5590-1 (Уральская петрографическая практика)

Уральская петрографическая практика

Е.В.Сизова

Глава 1. Краткий геолого-географический очерк района практики.

Уральский учебный полигон расположен на севере Южного Урала, в данной части Челябинской области в верховье р. Миасс. Район практики простирается от широты города Карабаша на севере, а в южном направлении до деревень Сафарова и Первомайка. На запад его границы простирается до города Садка, а на востоке ограничен Ильменскими горами. Горный Урал - узкая меридиональная система горных хребтов, которая на протяжении 2200 км разделяет Европу и Азию - характеризуется асимметричным строением. Через пояс западных предгорий он переходит в Русскую равнину, а к востоку довольно резко обрывается в сторону Западно-Сибирской низменности. Горы Урала сильно отличаются по характеру географических ландшафтов от прилегающих с востока и запада и равнин. Это отличие менее резко выражено в пределах Северного Урала с его сильно сглаженным рельефом, и, наоборот, резко проявлено в возвышенных районах Северного и Южного Урала. Так в районе нашей практики развито система хребтов меридионального и северо-восточного простирания с абсолютными отметками до 700-900 м., которые разделены плоскими долинами (перепад высот 200-400м.) с множеством озер: Тургояк, Ильменское, Чебаркуль, Кисегач, Большое и Малое Миассово и другие. Не мало здесь и искусственных водоемов, например, южное (старое) часть г. Миасс расположено на берегу крупного искусственного водоема - миасского пруда. Озера восточной части района имеют тенденцию к заболачиванию. Этот естественный процесс, связанный с пенепленидацией (пенеплен - по Девису, равнина, образующаяся в конце географического цикла в результате действия одного какого-либо рельефообразующего фактора) Уральских гор. Сравнительно холодное озеро Тургояк, расположено в северо-западной части территории практики и заполняющее депрессию рельефа в гранитном массиве, меньше подвержена заболачиванию.

На Урале преобладают западные ветры, приносящие влагу, и значительную часть её они оставляют в Приуралье и на западном склоне Урала. Климат континентальный, причем континентальность возрастает с Запада на Восток. В Ильменском заповеднике, что касается растительности, преобладают хвойные и смешанные леса, а в более Южных районах - березовые рощи.

В экономико-географических рамках, Урал - крупнейший экономический район с хорошо развитой промышленностью и сельским хозяйством. Довольно много горнодобывающих предприятий. Выделяются центры промышленности, с преобладанием отраслей тяжелой индустрии - Свердловск, Челябинск, Магнитогорск и другие. Очень богаты земли тальком, колчеданными рудами, магнезитом, хромитом.

Основы транспортной сети составляют железнодорожный и автомобильный транспорт. Район пересечен 4 железнодорожными магистралями и многочисленными шоссейными дорогами. Речной транспорт не имеет большого значения.

Глава 2. Палеовулканические комплексы.

Вулканические породы на Урале имеют широкое распространение. Расчленение вулканических толщ производится как по возрастному признаку, когда выделяются отдельные свиты, имеющие определенное стратиграфическое положение, так и по формационному. По определению Ю. А. Кузнецова, Е. К. Устиева, вулканическая формация представляет собой естественное сообщество вулканических пород, положение которого определенно местом и временем формирования, и отражает определенный этап развития того или иного региона. Среди них выделяются следующие свиты: поляковская, ирендыкская, карамалытанская, улутауская.

2.1 Поляковская свита.

Поляковская свита наблюдалась нами на маршруте в Уйском районе, на горе Мужайская. Отложение Поляковской свиты, развиты на самом западе Магнитогорского прогиба, в Вознесенско-Присакмарской зоне. По находкам фауны Поляковская свита датируется силуром Поляковская свита, представлена чередованием афировых базальтовых порфиритов и кремнистых осадков. Афировые базальтовые порфириты имеют афировую микрозернистую структуру и массивную текстуру. Цвет породы зеленовато-серый. Размер зерен до 0,1мм. Присутствуют микролиты Pl. В некоторых местах микролиты более крупные.

В отдельных участках видны подушечные лавы (обр. 4-53-2), сложенные породой темно-серого цвета с мелкозернистой структуры и пористой миндалекаменной текстурой. Поры изометричные, иногда слегка удлиненные. Как правило, более мелкие поры(1,5 - 2 мм.) частично или полностью заполнены миндалинами белого цвета. Поры и миндалины в подушке располагаются концентрически. Наблюдается зона с повышенным содержанием миндалин и пор, располагающихся на расстоянии 5 - 7 см от краевой выветренной поверхности. В этой области хорошо выражено концентрическое строение данного тела.

В некоторых местах базальтовые парфириты и кремнистые осадки секутся дайнами долеритов шириной 30 - 40 см. с долеритовой структурой, миндалекаменной текстурой. Зёрна ПШ удлиненные до 1,5 мм. Зёрна Рх ксеноморфные, размером до 0,5 мм.

Неравномерное распределение кремнистых осадков и базальтовых порфиритов говорит о пульсационном характере вулканизма. Подушечные лавы свидетельствуют о подводном характере вулканизма; глинисто-кремнистые осадки - об удаленности от источника сноса. То, что в данном районе лавы преобладают над пирокластическим материалом, большая протяженность лавовых потоков и отсутствие аппаратов обуславливает трещинный тип извержения. Отсутствие вкрапленников в базальтовых порфиритах говорит о быстром поступлении расплавов к поверхности из магматических камер, что свидетельствует о близости зоны магмогенерации. Исходя из этих доводов, можно предположить, что такие условия вулканизма, такой состав пород характерны для зон спреднинга (для срединно-океанических хребтов). Поляковская свита является фрагментом верхней части океанической породы.

2.2 Ирендыкская свита.

Ирендыкская базальт- андезито-базальтовая формация залегает на породах поляковской свиты (силурийская спилито-диабазовая). При большом сходстве пород этих формаций по химическому и минеральному составу они хорошо отличаются макроскопически и, в частности, степенью порфиритовости. Различный характер имеют и разрезы. Все это связано с различиями в условиях передвижения расплавов к поверхности земли и палеовулканогенническими особенностями появления вулканизма. Возраст свиты D1e2 -D2 ef1

Ирендыкскую формацию в большинстве разрезов разделяют на три толщи: нижнюю - туфогенно-осадочную, среднюю - вулканогенную, верхнюю - вулканогенно-осадочную (Руководство.., 1997)

Ирендыкская формация рассматривалась на левом борту реки Уй., на горе Мужайская. Характерной особенностью туфагенно-осадочной толщью является ритмичное строение. Обычно в основании ритма залегают более грубо обломочные породы, сменяющиеся более тонкими. На западном склоне горы Мужайская с запад северо-запада на восток юго-восток происходит переслаивание туфопесчанников, туфоалевролитов, туфоаргиллитов с азимутом падения 300, с углом падения 70. Порода представленная ритмичным переслаиванием туфопесчанников, туфоалевролитов, туфоаргиллитов имеет разнозернистую структуру и ритмично полосчатую текстуру. Размер зёрен туфопесчанника 1 - 1,5 мм, с мощностью прослоев до первых сантиметров. Зёрна туфоалевролитов размером до 0,2 мм, с мощностью прослоя 2,5 см. туфоаргиллит скрытообломочный, с мощностью прослоев менее 0,5 см. В толще наблюдается преобладание пород с обломками песчанистой размерности над другими элементами ритма. Это туфориты, содержащие вулканический материал андезито-базальтового состава, который перемыт и отсортирован. В результате этого зёрна каждого слоя ритма имеют одинаковые размеры.

Между слоями (внутри ритма) переход от крупнообломочных к мелкообломочным породам постепенно, т.е. с постепенным уменьшением обломков от песчанистых размерностей до аргиллитистых. Переход между ритмами резкий, т.е. крупнообломочные породы непосредственно контактируют с мелкообломочными. Выше по разрезу наблюдали ритмичное чередование туфопесчанников, туфоалевролитов и туфоаргелиллитов аналогичное ниже лежащим, но с увеличением мощностей слоев и увеличением размерности обломков в туфопесчанника, что свидетельствует об усилении вулканической активности.

Гипсометрически выше по разрезу наблюдаются отдельные глыбы, сложенные агглютинатами (рис 2.2.2.) состоящими из фрагментов пород андезито-базальтового состава и представляющие собой спекшиеся лапилли и бомбы. Их слагают порфировый андезито-базальт, содержащий во вкрапленниках плагиоклаз (до 80-85 %) и пироксен(15-20 %). Структура серийно-порфировая, т.е. столбчатой формы. Вкрапленники пироксена двух генераций. Зёрна первой генерации размером до 5 мм; зёрна второй генерации размером до 1,5 мм. Вкрапленники составляют 5-10% от общей массы породы. Порода имеет пористую (миндалекаменную) текстуру. Зеленовато-серая основная масса обладает мелкозернистой структурой. Миндалины заполнены вторичными минералами, на выветренной поверхности - наблюдаются поры. Агглютинаты сменяются бомбовым горизонтом. Вулканические бомбы - куски лавы, выброшенные при извержении в пластическом состоянии и получившие ту или иную форму. Внутренняя часть их обычно пористая и пузыристая, а наружная корка, благодаря быстрому остыванию в воздухе плотная и стекловатая. (Геологический словарь, 1995) . Бомбы достигают в длину - 70 см., в ширину - 40 см., толщиной - 20 см. (рис 2.2.3)

Вокруг агглютинат и бомбы наблюдали туфориты, аналогичные наблюдаемым ранее с преобладанием крупнообломочных пород над средне - мелкообломочными. Появление в разрезе агглютинат, бомбового горизонта, туфов дает основание утверждать, что имел место пик вулканической активности, и что в пределах этого района находится вулканическая постройка центрального типа. Возможно, имело место эксплозивное извержение, что подтверждается существованием в разрезе туфов, туфоритов и агглютинат.

Ритмично-чередующаяся толща обломочных пород с преобладанием крупнообломочного материала с запад - север - запада на восток - юго-восток характеризуется преобладанием тонкообломочного материала, что свидетельствует о затухании вулканической активности. Возможно, тонкообломочный материал мог приноситься из действующих вулканов находящихся на большом расстоянии на столько, что не оказывалось значительное влияние на описываемую толщу. В небольшом застывшем лавовом потоке андезито-базальтового состава на восточном склоне горы Мужайская количество тугопластического материала (вулканогенно-обломочного) преобладает над излившимся. Магматическая порода содержит обломки осадочных и вулканических пород и вкрапленники. Эти обломки пород имеют угловатую форму и ориентированы по направлению течения лавового потока), змеры ксенолитов достигают 4,5 см. в длину, шириной 1,5 см.)

Порфировый андезито-базальт характеризуется серийно-порфировой структурой: вкрапленники пироксена 3 генераций: зёрна первой генерации размером до 5 мм, второй генерации - 4 мм, третьей генерацией - 2 мм. Текстура породы пористая (миндалекаменная). Мелкозернистая зеленовато - серая основная масса состоит из изометрических зерен плагиоклаза (размером до 0,3 мм.) и удлиненных зерен пироксена (размером до 0,3 мм.). Такая пористая, миндалекаменная структура свидетельствует о флюидной активности и небольшом давлении воды, которая не препятствует удалению газа из расплава.

Наблюдаемые отложения Ирендыкской свиты позволяют сделать вывод о палеогеографических условиях в этом районе. Так туфы и туфориты - морские отложения, это означает, что имело место морская вулканическая деятельность, которая сменялась надводной вулканической деятельностью, для которой характерны агглютинаты и бомбовые горизонты. Такое чередование продуктов морской вулканической деятельности и отложений надводной вулканической деятельности свидетельствует об островодужном характере извержения. Эти островодужные извержения отвечают активной континентальной окраине; для них характерно поступление андезито-базальтового расплава из зоны субдукции. Таким образом, можно считать, что в D1e2 - D2ef1 островная дуга была молодой и это отложение начальной стадии развития островной дуги.

Большое количество вкрапленников в вулканитах Ирендыкской свиты (в том числе, нескольких генераций) свидетельствует о глубинном источнике магматических расплавов, а с другой стороны, являются индикатором геодинамического режима сжатия земной коры. В таких условиях, типичных для зон активных континентальных окраин, магматические расплавы при подъеме к поверхности неоднократно задерживались в промежуточных магматических камерах, где происходила их частичная кристаллизация и образование вкрапленников.

2.3.Карамалыташская свита.

В формационном плане ассоциация пород Карамалыташской свиты принадлежит к контрастной к базальт-липоритовой формации. Породы этой свиты, представлены в северной части Учалинского района, на западном крыле Магнитогорского мегасинклинория в Учалинско-Сибайской структурно-формационной зоны (Руководство для студенческих практик, 1987). Возраст Карамалыташской свиты датируют как D2кч.

В генеральном плане в нижней части разреза преобладают породы основного состава - диабазы и базальтовые порфириты, а в верхней - кислого: липариты и дациты. В районе с. Сафарова породы Карамалыташской свиты слагают крупный вулканический аппарат асимметричного строения. Западное крыло - крутое, восточное - более пологое.

Здесь, в нижней части разреза обнажатся серо-зеленные базальтовые порфириты, слагающие серию потоков. В них наблюдается комковатая отдельность. Структура породы порфировая. Текстура - неясно линейная. Вкрапленники преимущественно пироксена. Удлиненные, ориентированные преимущественно в одном направлении (в направлении течения расплава). В каких-то местах встречается псевдоподушечная отдельность. Эти породы преобладают в нижней части разреза. Их прорывает субвулканическое тело децитов. В этих децитах почти нет миндалин. Структура породы порфировая. Мелкие вкрапленники представлены исключительно плагиоклазом и их мало. Форма вкрапленников удлиненная, игольчатая (до 2мм). В целом базальтовые порфириты согласно залегают с глинистокремнистыми осадками и яшмаидами. Они имеют ритмичное чередование, внутри бывают смяты в складки. Мы видели асимметричные изоклинальные складки в полосчатых яшмаидах

В восточных частях разреза преобладают дациты, слагающие мощные потоки и субвулканические тела. В этих породах находится большое количество вкрапленников платоклаза различных генераций. Они занимают 10 - 15% от общей массы. Размер вкрапленников достигает 2*4 мм. Текстура пород - миндалекаменная. Миндалины выполнены хлоридом и элитидом. Они вытянуты, имеют линзовидную, каплевидную форму. Их размер достигает 0,5 см в ширину и 1 см в длину. Далее по разрезу происходит укрупнение миндалин, что говорит, возможно, о другом лавовом потоке. Эти породы пересечены кварц - элидовыми прожилками (пропилитами), строение жил зональное. В центре располагаются зоны и участки, спаянные сливным кварцем. Вдоль границ жил их окружают мелкозернистые элидотовые агрегаты.

Далее потоки дацитов сменяются кристаллолитокластическими туфами дацитового состава. В них содержатся крупные (до 10 см.) литокласты вулканитов и яшмоидов, обломки кристаллов, в основном плагиоклаза. Удалось установить, что исходная форма минерала была идноморфная. Размеры кристаллов достигают 2*4 мм. Цемент представлен пепловыми частицами, которые замещены вторичными минералами, придающими ему тонкозёрный облик и зеленовато-серый цвет. В отдельных глыбах встречаются плотно спайные линзы пород дацитового состава. Предположительно, эти фрагменты являются вулканическими бомбами.