциацию горнблендитов и амфиболовых клинопироксенитов с титаномагнетитовыми рудами, для формирования которых необходима повышенная окисленность среды минералообразования.

Таким образом, геологические, петрохимические и минералогические данные показывают, что горнблендиты являются магматическими породами, продуктами кристаллизации остаточных флюидонасыщенных расплавов, связанных с дифференциацией высокоизвестковистых ультраосновных магм клинопироксенитового или анкарамитового типа. При кристаллизации остаточного расплава in situ в клинопироксенитах образуются ультрабазиты, в различной степени обогащенные амфиболом вплоть до пироксеновых горнблендитов. В случае отделения поздних остаточных расплавов от ультраосновной матрицы, они способны к самостоятельному внедрению и эволюции. Высокая насыщенность расплавов флюидными компонентами может приводить к эксплозивному типу внедрения и к формированию эруптивных брекчий со значительной долей твердого ксеногенного материала, с которым горнблендитовый расплав вступает в реакционные взаимоотношен ия.

Второе защищаемое положение. Высокое давление воды в горнбленднтовом расплаве препятствует кристаллизации плагиоклаза и в некоторых случаях приводит к совместной с амфиболом равновесной кристаллизации высокоглиноземистого низкокремнистого

клииопироксена фассантового типа, поэтому образование такого клинопироксена является индикатором высокого давления воды и окнсленностн при кристаллизации горнблендитов.

В жильных горнблендитах П-го типа в Светлоборском массиве были установлены две разновидности клинопироксена, различающиеся по структурному положению, оптическим свойствам и химическому составу. Бесцветный под микроскопом клинопироксен образует включения в амфиболе размером 0.3-0.5 мм или редкие зерна размером до 1-2 мм среди амфибола. Другой клинопироксен имеет отчетливо-зеленый цвет в проходящем свете и формирует зерна размером до 4 мм, обладающие индукционными поверхностями совместного роста с амфиболом.

По составу клинопироксен первого типа соответствует диопсиду (рис. 66). В некоторых зернах наблюдается зональность, где от центра к краю растет железистость от 0.2 до 0.3 и содержания глинозема и титана (от 2.7 до 6.5 и от 0.2 до 0.7 мас.%, соответственно), снижаются содержания хрома (0.3 до 0). Зеленый клинопироксен характеризуется высокими содержаниями глинозема - А120з до 12 мас.% и СаО = 24-25%, при низком уровне Si02 (рис. 6 б). Он имеет широкие вариации по железистости от 0.25 до 0.44 и практически не содержит Сг20з. Доля алюминия в тетраэдрической позиции зеленого клинопироксена в 2-3 раза больше, чем доля октаэдрического алюминия. По соотношению Ca, Mg и Fe такие клинопироксены, согласно последней классификации, следует называть железо-глиноземистыми диопсидами (Morimoto et al., 1989), ранее их относили к фассаитам (Дир и др., 1965). Далее будет использован термин — клинопироксен фассаитового типа.

Низкокремнистые, высокоглиноземистые клинопироксены с высокой долей тетраэдрического алюминия традиционно считаются типично скарновыми минералами (Добрецов и др., 1971). Однако установлено, что они могут образовывать ранние ликвидусные вкрапленники и микролиты основной массы в субщелочных и щелочных вулканических породах, таких как базаниты, фоидиты, нефелиниты и другиех (Волынец, Успенский и др., 1990; Перепелов, Пузаков и др., 2005; Huckenholz, 1973; Duda, Schmincke, 1985). Они также установлены в раскристаллизованных расплавных включениях во вкрапленниках оливина из базальтов и пикритов (Портнягин, Миронов и др., 2005; Гриб, Перепелов, 2008). Кристаллизация высокоглиноземистых клинопироксенов фассаитового типа в эффузивных породах определяется составом расплавов (низкие содержания Si02, высокие отношения Са/А1 и Mg/Fe) и его высокой флюидонасыщенностью. Возможность кристаллизации фассаитового клинопироксена (6-12 мас.% А12Оз) из водосодержащего базальтового расплава подтверждена экспериментальными данными (Симакин и др., 2003).

Сопоставление глиноземистых клинопироксенов из горнблендитов с фассаитовыми пироксенами из вкрапленников в эффузивах показало, что

вариации их составов имеют общую направленность. Однако более высокая температура кристаллизации вулканогенных пород определяет и более высокие содержания титана в клинопироксене из вулканитов. Температура образования горнблендитов не может превышать верхнего предела стабильности глиноземистого амфибола в 1070 °С (Yoder, 1962; Grove et al., 2003) и, скорее всего, составляет 900-1000 °С (Often, 1984; Ridolfi, Renzulli, 2010). Эта температура соответствует нижнему пределу кристаллизации фассаитового клинопироксена в вулканитах, что не противоречит возможности его образования в горнблендитах. Сильная флюидонасыщенность расплава, как необходимое условие для кристаллизации фассаитового клинопироксена, предопределяет его высокую окисленность. Согласно экспериментальным данным (Onuma et al., 1981), стабильность глиноземистого клинопироксена в системе CaMgSi20e -CaFeAlSi06 - CaAl2Si06 зависит от фугитивности кислорода, которая должна превышать буфер FMQ. Следует отметить, что высокое давление воды в горнблендитовом расплаве, способствующее кристаллизации фассаитового клинопироксена и амфибола, препятствует кристаллизации плагиоклаза. Поэтому имеющийся в системе глинозем активно связывается в этих темноцветных минералах, кристаллохимическая емкость которых этому способствует.

Таким образом, есть все основания считать высокоглиноземистый (до 12 мас.% А120з) клинопироксен фассаитового типа, обнаруженный в горнблендитах Платиноносного пояса Урала, продуктом магматической кристаллизации окисленного, флюидонасыщенного пикробазальтового расплава. Существующие представления о том, что фассаитовая тенденция, установленная для клинопироксенов рудных титаномагнетитовых клинопироксенитов Качканарского массива, является отражением их скарновой природы (Штейнберг, 1953; Фоминых и др., 1987), могут быть пересмотрены с учетом появившихся новых данных о природе таких клинопироксенов.

Третье защищаемое положение. Горнблендиты формируются на заключительных стадиях становления дунит-клинопироксеннт-габбровых комплексов Урала в интервале поздний силур - ранний девон (430-400 млн. лет) и маркируют время завершения высокоизвестковистого мафнт-ультрамафитового магматизма и образования мафнт-ультрамафитовых комплексов Урало-Аляскинского типа.

В последнее время были получены многочисленные изотопно-геохронологические данные о возрасте ультрабазитов и габброидов в Платиноносном поясе Урала и в других мафит-ультрамафитовых комплексах

(Bea et al., 2006; Попов, Беляцкий, 2006; Кнауф, 2009; Малич и др., 2009; Ферштатер и др., 2009; Петров и др., 2010 и др.). Эти данные охватывают интервал от архея до верхнего палеозоя включительно. Наиболее дискуссионным остается вопрос о времени образования дунитов, т.к. вся информация об их возрасте получена при U-Pb датировании цирконов. Верхний возрастной предел формирования дунитов может быть определен по возрасту секущих их жильных горнблендитов, связанных с дифференциацией клинопироксенитовых расплавов. Завершая своим внедрением становление дунит-клинопироксенитовых массивов, горнблендиты определяют верхний возрастной предел проявления высокоизвестковистого ультраосновного магматизма. Для решения этой задачи были выделены и изучены цирконы из жильных горнблендитов Хабарнинского массива и цирконы из меланогабброидов клинопироксенит-габбро-горнблендитовой серии Кытлымского массива, а также был определен аргон-аргоновый возраст породообразующего амфибола.

В горнблендитах, секущих дуниты ВХК в Хабарнинском массиве, цирконы были обнаружены in situ при петрографическом изучении шлифов под микроскопом. Далее из пробы весом около 10 кг было выделено несколько сотен зерен, представленных полупрозрачными призматическими кристаллами, размером 150-400 мкм, с коэффициентом удлинения 2-3. Цвет цирконов варьирует от красновато-коричневого до светло-чайного. В катодных лучах и в обратно-рассеянных электронах видно, что цирконы имеют широкое идиоморфное ядро, которое обрастается зональной каймой. Внешняя оболочка зерен представлена почти черным в CL, нелюминесцирующим цирконом с высокими содержаниями урана. Цирконы содержат включения амфибола и хлорита, которые идентичны по составу таким же минералам из горнблендитов. U-Pb — датирование цирконов было проведено на ионном микроанализаторе SHRIMP-II (ЦИИ ВСЕГЕИ) и классическим термоионизационным методом (масс-спектрометр Finnigan МАТ-262 RPQ, Апатиты). На ионном микроанализаторе было проанализировано двенадцать точек в семи зернах (семь измерений центральных частей зерен и пять - краевых). Девять определений пересчитываются на конкордантный возраст 400 ± 6 млн. лет (СКВО=0.045) (рис.7а). Три зерна, возраст центральных ядер которых близок к 400 млн. лет, имеют каймы с дискордантными значениями возраста, равными 252, 214, 165 млн. лет соответственно. Они характеризуются высокими содержаниями урана и отсутствием катодной люминесценции, что может свидетельствовать о метамиктном состоянии вещества. Пересчет всей совокупности полученных значений формирует дискордию с верхним пересечением конкордии в точке с возрастом 402 ± 23 млн. лет (СКВО=0.24)

(рис. 7а), расположенной в пределах эллипса ошибок конкордантных значений. Классическим методом было проанализировано пять фракций циркона, разделенных по крупности: 1) + 100 мкм, 2) - 100 + 75 мкм, 3) + 75 мкм, 4) — 75 + 50 мкм, 5) - 50 мкм. Значения возраста, полученные по всем фракциям, образовали дискордию, что свидетельствует о частичной потере цирконами радиогенного свинца. Две наиболее крупные фракции № 1 и 2 показали сходные и самые древние возраста, соответственно 371 и 377 млн. лет по двум изотопным отношениям. Верхнее пересечение дискордии с конкордией происходит в точке с возрастом 408 ± 9 млн. лет (СКВО = 0.022) (рис. 76), который можно интерпретировать как возраст первичной кристаллизации циркона.

Возраст амфибола из горнблендитов и генетически связанных с ними ультраосновных и основных пород, определенный аргон-аргоновым и калий аргоновым методами (401 ± 4.6 млн. лет) оказался практически идентичным возрасту цирконов (рис. 7г). Эти данные сопоставимы с результатами изотопных исследований, которые были проведены ранее для оценки возраста формирования пород молостовского и восточно-хабарнинского комплексов (Пушкарев, Калеганов, 1993; Ронкин, 1989; Ферштатер, Краснобаев, 2006; Пушкарев и др., 2008).

В Кытлымском массиве возраст горнблендитов и пород, объединенных с ними в одну серию, до наших исследований не определялся. Нам удалось выделить цирконы из меланократовых амфибол-клинопироксеновых габброидов, предшествующих внедрению горнблендитов и генетически связанных с ними. Геологические, минералогические и петрогеохимические особенности этих габброидов рассмотрены в работах (Пушкарев и др., 2001; Готтман, Пушкарев, 2010). Цирконы представлены призматическими кристаллами и фрагментами кристаллов с коэффициентом удлинения 2-3 и размером 200-350 мкм. В катодных лучах цирконы проявляют ростовую зональность, свидетельствующую о магматической природе цирконов. и-РЬ - датирование осуществлялось с использованием ионного микроанализатора ЗНИМР-П. Было проанализировано 10 зерен, в одиннадцати точках. Все определения ложатся в один кластер с возрастом 415±3 млн. лет (М8\УО=1.5) (рис. 7в), который можно принять за время образования пород. Эти данные сопоставимы с результатами определения возраста горнблендитов в других массивах Платиноносного пояса Урала, выполненных разными авторами (Иванов, Калеганов, 1993; Семенов, 2007). Время формирования более древней деформированной дунит-клинопироксенит-тылаитовой серии, которую прорывают горнблендиты, составляет по данным (Попов, Беляцкий, 2006) 551 млн. лет. Таким образом, результаты изотопно-геохронологических исследований подтверждают

вывод, полученный на основе геологических данных о том, что горнблендиты являются наиболее молодыми породами в комплексах Урало-Аляскинского типа, завершающими своим внедрением формирование ультрамафитов. Следовательно, они определяют верхний возрастной предел развития высокоизвестковистого мафит-ультрамафитового магматизма на Урале. Суммируя собственные и литературные данные об изотопном возрасте горнблендитов можно заключить, что главный этап их формирования укладывается в интервал 430-400 млн. лет, что соответствует позднему силуру и раннему девону.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований установлено, что горнблендиты в дунит-кпинопироксенит-габбровых комплексах Урало-Аляскинского типа имеют магматическое происхождение. Они образуются в результате кристаллизации остаточных флюидонасыщенных расплавов пикробазальтового состава, связанных с дифференциацией первичных высокоизвестковистых клинопироксенитовых или анкарамитовых магм. В зависимости от характера взаимоотношений остаточных горнблендитовых расплавов с клинопироксенитами они могут формировать тела двух морфогенетических типов. Кристаллизация остаточного горнблендитового расплава in situ в ультрамафитах приводит к формированию амфиболовых клинопироксенитов, в разной степени обогащенных амфиболом, вплоть до образования массивных горнблендитов, связанных с клинопироксенитами постепенными переходами (I тип горнблендитов) и часто вмещающих вместе с ними месторождения ванадийсодержащих титаномагнетитовых руд качканарского типа. Отделившийся от ультраосновного источника горнблендитовый расплав формирует активные интрузивные тела, дайки, штоки, эруптивные брекчии, прорывающие как более ранние ультраосновные породы, так и метаморфические породы обрамления массивов (II тип горнблендитов). Высокое давление воды в пикробазальтовом (горнблендитовом) расплаве препятствует кристаллизации плагиоклаза и в некоторых случая провоцирует образование высокоглиноземистого низкокремнистого клинопироксена фассаитового типа, кристаллизующегося вместе с глиноземистым амфиболом.

Обоснование магматической природы фассаитового клинопироксена ставит под сомнение предположение о скарновой природе титаномагнетитовых клинопироксенитов Качканарского массива, для которых подобные клинопироксены являются типичными.

Геологическими и изотопно-геохронологическими методами показано, что горнблендиты формируются на заключительных стадиях становления

мафит-ультрамафитовых массивов Урало-Аляскинского типа. Период массового формирования горнблендитов в габбро-гипербазитовых комплексах Урала составляет 430-400 млн. лет и маркирует время завершения высокоизвестковистого мафит-ультрамафитового магматизма и образования комплексов Урало-Аляскинского типа на Урале.

Список работ опубликованных по теме диссертации

В журналах по списку ВАК Минобрнауки России:

1. Ферштатер Г.Б., Холодной В.В., Прибавкин C.B., Бородина Н.С., Бочарникова Т.Д., Готтман H.A. Рифтогенный магматизм и железооруденение Южного Урала // Геология рудных месторождений. 2005. Т. 47. № 5. С.425-443.

2. Готтман H.A., Пушкарев Е.В. Геологические данные о магматической природе горнблендитов в габбро-ультрамафитовых комплексах Урало-Аляскинского типа // Литосфера. 2009. № 2. С. 78-86.

3. Пушкарев Е.В., Рязанцев А. В., Третьяков А. А.,. Белова А. А., Готтман И.А. Гранатовые ультрамафиты и мафиты в зоне главного уральского разлома на Южном Урале: петрология, возраст и проблема образования // Литосфера. 2010. № 5. С. 101-133.

4. Готтман H.A., Пушкарев Е.В., Кудряшов Н.К. О верхней возрастной границе формирования дунитов Восточно-хабарнинского габбро-ультрамафитового комплекса на Южном Урале по данным U-Pb возраста цирконов из жильных горнблендитов // Доклады АН. 2011. Т. 438. №2. С. 217-221.

5. Краснобаев A.A., Пушкарев Е.В., Бушарина C.B., Готтман И.А. Цирконология клинопироксенитов Шигирских сопок (Уфалейский комплекс, Южный Урал). // Доклады АН. 2013. Т. 450. № 5. С. 586-591.

Публикации в других научных изданиях:

1. Готтман ¡I.A., Пушкарев Е.В. Реакционные амфиболовые каймы вокруг ксенолитов клинопироксенитов: генетические следствия, основанные на изучении состава амфибола //Ежегодник-1996. Ин-та геологии и геохимии УрО РАН. Екатеринбург, 1997. С. 98.

2. Готтман И.А. Состав амфибола реакционных кайм на границе клинопироксенов и гранитоидов // Структура и эволюция минерал, мира: Матер, к Междунар. минерал, семин., Сыктывкар, 10-13июля, 1997. Сыктывкар, 1997. С. 60-61.

3. Готтман И.А., Пушкарев Е.В., Виллисов В.А. Реакционное взаимодействие перидотитов с флюидонасыщенными расплавами основного состава // Ежегодник-1997. Ин-та геологии и геохимии УрО РАН. Екатеринбург, 1998. С. 71-75.

4. Готтман И.А. О составе хромшпинелидов из перидотит-горнблендитовых брекчий Хабарнинского массива (Южный Урал). // Урал. лет. минерал. шк.-97. Екатеринбург, 29июля-2авг., 1997: Матер. Всерос. науч. конф. студ., аспирантов, науч. сотр., и преп. вузов. Екатеринбург, 1997. С. 44-47.

5. Готтман И.А., Пушкарев Е.В. Эруптивные перидотитовые брекчии с горнблендитовьш цементом (Хабарнинский массив, Южный Урал) // Магматизм, метаморфизм и глубинное строение Урала: Тез. докл. VI Урал, петрол. сов. ч. 2. Екатеринбург, 1997. С. 78-81.

6. Готтман И.А., Прибавкин C.B., Пушкарев Е.В. Об неитах дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урала // Ежегодиик-2001. ИГГ УрО РАН. Екатеринбург, 2002. С. 103-105.

7. Готтман И.А.Особенности минерального состава ксенолитов ультраосновньгх пород из горнблендитовых брекчий Кытлымского массива // Ежегодник-2002. ИГТ УрО РАН. Екатеринбург, 2003. С. 86-92.

8. Готтман U.A. О геохимических особенностях уральских горнблендитов // Ежегодник-2003/ ИГГ УрО РАН. Екатеринбург, 2004. С. 279-282.

Готтман H.A. Геохимическая характеристика ультраосновных ксенолитов из перидотит-горнблендитовых брекчий Урала // Ежегодник-2007. ИГГ УрО РАН. Екатеринбург, 2008. С. 202-206.

9. Готтман И.А. О магматической природе горнблендитов в мафит-ультрамафитовых комплексах Урало-Аляскинского типа // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. Материалы 3-й международной конференции. Том 1. Екатеринбург: ИГТ УрО РАН, 2009. С. 151-154.

10. Готтман И.А., Пушкарев Е.В., Кудряшов Н.М. U-Pb возраст цирконов из горнблендитовых даек в дунитах Хабарнинского массива // Петрогенезис и рудообразование. Материалы научной конференции. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2009. С. 257-259.

11. Готтман H.A., Пушкарев Е.В. Петрология и возраст амфибол-клинопироксеновых меланогаббро из молодой клинопироксениг-габбро-горнблендитовой серии Кытлымского массива (Северный Урал) // Ежегодник-2009. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 157. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. С. 116-120.

12. Готтман И.А., Пушкарев Е.В. Закономерные вариации состава клинопироксенов и амфиболов в меланократовых габброидах и горнблендитах из комплексов Урало-Аляскинского типа как критерий их происхождения в результате дифференциации клинопироксенитов // Магматизм и метаморфизм в истории Земли. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. Т. 1. С. 187-188.

13. Готтман H.A., Пушкарев Е.В. Состав амфиболов и клинопироксенов из меланократовых габброидов как критерий их связи с дифференциацией клинопироксенитов // Наука, природа и общество. Материалы международной конференции. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2010. С. 14-17.

14. Пушкарев Е.В., Готтман И.А. Гранат-ферросилит-пижонитовые гранулиты в обрамлении дунит-клинопироксенитового массива Светлый Бор (Средний Урал) -фрагмент нижнекорового метаморфического комплекса, выведенного на поверхность// Ежегодник-2009, Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2010. Вып. 157. С. 181-186.

15. Пушкарев Е.В., Готтман И.А., Бирюзова А.П. Пижонит-гранатовые гранулиты -индикаторы пиковых параметров метаморфизма в экзоконтактовых ореолах дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов Урало-Аляскинского типа// Магматизм и метаморфизм в истории Зелии. Екатеринбург: ИГГУрО РАН, 2010. Т. 2. С. 161-162.

16. Пушкарев Е.В., Готтман H.A., Оливиновые клинопироксениты и израндиты (тылаиты) александровского и уфалейского метаморфических комплексов - фрагменты древней платиноносной ассоциации? // Тектоника, рудные месторождения и глубинное строение земной коры. Екатеринбург: ИГГУрО РАН, 2011. С. 215-219.

17. Пушкарев Е.В., Готтман И.А., Прибавкин C.B., Косарев A.M. Эффузивные и субвулканические анкарамиты девонских островодужных свиг Урала: вещественная характеристика, генезис и геологические следствия. // Тектоника, рудные месторождения и глубинное строение земной коры. Екатеринбург: ИГТ УрО РАН, 2011. С. 219-223.

18. Пушкарев Е.В., Прибавкин C.B., Готтман И.А. Раннедевонские островодужные анкарамиты в вулканических свитах Среднего Урала // Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2012. С. 215-217.

19. Готтман U.A., Пушкарев Е.В. U-Pb-возраст цирконов из меланократовых амфибол-клинопироксеновых габброидов Кытлымского массива Платиноносного пояса Урала // Материалы конференции. Геохронологические изотопные системы, методы изучения, хронология геохимических процессов. V Российская конференция по изотопной геологии. 4-6 июня 2012г. ИГЕМ РАН. Москва, 2012. С. 115-117.

20. Готтман И.А. О составе клинопироксена жильных горнблендитов массива Светлый Бор (Платиноносный нояс Урала) // Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2012. С. 62-63.

21 .Готтман И.А, Замятин Д.А. Высокоглиноземистые клинопироксены в горнбдендитах - продукт кристаллизации флюидонасыщенного расплава // Ежегодник-2012. Тр. ИГТ УрО РАН. Вып. 160. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2013. С. 193-198. 22. Пушкарев Е.В., Готтман U.A., Косарев A.M. Анкарамиты ирендыкской свиты Южного Урала: петрология и генезис. // Колчеданные месторождения - геология поиски, добыча и переработка руд. Екатеринбург: ИГТ УрО РАН, 2013. С. 118-120. 23 Пушкарев Е.В., Рязанцев A.B., Готтман И.А. Субвулканические клинопироксениты в меланже Западно-Магнитогорской зоны на Южном Урале: первые данные. // Колчеданные месторождения - геология поиски, добыча и переработка руд. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2013. С. 120-123.

Подписано в печать 8.04.2014 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага "Гознак". Печать на ризографе. Уч.-изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №214

Отпечатано в типографии ООО "ИРА УТК". 620146, г. Екатеринбург, ул. Шаумяна, 83 Тел. 269-18-83

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Готтман, Ирина Альбертовна, Екатеринбург

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук

На правах рукописи

04201459291 Готтман Ирина Альбертовна

ГОРНБЛЕНДИТЫ ДУНИТ-КЛИНОПИРОКСЕНИТ-ГАББРОВЫХ КОМПЛЕКСОВ УРАЛА: ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС

25.00.04 - петрология, вулканология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: кандидат геолога-минералогических наук Е.В. Пушкарев

Екатеринбург, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. Общие вопросы классификации, геологии и петрографии горнблендитов 9

1.1. Классификация и номенклатура горнблендитов 9

1.2. Геология и генезис горнблендитов в различных ассоциациях

магматических пород (обзор) 15

1.3. Петрогенетическая роль амфибола 24

Глава 2. Горнблендиты Кытлымского и Светлоборского массивов и Хабарнинского

мафит-ультрамафитового аллахтона 27

2.1. Кытлымский массив 29

2.2. Светлоборский массив 36

2.3. Хабарнинский массив 40

2.4. Эруптивные перидотитовые брекчии с горнблендитовым цементом 45

2.5. Амфиболовые породы реакционного происхождения 52

Глава 3. Возраст горнблендитов 60

Глава 4. Петрография 69

4.1. Горнблендиты 69

4.2. Клинопироксениты 74

4.3. Меланократовые амфибол-клинопироксеновые габбро 76

Глава 5. Минералогия 77

5.1. Амфибол ' 77

5.2. Клинопироксен \ 88

5.3. Плагиоклаз 97

5.4. Апатит 97

5.5. Эпидот 99

5.6. Рудные минералы 99

Глава 6. Петрохимия и геохимия горнблендитов 104 Глава 7. Генезис горнблендитов ^ 119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 126

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

127

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Горнблендиты - практически мономинеральные амфиболовые породы, тесно ассоциированные с клинопироксенитами в различных по генезису и геотектонической позиции мафит-ультрамафитовых комплексах. Наиболее широко они распространены в дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах Урало-Аляскинского типа, развитых в островодужных конвергентных обстановках (массивы Платиноносного пояса Урала, Юго-Восточной Аляски и их аналоги). В таких комплексах объем горнблендитов может достигать существенной величины, и они могут быть либо интегрированы с ульрамафитами, либо слагать самостоятельные интрузивные тела, вплоть до образования крупных массивов. Вместе с клинопироксенитами горнблендиты являются рудовмещающими для ванадий-титаномагнетитового оруденения так называемого качканарского типа, образование которого является дискуссионным. Генезис горнблендитов практически не изучался и не обсуждался в научной литературе, хотя большинство исследователей отмечают существенную петрогенетическую роль амфибола при генезисе базальтов, андезитов и при их дифференциации, при плавлении мантийных субстратов различного состава. Амфибол рассматривается как один из важных минералов-источников магматогенного и метаморфогенного флюида. Кристаллохимическая ёмкость амфибола в отношении редких и редкоземельных элементов и возможность его существования в широком диапазоне Р-Т параметров позволяет рассматривать его как один из главных минералов, определяющих геохимический фон магматических пород, производных различных мантийных субстратов. Особенно подчеркивается роль амфибола при генерации магм в супрасубдукционных обстановках и при плавлении мантийного клина (Cawthorn et al. 1973; Schiano et al., 2004; Medard, Schmidt, 2006; Larocque, Canil, 2010 и др.). Еще в классической работе Г. Йодера и К. Тилли (Йодер, Тилли, 1965) было отмечено, что амфибол - это единственный из всех породообразующих минералов, соответствующий по составу природным расплавам основного или пикритобазальтового состава, но ответа на то, почему такие магмы могли кристаллизоваться в виде горнблендитов, дано не было. В настоящее время существуют две альтернативные модели образования горнблендитов: магматическая и реакционно-метасоматическая. Согласно магматической модели, горнблендиты формируются при кристаллизации амфибола из остаточных флюидонасыщенных расплавов, связанных с дифференциацией пикробазальтов, анкарамитов или клинопироксенитов (Тейлор, Нобл, 1973; Irvine, 1974; Ферштатер, Пушкарев, 1987; Ферштатер, 1999). По реакционно-метасоматической модели, формирование горнблендитов происходит за счет породообразующих минералов

ультрамафитов в результате их замещения амфиболом при метаморфизме пород, либо при их метасоматической трансформации под действием более молодых интрузий основного или кислого состава (Заварицкий, 1956, 1961; Воробьева и др., 1962; Фоминых и др., 1967, 1987; Ефимов, 1995; Иванов, 1997; Попов, Никифорова, 2004).

Таким образом, исследование, направленное на установление генезиса горнблендитов, является актуальным как с фундаментально-петрологических позиций, так и в плане прикладного значения горнблендитов как пород, вмещающих титаномагнетитовое оруденение.

Цель работы. Исследование направлено на решение проблемы генезиса горнблендитов - практически мономинеральных или богатых амфиболом пород, слагающих значительные массы в мафит-ультрамафитовых комплексах Урало-Аляскинского типа и вмещающих титаномагнетитовое оруденение.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение геологического положения горнблендитов в дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах Платиноносного пояса Урала и в Хабарнинском полиформационном мафит-ультрамафитовом аллохтоне на Южном Урале и установление их геологических взаимоотношений с ультрамафитами и габброидами. Структурно-морфологическая типизация горнблендитов.

2. Тестирование модели реакционно-метасоматического генезиса горнблендитов при взаимодействии клинопироксенитов с интрузиями гранитоидов.

3. Получение доказательств магматической природы горнблендитов на основе изучения минералогии реакционных зон вокруг ксенолитов перидотитов в эруптивных брекчиях с горнблендитовым цементом. Определение Р-Т параметров взаимодействия горнблендитов с перидотитами.

4. Установление природы высокоглиноземистого клинопироксена фассаитового типа в горнблендитах и титаномагнетитовых клинопирксенитах Платиноносного пояса Урала.

5. Определение природы флюида, участвующего в формировании горнблендитов (амфибола) на основе изучения геохимии стабильных изотопов кислорода и водорода.

6. Определение возраста горнблендитов, маркирующего верхний предел образования ультрамафит-мафитовых комплексов Урало-Аляскинского типа на Урале.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертации положен материал полевых исследований Кытлымского, Светлоборского и Хабарнинского массивов на Урале в периоды 1996-1997, 2002-2003 и 2007-2011гг, в которых автор принимал личное участие, выполнял картирование детальных участков, зарисовки, фотографирование и документацию обнажений, отбор проб. Во время полевых работ собрана коллекция из 350 проб горных пород. Все пробы прошли стандартную процедуру подготовки для лабораторных

исследований: дробление (дробилка ВВ-200, ВВ-51), квартование, истирание (вибрационный истиратель со стальными стержнями, механическая агатовая ступка RM-200 фирмы Retsch). Выделение минералов проводилось с помощью комбинирования различных методов: магнитная и электромагнитная сепарация, разделение в тяжелых жидкостях, ручная разборка.

Было изучено более 400 петрографических и 70 прозрачно-полированных шлифов на поляризационном петрографическом микроскопе серии ПОЛАМ и Carl-Zeis Jena Axioplan. Состав пород и минералов был изучен в ЦКП «Геоаналитик» ИГГ УрО РАН (руководитель академик С.Л.Вотяков). Химический состав пород определялся рентгенофлюоресцентным методом на спектрометрах СРМ-18, 25 и EDX- 900 HS. Fe203, Na2Û и потери при прокаливании были определены методами «мокрой химии» (аналитики: Н.П. Горбунова, Л.А Татаринова, В.П. Власов, Г.М. Ятлук).

Анализы на редкие и редкоземельные элементы были выполнены методом ICP-MS на ELAN 9000 по стандартной методике, принятой в лаборатории (аналитик Д.В. Киселева). Состав минералов и их строение были изучены на рентгеновском микроанализаторе Сашеса SX-100 и электронном микроскопе JEOL 6390LV с ЭДС приставкой INCA Energy 450 Х-Мах 80 фирмы Oxford Instruments (аналитики Д.А. Замятин, В.В. Хиллер, С.П. Главатских). Термические анализы проводились с помощью дериватографов Q-1500 и Diamond TG-DTA фирмы Perkin Elmer (аналитик Т.Я. Гуляева). Определения изотопного состава кислорода и водорода в минералах были проведены в изотопной лаборатории ДВГИ ДВО РАН (Владивосток) на изотопном масс-спектрометре Finnigan МАТ 252 (руководитель: A.B. Игнатьев). Определение изотопного возраста цирконов было проведено в Изотопном центре ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) с использованием SHRIMP-II по стандартной методике и в изотопной лаборатории Института геологии Кольского НЦ (Апатиты) под руководством Т.Б. Баяновой на масс-спектрометре Finnigan МАТ-262 (RPQ).

Научная новизна. Получены петрологические доказательства, что амфиболовые породы, образующиеся при взаимодействии пироксенитов с гранитоидным расплавом, не соответствуют по составу горнблендитам Платиноносного пояса Урала, поэтому такой механизм неприемлем для объяснения генезиса горнблендитов.

На основе систематизации авторских и литературных геологических и петрологических данных предложено выделять два морфогенетических типа горнблендитов: 1) горнблендиты, связанные постепенными переходами с клинопироксенитами и образующие с ними единые тела; 2) горнблендиты, образующие жилы и дайки, секущие ультрамафиты, и слагающие цемент эруптивных брекчий с ультраосновными ксенолитами. Показано, что горнблендиты 2-го типа представляют собой продукт кристаллизации флюидонасыщенного расплава, отделившегося от ультраосновного источника и эволюционирующего самостоятельно.

Получены первые данные об изотопном составе 8 180 и 5D в амфиболах из горнблендитов Платиноносного пояса Урала и Хабарнинского массива, свидетельствующие о мантийно-магматической природе флюида, равновесного с кристаллизацией горнблендитов.

Показано, что высокоглиноземистый клинопироксен фассаитового типа в горнблендитах имеет магматическое происхождение и кристаллизуется совместно с амфиболом, а иногда и завершает кристаллизацию горнблендитов и не связан с процессами скарнирования, как это предполагалось ранее.

Установлено, что формирование горнблендитов завершает образование дунит-клинопироксенит-тылаитовых серий. Впервые проведенное изотопное U-Pb датирование по цирконам и Ar-Ar датирование по амфиболам возраста образования горнблендитов в Кытлымском и Хабарнинском массивах показало, что они формировались в раннем девоне, 415 млн. лет и 408-400 млн. лет соответственно. С учетом литературных данных (Иванов, Калеганов, 1993; Семенов, 2007), можно утверждать, что главный этап образования горнблендитов на Урале соответствует интервалу 430-400 млн. лет.

Защищаемые положения:

1. Горнблендиты дунит-клинопироксенит-габбровых комплексов У рало- Аляскинского типа образовались в ходе кристаллизации остаточных флюидонасыщенных расплавов пикробазальтового состава, связанной с дифференциацией первичных высокоизвестковистых клинопироксенитовых или анкарамитовых магм. Кристаллизация остаточного расплава in situ приводит к формированию серии ультраосновных пород, в разной степени обогащенных амфиболом, вплоть до образования массивных горнблендитов, связанных с клинопироксенитами постепенными переходами (первый морфогенетический тип горнблендитов).

Отделившийся от ультраосновного источника горнблендитовый расплав формирует активные интрузивные тела: дайки, штоки, эруптивные брекчии, прорывающие как более ранние ультраосновные породы, так и метаморфические породы обрамления массивов, что является доказательством магматической природы горнблендитов (второй морфогенетический тип горнблендитов).

2. Высокое давление воды в горнблендитовом расплаве препятствует кристаллизации плагиоклаза и, в некоторых случаях, приводит к совместной с амфиболом равновесной кристаллизации высокоглиноземистого низкокремнистого клинопироксена фассаитового типа, поэтому образование такого клинопироксена является индикатором высокого давления воды и окисленности при кристаллизации горнблендитов.

3. Горнблендиты формируются на заключительных стадиях становления дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах Урала в интервале поздний силур - ранний девон (430-

400 млн. лет) и маркируют время завершения высокоизвестковистого мафит-ультрамафитового магматизма и образования комплексов Урало-Аляскинского типа.

Практическое значение. Данные о возрасте горнблендитов, завершающих формирование платиноносных дунит-клинопироксенитовых массивов Урала, могут быть использованы при проведении геологосъемочных работ и составлении легенд геологических карт. Горнблендиты, наравне с клинопироксенитами, являются рудовмещающими для титаномагнетитового оруденения качканарского типа, поэтому определение генезиса пород позволяет решать вопросы происхождения титаномагнетитового оруденения и закономерностей его пространственного распределения в комплексах Урало-Аляскинского типа. Внедрение жил и даек горнблендитов рассматривается как один из факторов, обуславливающих перераспределение и переотложение платиноидов в дунитах Платиноносного пояса Урала и формирование в них метаморфогенной платиновой минерализации, на что следует обращать внимание при проведении поисково-разведочных работ на платиноиды. Данные о геологическом положении горнблендитов, их тесной генетической связи с клинопироксенитами и доказательства их магматической природы могут быть использованы при составлении учебных программ и чтения лекций по теме «Петрография и генезис магматических горных пород» в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на всероссийских и международных совещаниях и конференциях: «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения» (г. Екатеринбург, 2009); «Петрогенезис и рудообразование» (г. Екатеринбург, 2009); «Магматизм и метаморфизм в истории Земли» (Екатеринбург, 2010); «Наука, природа и общество» (г. Миасс, 2010); «Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы» (Екатеринбург, 2012) и других.

Основные материалы и положения диссертации изложены в 28 работах, из них 5 статей в журналах по списку ВАК, 10 статей в сборниках и 13 - в тезисах докладов и материалах конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы и содержит 142 страницы текста, 53 рисунок и 20 таблицы. Список литературы включает 216 наименований.

Во введении определены актуальность, цели и задачи работы, указаны методы исследования, а также сформулированы защищаемые положения. В первой главе рассмотрена проблема классификации и номенклатуры горнблендитов в рамках существующих петрохимических классификаций горных пород; сделан краткий обзор сведений о геологическом положении и генезисе горнблендитов в различных магматических комплексах. Во второй главе приведены краткие данные о геологическом строении мафит-

ультрамафитовых массивов Платиноносного пояса Урала - Кытлымского и Светлоборского на Северном и Среднем Урале соответственно, и Хабарнинского полиформационном мафит-ультрамафитового аллохтона на Южном Урале, а также приведены данные о геологическом положении в них горнблендитов. В третьей главе приведены результаты определения возраста горнблендитов Кытлымского и Хабарнинского массивов. В четвертой и пятой главах дана минералого-петрографическая характеристика горнблендитов и ассоциированных с ними клинопироксенитов и меланократовых габброидов. В шестой главе рассмотрены петро-геохимические особенности горнблендитов и результаты изотопного исследования амфибола. В седьмой главе приведены результаты изучения состава амфиболовых пород, образующихся в результате реакции твердых клинопироксенитов с гранитоидным расплавом, и рассмотрена возможность приложения реакционно-метасоматической модели для объяснения генезиса горнблендитов. Обсуждаются результаты изучения эруптивных перидотитовых брекчий с горнблендитовым цементом, минералогии реакционных зон вокруг ксенолитов перидотитов и дается заключение, что эти зоны формировались при взаимодействие перидотитов с горнблендитовым расплавом. В заключении приведены главные результаты работы.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории петрологии магматических формаций Института геологии и геохимии УрО РАН им. А.Н. Заварицкого под руководством ведущего научного сотрудника Евгения Владимировича Пушкарева, которому автор признателен за советы, обсуждение результатов по ходу исследования и совместную работу. Автор благодарит профессора Германа Борисовича Ферштатера за постоянн