ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ХРОМИТОНОСНОСТЬ МАССИВА РАЙ-ИЗ ЦЕНТРАЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Офиолиты массива Рай-Из вместе с островодужными комплексами Войкарской палеодуги входят в систему аллохтонов, надвинутых на пассивную окраину Восточно-Европейского континента в конце среднего - позднем палеозое. Габбро-гипербазитовый массив Рай-Из состоит из двух комплексов: райизско-войкарского дунит-гарцбургитового и кэршорского дунит-верлит-клинопироксенит-габбрового, разделенных маломощным (до 3 м) серпентинитовым меланжем с заключенными в нем мелкими (до 5 см) обломками серпентинизированных гарцбургитов и дунитов. Войкарская островная палеодуга на данном участке представлена диоритами и частично габброидами собского комплекса (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема геологического строения южной части Полярного Урала. На врезке показана схема геологического строения массива Рай-Из: 1 - формации палеозойской пассивной окраины Восточно-Европейского континента; 2 - докембрийские метаморфические образования Хараматалоуского блока; 3 - метаморфиты зоны Главного Уральского разлома (пальникшорская толща); 4 - метаморфизованные ультрамафит-мафитовые породы; 5 - раннепалеозойские габбро-гипербазитовые офиолитовые массивы; 6 - девонские островодужные гранитоиды собского и янаслорского комплексов; 7 - островодужные вулканогенно-осадочные образования позднесилурийско-девонского возраста; 8 - докембрийские метаморфические образования Харбейского блока; 9 - мезозойско-кайнозойский чехол Западно-Сибирской плиты; 10 - серпентинитовый меланж зоны Главного Уральского разлома; 11 - райизско-войкарский дунит-гарцбургитовый комплекс; 12 - кэршорский дунит-верлитклинопироксенит-габбровый комплекс; 13 - номера азимутальных проекций на рисунке 2; 14 - разрывные нарушения: а - Главный Уральский разлом, б - прочие разломы; 15 - элементы залегания: а - сланцеватости, б - полосчатости

В северном и северо-восточном обрамлении массива, в долине ручья Нырдвоменшор, прослеживается мощная (до 1 км) полоса полимиктового серпентинитового меланжа, где встречены округлые глыбы и валуны серпентинизированных дунитов и гарцбургитов, измененные в зеленосланцевой фации базальты и их туфы, долериты, кремнистые породы и углисто-кремнистые кристfллосланцы, а выше по ручью наблюдается полоса (до 400 м) амфиболовых кристаллосланцев.

Все эти метаморфические разности маркируют зону Главного Уральского разлома (ГУР), которая разграничивает палеоокеанические и палеоконтинентальные образования.

В составе отложений пассивной окраины исследовалась орангская свита (О_1–2), сложенная парасланцами серицит-альбит-кварц-хлоритового переменного состава. В Харбейском блоке изучалась няровейская серия (RF₂), представленная чередованием хлорит-эпидот-кварц-альбитовых кристаллосланцев и гранат-клиноцоизитовых амфиболитов.

При полевых исследованиях производилось изучение структурно-геометрических характеристик складчатых структур и индикаторов перемещений в зонах смятия: осей вращения блоков пород, зажатых в серпентинитовом меланже, и гранатовых порфиробластов, а также индикаторов палеонапряжений - плоскостей сопряженных трещин.

По ориентировке плоскостей сопряженных трещин вычислялись оси сжатия. При анализе структурных данных было выявлено пять стадий деформации, приуроченных к определенным этапам коллизионного процесса (рисунок 2) [7, С.53-58].

Рисунок 2 – Азимутальные проекции (1–11) линейных структурных элементов (нижняя полусфера)

Здесь не рассматриваются самые ранние пластические деформации доколлизионного этапа, зафиксированные в более южных массивах Хордъюс и Дзеляю, и поэтому система нумерации стадий деформации начинается не с D₁, а с D_n.

Первая стадия (D_n+1) пластических деформаций, которая относится нами к раннему коллизионному этапу, зафиксирована в породах орангской свиты, амфиболовых кристаллосланцах зоны ГУР и хлорит-эпидот-кварц-альбитовых кристаллосланцах няровейской серии. Шарниры мелких (10–20 см) закрытых и сжатых складок F_n+1 погружаются под небольшими углами (10–30°) и распределены по дуге большого круга (рисунок 2, азимутальная проекция 1, 2, 3) [7, С.53-58].

Ориентировку шарниров можно объяснить моделью Хансена (рисунок 3), показывающей перемещение масс вещества при общем надвигообразовании. При этом происходило изгибание и вращение на крыльях и фронтальной части (три симметричных максимума на азимутальной проекции 3) перемещающихся блоков пород (рисунок 3, б). В породах орангской свиты и амфиболовых кристаллосланцах зоны ГУР зафиксировано по одному максимуму сгущения. Такое расположение линейных элементов тоже объясняется моделью Хансена, только из-за малых площадок обнаженных пород мы наблюдаем локальные участки погружения шарниров. Пластические деформации стадии D_n+1 фиксируют региональное надвигообразование - основной этап формирования структуры Урала.

Рисунок 3 – Модель Хансена: а - разрез, показывающий развитие асимметричных складок; б - иллюстрация, объясняющая различную вергентность складок, простирающихся в одной плоскости. Приведена азимутальная проекция для няровейской серии, максимумы соответствуют элементам залегания, вынесенным на рисунок в

Деформации стадии D_n+2 и D_n+3 интерпретированы в меланже зоны ГУР, меланже на контакте райизско-войкарского и кэршорского комплексов и гранат-клиноцоизитовых амфиболитах няровейской серии по субвертикальным шарнирам мелких складок и осям вращения будин серпентинизированных перидотитов и гранатовых порфиробластов. Зоны распространения этих пластических деформаций под небольшими углами (10–20°) секут участки с пологопогружающимися шарнирами более раннего этапа [7, С.53-58].

В меланже зоны ГУР имеется следующий рисунок пластических деформаций: шарниры b_n+2 мелких (5–10 см) закрытых нейтральных складок Z и S формы F_n+2 субвертикальны или погружаются на восток под углами 50–60° (рисунок 2–4) и фиксируют правосторонние и левосторонние сдвиговые смещения. Оси вращения будин и порфиробластов тоже субвертикальны, либо погружаются на запад и восток под углами 60–80° (рисунки 2–5, 6). Морфология будин и порфиробластов указывает на правосдвиговые и левосдвиговые смещения. Зоны, в которых наблюдались будины и порфиробласты, имеют сходные элементы залегания и поэтому не являются сопряжеными.

Определение последовательности левого и правого сдвига по полевым данным не представляется возможным. Однако, можно констатировать, что еще на раннем коллизионном этапе, но на более поздних его стадиях по разломам южной части Полярного Урала происходили левосторонние и правосторонние сдвиговые смещения.

Хрупкие деформации (сопряженные трещины) наблюдаются в большинстве рассматриваемых тектонических единиц и рассекают зоны распространения пликативных нарушений. Следует отметить, что в орангской свите, няровейской серии и амфиболовых кристаллосланцах зоны ГУР сопряженные трещины имеют единичный характер и не вынесены на рисунок 2.

У вычисленных осей сжатия по сопряженным трещинам переменная ориентировка. Выделены оси сжатия с CЗ-ЮВ и СВ-ЮЗ преимущественными направлениями (рисунок 2, азимутальная проекция 6–10). В ходе полевых наблюдений отмечено, что сопряженные трещины с осями сжатия СЗ-ЮВ направления смещают сопряженные трещины с осями сжатия СВ-ЮЗ направления, поэтому оси сжатия СВ-ЮЗ простирания интерпретируются как начальная стадия хрупкой деформации (стадия D_n+4), тогда как СЗ-ЮВ ориентировки представляют более позднюю стадию деформации (стадия D_n+5).

На стадии D_n+4 сжимающие напряжения на данном участке исследований были направлены поперек зоны ГУР. Эта ориентировка образовалась, скорее всего, вследствие неравномерного, с «заливами и пережимами», надвигания палеоокеанических комплексов на палеоконтинентальные. На стадии Dn+5 сжимающие напряжения поменяли ориентировку и стали продольными относительно простирания зоны ГУР.

Обобщающая схема структурного развития изученных геологических объектов представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Структурная эволюция зоны ГУР и системы прилегающих тектонических единиц

Выводы [7, С.53-58]:

1. В обрамлении массива Рай-Из идентифицировано пять стадий деформаций.

2. Выявлено три стадии пластических деформаций (ранний коллизионный этап) и две стадии хрупких деформаций (поздний коллизионный этап).

3. Стадии деформаций D_n+1, D_n+2 и D_n+3 проявлены только в орангской свите, меланже зоны ГУР и няровейской серии, а стадии D_n+4 и D_n+5 фиксируются на всей изученной территории.

4. На раннем коллизионном этапе в результате надвигообразования сформировалась складчатость с шарнирами, погружающимися в большинстве случаев полого и распределенными по дуге большого круга и вписывающимися в модель Хансена.

В конце раннего коллизионного этапа определяющими были сдвиговые деформации, последовательность которых определить не удалось. На позднем коллизионном этапе выявлены ранние напряжения СВ-ЮЗ простирания и более поздние - CЗ-ЮВ.