Уфалейский кварцево—жильный район

Короткий опис

ОГЛАВЛЕНИЕ

СТР.

ВВЕДЕНИЕ... 3

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ... 6

1. Геологическое строение Уфалейского кварцево-жильного района, его основные структуры и кварцево-жильная минерализация... 6

1.1. Геолого-структурная характеристика Уфалейского гнейсово-

мигматитового блока и обрамляющих его шовных зон... 6

1.2. Минерагения кварцевых образований Уфалейского кварцево-жильного района... 32

2. Закономерности пространственного распределения формационных типов кварцево-жильной минерализации Уфалейского кварцево-жильного района... 42

2.1. Анализ предшествующих исследований... 44

2.2. Кварцево-жильные формации и субформации Уфалейского кварцево-жильного района. Закономерности пространственного распределения и характеристика... 46

3. Минералого-технологическое картирование и прогноз качества кварцевого сырья...72

3.1. Технологическая характеристика особо чистого кварца... 73

3.2. Генетические предпосылки образования особо чистого кварца. Выделение минералого-технологических типов,

их характеристика...74

3.3. Генерации кварцевых зерен - элементы минералого-технологического картирования. Метод совокупной оценки генераций... 92

3.4. Минералого-технологическое картирование месторождений гранулированного кварца (на примере Кыштымского месторождения)... 94

Заключение... 102

Список использованной литературы... 104
ОГЛАВЛЕНИЕ

СТР.

ВВЕДЕНИЕ... 3

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ... 6

1. Геологическое строение Уфалейского кварцево-жильного района, его основные структуры и кварцево-жильная минерализация... 6

1.1. Геолого-структурная характеристика Уфалейского гнейсово-

мигматитового блока и обрамляющих его шовных зон... 6

1.2. Минерагения кварцевых образований Уфалейского кварцево-жильного района... 32

2. Закономерности пространственного распределения формационных типов кварцево-жильной минерализации Уфалейского кварцево-жильного района... 42

2.1. Анализ предшествующих исследований... 44

2.2. Кварцево-жильные формации и субформации Уфалейского кварцево-жильного района. Закономерности пространственного распределения и характеристика... 46

3. Минералого-технологическое картирование и прогноз качества кварцевого сырья...72

3.1. Технологическая характеристика особо чистого кварца... 73

3.2. Генетические предпосылки образования особо чистого кварца. Выделение минералого-технологических типов,

их характеристика...74

3.3. Генерации кварцевых зерен - элементы минералого-технологического картирования. Метод совокупной оценки генераций... 92

3.4. Минералого-технологическое картирование месторождений гранулированного кварца (на примере Кыштымского месторождения)... 94

Заключение... 102

Список использованной литературы... 104
ОГЛАВЛЕНИЕ

СТР.

ВВЕДЕНИЕ... 3

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ... 6

1. Геологическое строение Уфалейского кварцево-жильного района, его основные структуры и кварцево-жильная минерализация... 6

1.1. Геолого-структурная характеристика Уфалейского гнейсово-

мигматитового блока и обрамляющих его шовных зон... 6

1.2. Минерагения кварцевых образований Уфалейского кварцево-жильного района... 32

2. Закономерности пространственного распределения формационных типов кварцево-жильной минерализации Уфалейского кварцево-жильного района... 42

2.1. Анализ предшествующих исследований... 44

2.2. Кварцево-жильные формации и субформации Уфалейского кварцево-жильного района. Закономерности пространственного распределения и характеристика... 46

3. Минералого-технологическое картирование и прогноз качества кварцевого сырья...72

3.1. Технологическая характеристика особо чистого кварца... 73

3.2. Генетические предпосылки образования особо чистого кварца. Выделение минералого-технологических типов,

их характеристика...74

3.3. Генерации кварцевых зерен - элементы минералого-технологического картирования. Метод совокупной оценки генераций... 92

3.4. Минералого-технологическое картирование месторождений гранулированного кварца (на примере Кыштымского месторождения)... 94

Заключение... 102

Список использованной литературы... 104
Введение

ВВЕДЕНИЕ

Уральская складчатая система, применительно к кварцевому сырью, рассматривается как наиболее крупная (региональная) линейно-вытянутая кварценосная площадь - Уральский кварценосный пояс. Принятая на практике схема соподчиненности кварценосных площадей и объектов включает кварценосный пояс - кварценосная провинция - кварценосный район -кварценосный узел - кварцево-жильное поле - жильная зона - кварцево-жильный объект (жила, гнездо). Обособленные участки, характеризующиеся едиными особенностями геологического строения, обуславливающими локализацию кварценосных объектов при наличии в них промышленной минерализации, выделяются в качестве месторождения. Понятие «месторождение» отражает, прежде всего, промышленно-экономическую сторону вышеназванных объектов, поэтому в схеме минерагенического соподчинения отдельно не выделяется (Евстропов, Кухарь, Огородников и др., 1995).

В пределах Уральского кварценосного пояса выделяются Восточно-Уральская и Центрально-Уральская провинции. Центрально-Уральская провинция включает в себя Приполярно-Уральскую кварценосную субпровинцию, Сакмарский кварцево-жильный район и Уфалейский кварцево-жильный район, последний включает в себя Кыштымское кварцево-жильное поле с группой разведанных месторождений гранулированного кварца: Маукским, Кузнечихинским, Кыштымским, Агордяшским и Пугачевским месторождением прозрачного жильного кварца и рядом перспективных кварцево-жильных полей: Егустинским, Уфимским и Западно-Уфалейским.

Актуальность проблемы. Уфалейский кварцево-жильный район пространственно совпадает с Уфалейским гнейсово-мигматитовым комплексом, уникален по своему геологическому строению, качеству сырья, масштабам развития кварцево-жильной минерализации и ее качеству. Кварц из месторождений Кыштымского кварцево-жильного поля более 40 лет используется для плавки прозрачного кварцевого стекла, применяемого, главным образом, в электронной и полупроводниковой промышленности. Кыштымское месторождение является наиболее крупным по запасам особо чистого кварца в Российской Федерации.

Особо чистый кварц (ОЧК) - природное кварцевое сырье, генетические особенности которого позволяют получать из него товарный продукт -природный кристаллический диоксид кремния - пригодный по своим параметрам для получения материалов, использующих его специальные свойства.

Повышение требований перерабатывающей промышленности к качеству поставляемого сырья, привело к необходимости формационного членения кварцево-жильных образований, имеющих различные схемы обогащения. В связи с этим, появилась необходимость в проведении минералого-технологического картирования кварцево-жильных образований как метода рационального использования кварцевого сырья при добыче и прогнозирования его обогатимости, основанных на генетических особенностях кварцевой минерализации. Идеальным объектом для решения поставленной задачи является Уфалейский кварцево-жильный район и Кыштымское месторождение особо чистого гранулированного кварца.

Научная новизна.

1. В пределах Уфалейского кварцево-жильного района выделено две формации и семь субформаций кварцево-жильной минерализации, локализующихся в конкретных структурно-вещественных парагенезах, занимающих в одноименном гнейсово-мигматитовом блоке строго определенную структурную и пространственную позицию. В качестве одной из формаций впервые выделена формация вторично-зернистого, особо чистого гранулированного кварца как представителя метатектонитов. Дана их полная характеристика, разработана морфологическая типизация и показано их место в структурно-метаморфическом преобразовании уфалейского блока.

2. Выделенные в пределах Кыштымского месторождения субформации особо чистого гранулированного кварца, охарактеризованы как минералого-технологические (генетические) типы кварцево-жильных образований. В гранулированном кварце изучены структуры, выделено несколько генераций кварцевых зерен, имеющие свои характерные особенности. Это позволяет использовать кварцевые генерации в качестве элементов минералого-технологического картирования. Генерации кварцевых зерен отражают полихронный процесс развития кварцевых метатектонитов. Дан прогноз их обогатимости, проведено минералого-технологическое картирование месторождения.

3. Разработан метод совокупной оценки генераций (СОГ) кварцевых зерен — как метод рациональной типизации кварцевых тел при минералого-технологическом картировании месторождений особо чистого гранулированного кварца. Приведены примеры использования метода совокупной оценки генераций на разных уровнях изучения гранулированного кварца и сопоставление результатов использования этого метода с традиционными методами оценки качества кварцевого сырья.

Целью диссертационной работы является изучение и выделение в пределах месторождения различных формационных (субформационных) типов кварцево-жильной минерализации, основанных на генетических особенностях выделенных генотипов, закономерностей размещения и условий образования в структурах уфалейского блока.

Разработка методики оценки обогатимости кварца разных генетических типов, на основе анализа результатов исследований кварцевого сырья.

Составление карт прогноза обогатимости (технологических свойств) кварцевого сырья на основе минералого-петрографических особенностей выделенных генетических типов.

Практическая значимость работы.

1. Использование методов совокупной оценки (СОГ) на ранних стадиях геологоразведочных работ для решения геологических и технологических задач, связанных с качественными параметрами кварцевого сырья.

2. Использование результатов прогноза кварцево-жильного сырья различных генетических типов как результат минералого-технологического картирования для целей селективной отработки особо чистого кварца.

3. Выделенные генетические типы кварцево-жильной минерализации были использованы при прогнозной оценке Уфалейского гнейсово-мигматитового блока на особо чистое кварцевое сырье в составе работ по прогнозной оценке, выполненных ВНИИСИМСом по России.

Фактический материал собран автором в период работы в партии №3 Центрально-Уральской экспедиции ПО «Уралкварцсамоцветы» (ныне ФГУГПП «Кыштымкварцсамоцветы») и ОАО «Кыштымский ГОК» в период с 1984 г. по настоящее время. В процессе проведения геологоразведочных работ различных стадий в пределах Уфалейского кварцево-жильного района за этот период было детально изучено 4 месторождения гранулированного кварца. Особый вклад в накопление фактического материала внесли геологические наблюдения при ведении добычных работ на многочисленных жилах в пределах собственно Кыштымского и Кузнечихинского месторождений гранулированного кварца. В физическом выражении автором был выполнен следующий объем работ: описано более 15000 м3 открытых горных выработок, задокументировано 1700 пог. м подземных горных выработок, описано и просмотрено около 50 тыс. пог. м керна скважин, при проведении геологических маршрутов проводилась документация обнажений, опробовано значительное количество горных выработок, вскрывающих кварцево-жильные тела.

При разработке метода совокупной оценки кварцевых генераций было изучено более 1300 петрографических шлифов кварца. При наработке материалов к минералого-технологическому картированию использованы результаты анализов 578 проб кварца, которые включали в себя следующий комплекс исследований: определение коэффициента светопропускания, количественный минералогический анализ кварцевой крупки, количественный химико-спектральный или прямой спектральный анализы кварца на 11 элементов примесей.

При прогнозе минералого-петрографических типов использовалась методика оценки обогатимости кварцевого сырья, разработанная в ЦКЛ Кыштымского ГОКа.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на совещаниях «Минералогия месторождений Урала» (Миасс, 1990), «Минералогия кварца» (Сыктывкар, 1992), «Металлогения и геодинамика Урала» (Екатеринбург, 2000), «Металлогения древних и современных океанов -2000» (Миасс, 2000), «Металлогения Урала - 2003» (Миасс, 2003). По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Основными структурами, локализующими кварцево-жильные поля и месторождения особо чистого гранулированного кварца в пределах Уфалейского кварцево-жильного района, являются: высокотемпературные и высокобарические зоны влияния шовных зон, обрамляющие метаморфический Уфалейский гнейсово-мигматитовый блок и оперяющие шовные зоны сдвиго-взбросы, где во время коллизий формируются разновозрастные кварцево-жильные тела.

2. На основе изучения закономерностей пространственного размещения

и онтогении кварцево-жильных тел выделены формация первично-зернистого кварца и формация вторично-зернистого, особо чистого, гранулированного кварца (метатектонитов). В первой выделено три субформации (генотипа), во второй — четыре, каждые, из которых обладают различными минералого-технологическими

характеристиками.

3. Разработан метод совокупной оценки генераций (СОГ) кварцевых тел - как метод рациональной типизации кварцевых тел при минералого-технологическом картировании месторождений особо чистого гранулированного кварца. Метод совокупной оценки генераций имеет значительное преимущество на разных уровнях изучения особо чистого гранулированного в сравнении с традиционными методами оценки качества кварцевого сырья, что позволяет проводить его селективную отработку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Геологическое строение Уфалейского кварцево-жильного района, его основные структуры и кварцево-жильная минерализация

Целенаправленные и планомерные специализированные работы на жильный кварц, как сырье для производства прозрачного кварцевого стекла взамен дефицитного и дорогостоящего горного хрусталя, стали проводиться в регионе с конца 50-х годов прошлого века, первоначально на прозрачный, а в дальнейшем на гранулированный и молочно-белый кварц. На начальном этапе эти работы были сосредоточены на Уфалейском метаморфическом комплексе, который до настоящего времени является основной сырьевой базой для получения особо чистых кварцевых концентратов. В дальнейшем аналогичные работы были проведены и на других метаморфических комплексах Урала.

1.1. Геолого-структурная характеристика Уфалейского гнейсово-мигматитового блока и обрамляющих его шовных зон

Уфалейский метаморфический комплекс представляет собой гигантский мегамеланж, где аллохтонные блоки мегабудин, как обломки докембрийского фундамента Восточно-Европейской платформы, находятся в обрамлении высокобарических шовных зон смятия, которые процессами коллизии вместе с интенсивно деформированными блоками в виде пластин островодужных образований палеозойского палеоокеана перемещены в западном направлении. В этой связи, целесообразно выделить структурно-вещественные комплексы, имеющие определенную тектоническую позицию и генетическую природу. В строении Уфалейско-Карабашского коллизионного блока в настоящее время выделяются:

- гнепсово-амфиболитовый комплекс основания протерозойского возраста;

- эклогит-бластомилонитовый комплекс обрамляющих шовных зон рифейского возраста;

- метаосадочный комплекс обрамления раннепалеозойского возраста;

- колчеданоносный вулканогенно-осадочный комплекс палеозойского возраста. Уфалейский гнейсово-мигматитовый комплекс до последнего времени

рассматривался как куполообразный блок докембрийского фундамента Восточно-Европейской платформы, выведенный с глубоких горизонтов, в результате метаморфических и тектонических преобразований в породы палеозойского чехла. Диапироидное перемещение пластических блоков ядра, прогретых до температуры, достаточной для реоморфизма и анатексиса, выполнявших роль «рабочего тела», аккумулирующего и переносящего энергию на относительно высокие структурные уровни пород обрамления, создавало

условия для метаморфических и метасоматических преобразований и рудообразования (Кейльман, 1974).

По мнению К. С. Иванова (1998) Уфалейский комплекс имеет двучленное строение, где западная часть представляет собой край фундамента Русской платформы, а восточная часть Уфалейского комплекса представляет собой глубинный срез интенсивно меланжированной субдукционной зоны и характеризуется метаморфизмом повышенных давлений. Восточно-уфалейский комплекс (высокобарический) прослеживается вдоль западного края ГУРа в виде узкой полосы падающей на восток (Белковский, 1986; Иванов, 1998; Пучков, 2000). На начальном этапе ГУР представлял собой рифтовый разлом растяжения, а в среднем палеозое он уже являлся зоной субдукции, падающей на восток и поглощавшей кору раннепалеозойского океана (Иванов, 1998; Серавкин, 2001). При этом генерировались одновозрастные (на Южном Урале 380 + 10 млн лет) эклогит-глаукофановые комплексы (восточно-уфалейский, максютовский) и формировавшиеся над ними андезитоидные островодужные ассоциации (Коротеев, 1984; Пучков, Иванов, 1989; Иванов, 1998). Уфалейский комплекс был надвинут на запад на девонские известняки в результате коллизии в позднем палеозое.

Породы, слагающие Уфалейский гнейсово-амфиболитовый комплекс, отличаются исключительным однообразием. Доминирующая роль здесь принадлежит гнейсовидным плагиоклазовым амфиболитам и их метаморфическим производным, подчиненное значение имеют слюдяные гнейсы и гранито-гнейсы. Эта совокупность пород, получила название уфалейской свиты (Кейльман, 1974).

Уфалейский гнейсово-амфиболитовый комплекс слагает два тектонических блока (мегабудины), ранее трактуемые как брахиформные антиклинали (рис. 1). Кроме плагиоклазовых амфиболитов составляющих более 60% объема свиты, она включает в себя значительное количество прослоев гранито-гнейсов. По условиям залегания, структуре и составу устанавливается, что большая часть амфиболитов представляет собой глубоко измененные основные эффузивы и их туфогенные аналоги (Мельников, 1972; Кейльман, 1974). Вариации состава и облика амфиболсодержащих пород (увеличение количества плагиоклаза, появление биотита, кварца, граната и т. д.) связаны с различием условий метаморфизма и в первую очередь гранитизации. В результате проявления этих процессов возникли заметно отличающиеся породы (от амфиболовых до биотитовых и гранат-биотитовых гнейсов), связанные постепенными переходами с амфиболитами.

Амфиболиты представляют собой породу темно-серого до почти черного цвета, иногда с зеленоватым оттенком, в различной степени рассланцованные, преимущественно гнейсовидной и полосчатой текстуры. Под микроскопом наблюдается предпочтительная ориентировка призматических кристаллов роговой обманки, которая определяет сланцеватость и линейность. Полосчатость обусловлена чередованием темных полос, обогащенных амфиболом, со светлыми кварц-полевошпатовыми полосами (рис. 2).

Среди гранатовых амфиболитов в юго-восточной части блока распространена очково-гнейсовидная текстура, где очковые выделения представлены гранатами и плагиоклазами. Основными породообразующими минералами являются: роговая обманка (40-70 %), плагиоклаз (20-35 %), кварц (7-15 %), гранат (до 10 %).

Рис.1

Встречаются биотит, эпидот, карбонаты, мусковит, рутил, апатит, сфен, хлорит, анатаз, циркон, ильменит, магнетит, пирит, халькопирит.

Амфибол - обыкновенная роговая обманка составляет и в наиболее меланократовых разностях не более 70 %. Характеризуется длинно-призматическим обликом, нередко содержит включения плагиоклаза, кварца, эпидота и рудного минерала. Плеохроизм по Ng в голубовато-зеленых тонах (Ng-Np = 0,023; 2V = -80°; CNg = 18°). Порфиробласты граната нередко «расталкивают» кристаллы роговой обманки в процессе роста.

Рис. 2. Амфиболит плагио-клазовый. Северный склон г. Теплая. Шлиф СЛ-04/33, николи X, увел. 24 X

Для всех разновидностей этих пород характерна относительно крупнозернистая, равномернозернистая структура (1,0-2,5 мм) и отчетливо выраженная гнейсовая текстура с линейной ориентировкой удлиненных минералов.

Рис. 1. Геологическая карта Уфалейского гнейсово-амфиболитового комплекса, по (Кейльман, 1974): 1 - известняки и доломиты (D2g); 2-3 - Улутауская свита (D2e-g): туфогенные породы смешанного состава, дациты, андезиты и их туфы (2); известняки (3); 4 - Поляковская свита (SiW - S21): андезито-дациты и диабазы; 5-6 -Шайтанская свита (О2): серицит-углисто-кварцевые мусковит-графит-кварцевые сланцы с прослоями графитовых кварцитов (5); риолиты и их туфы (6); 7-8 -Куртинская свита (О]_2): кварц-серицитовые филлитовидные и серицит-хлорит-карбонат-кварцевые сланцы (7); гранат-слюдяно-кварцевые сланцы, кварциты (8); 9-10 - Козинская (шунутская) свита (Oi): кварцито-песчаники, кварциты, мусковит-кварцевые сланцы (9); конгломераты (10); 11-14 - Указарская свита (PR2- С): альбит-актинолитовые, кварц-альбит-хлоритовые и серицит-альбит-кварцевые сланцы (11); амфиболовые сланцы, микроамфиболиты, амфибол-биотитовые и биотитовые микрогнейсы (12); гранито-гнейсы мусковит-альбитовые (13); гранито-гнейсы мусковитовые альбит-микроклиновые порфировидные (14); 15-16 - Таганайская свита (PR2): слюдистые кварциты (15); мусковит-хлорит-кварцевые, кианит-ставролит-кварцевые сланцы, иногда с гранатом, кварциты (16); 17-20 - Уфалейская свита (PG), Слюдяногорская подсвита: амфиболиты и амфиболовые гнейсы с прослоями биотитовых гнейсов, гранат-слюдяно-кварцевых сланцев и слюдистых кварцитов (17); Егустинская подсвита: амфиболиты, амфиболовые и биотит-амфиболовые гнейсы (18); амфиболовые и биотит-амфиболовые гнейсы с подчиненными им амфиболитами и биотитовыми гнейсами (19); гранито-гнейсы биотитовые (20); 21 - граниты порфировидные; 22 - граниты; 23 - плагиогранодиориты; 24 - амфиболиты апогаббровые, габбро; 25 - пироксениты; 26 - серпентиниты, тальк-карбонатные породы; 27 - бластомилониты; 28 - стратиграфические несогласия; 29 - стратиграфические несогласия, осложненные разрывными нарушениями; 30 - разрывные нарушения

-^

Гранат розового цвета образует хорошо окристаллизованные порфиробласты размером до 1 см. При наложении процессов плагиофельдшпатизации гранат подвергается замещению кварцем и плагиоклазом (рис. 3). Гранат трещиноватый, содержит включения эпидота, полевого шпата, кварца.

Биотит наложенный, замещающий амфибол, плеохроирует в зеленовато-бурых тонах (Кейльман, 1974). Количество его также переменно и обычно не превышает 20 % объема породы (рис. 4).

Рис. 3. Гранатовый амфиболит. Гранат (светлые зерна с высоким рельефом) и амфибол (темно-серый) замещаются кварцем и плагиоклазом (белое). Район Маукского месторождения. Шлиф У-17-1, николи И, увел. 24Х

Рис. 4. Амфибол-биотитовый гнейс. Амфибол (темные зерна), биотит (удлиненные лейсты серого цвета) и плагиоклаз (белое). Уфалейская свита. Шлиф У-13-9а, николи II, увел. 24 X

Плагиоклаз (андезин - в амфиболитах, олигоклаз - в биотитовых гнейсах) в количественном отношении варьирует в широких пределах.

При увеличении количества плагиоклаза (35-70 %) амфиболиты превращаются в амфиболовые гнейсы. Как по простиранию, так и по падению между амфиболовыми гнейсами и амфиболитами наблюдаются постепенные переходы. Кварц появляется только в разностях, относимых к гнейсам, составляя до 25—30 % их объема. В амфиболитах часто, а в амфиболовых гнейсах постоянно присутствует эпидот, относительно равномерно рассеянный в породе. Типичными акцессориями в амфиболитах и амфиболовых гнейсах являются сфен, рутил, апатит, ортит, ильменит, магнетит; в существенно биотитовых разностях появляются идиоморфные зерна циркона (Кейльман, 1974).

Вторая относительно широко распространенная в уфалейском гнейсово-амфиболитовом комплексе группа пород - гранито-гнейсы, объединяет грубополосчатые, лейкократовые разновидности гнейсов практически гранитного состава, присутствующих в подчиненном количестве среди

10

амфиболитов. Отличительной особенностью этих пород является переменное количество темноцветных минералов, представленных амфиболом, биотитом и, что весьма характерно, магнетитом, количество которого порой достигает 10 %.

Биотитовые и амфибол-биотитовые гнейсы имеют примерно равное распространение. Биотитовые гнейсы представляют собой породу темно-серого цвета, среднезернистого сложения, гнейсовидной текстуры. Минералогический состав: плагиоклаз (5-35 %), кварц (10-40 %), биотит (20-50 %), эпидот (до 10 %), гранат (до 10 %), микроклин (до 10 %), сфен, апатит, цоизит, магнетит, ортит.

Плагиоклаз имеет неправильную, реже изометричную форму зерен, полисинтетически сдвойникованный, по составу относится к олигоклазу.

Биотит — широко распространен в породе, вытянут по гнейсовидности в виде чешуек размером до 6 мм, с резким плеохроизмом в зеленовато-коричневых тонах.

Гранат розового цвета, неправильной формы. Наблюдаются включения чешуек биотита и мусковита.

Из полевых шпатов преобладает плагиоклаз; микроклин распространен неравномерно и является более поздним, наложенным минералом. Из акцессорных обычны циркон, апатит, ортит, сфен, очень редко - касситерит (Кейльман, 1974).

На восточной границе гнейсово-амфиболитового блока, вблизи ограничивающей с востока шовной зоны смятия появляются двуслюдяные гнейсы. Макроскопически это породы серого цвета крупно-среднезернистого строения, гнейсовидной, очково-гнейсовидной текстуры (рис. 5).

Рис. 5. Двуслюдяной гнейс с крупными порфиробластами граната.

Склон г. Слюдяная

11

Главными породообразующими минералами являются: кварц (20-50 %), плагиоклаз (35-60 %), мусковит (25-35 %), биотит (10-20 %), гранат (до 10 %). Из акцессорных минералов встречаются кианит, сфен, апатит, пирит, халькопирит.

Плагиоклаз - альбит-олигоклаз образует зерна неправильной формы, полисинтетически сдвойникованный, со следами зонального строения. Нередко содержит пойкилитовые вростки кварца.

Мусковит образует довольно широкие таблички с неровными контурами, содержит включения различных минералов, чаще всего кварца. Развивается по буро-зеленому биотиту, замещая его.

Гранат представлен двумя генерациями. Один в виде крупных порфиробласт достигающих размеров до 2 см, с характерной пойкилобластовой, почти ситовидной структурой, с включениями биотита, хлорита, кварца, рудного минерала (рис. 6). Другой - новообразованный гранат с хорошими кристаллографическими очертаниями, размером не превышающими 0,5 мм (рис.7).

Рис.6. Гранатово-слюдяной гнейс. Гранат (темно-серый с высоким рельефом)

замещается слюдой и кварцем. Гора Слюдяная. Шлиф У-8-22а, николи скрещены не полностью, увел.24 X

Рис.7. Мелкокристаллический гранат в биотитовом гнейсе. Шлиф СЛ-04/89, николи II, увел.

24 X

Среди пород уфалейского комплекса, преимущественно в восточном блоке, располагаются небольшие тела измененных габбро и дайки диабазов. Характерно практически полное отсутствие гипербазитов, единственное исключение представляют пироксениты Шигирских сопок, являющиеся, по-

12

видимому, меланократовым дифференциатом габбровой магмы (Кейльман, 1974).

Уфалейский гнейсово-амфиболитовый комплекс, обрамляется на западе ,j и востоке породами, образовавшимися в условиях высокобарического

дислокационного метаморфизма в шовных зонах смятия, наиболее крупная из которых является зона смятия Главного уральского разлома (ГУР). Породы этой зоны ранее описывались под названием свиты «М», толщи древних кристаллических сланцев докембрия (Мамаев, 1958, 1963), картировались как отложения курганской свиты раннепалеозойского возраста (Кейльман, 1974; Мельников, 1972), рифейского (Парфенов и др., 1989; Серавкин и др., 2001), детальное изучение разрезов и вещественного состава пород восточного обрамления позволил рассматривать их как эклогит-сланцевую часть Уфалейского комплекса (Белковский, 1989).

От широты оз. Большой Агардяш на юге, до широты пос. Маук на севере, гранат-слюдяно-кварцевые сланцы имеют субмеридиональное простирание и довольно крутое моноклинальное восточное падение. Севернее пос. Маук происходит смена субмеридионального простирания на северозападное. Здесь сланцы смяты в пологие (от 40 до 5°) изоклинальные складки, осевые поверхности которых запрокинуты на юго-запад. В этом районе полого залегающие кристаллические сланцы, аллохтонно надвинуты по Суховязскому разлому на мигматизированную часть Уфалейского комплекса (рис. 8).

По нашему мнению, зона влияния Главного уральского разлома (шовная зона смятия), включает в себя:

• зону серпентинитового меланжа вдоль границы Центрально-Уральской и Тагило-Магнитогорской мегазон (осевая часть шовной зоны);

• зону дислокационного метаморфизма, сложенную эклогит-сланцево-мигматитовым (Белковский 1979,1989) или высокобарическим восточно-уфалейским (Иванов, 1998; Пучков, 2000) комплексами. Эта зона ограничивается с запада Серебрянской шовной зоной, включает в себя, оперяющую ГУР Слюдяногорскую тектоническую зону «стратиграфического несогласия» между докембрийскими породами уфалейской свиты и рифейскими породами курганской свиты, и представляет собой мощную зону смятия и дислокационного метаморфизма (западная часть шовной зоны);

• зону интенсивно дислоцированных и метаморфизованных офиолитов и вулканогенных пород Тагило-Магнитогорской мегазоны, трассируемой телами ультрабазитов Таловского, Сугомакского, Карабашского, Маукского и Уфалейского массивов (восточная часть шовной зоны).

Слюдяногорское тектоническое нарушение представляет собой мощную шовную зону стратиграфического и углового несогласия между отложениями уфалейской и курганской свитами (Мельников, 1972; Кейльман, 1974). Эта зона меланжа имеет мощность от 200 до 500 м и характеризуется интенсивным развитием пластических и хрупких деформаций (рис.9), процессов перекристаллизации, бластеза и интенсивного высокобарического метаморфизма и метасоматоза. Впервые на интенсивное рассланцевание в пределах этой субмеридиональной зоны обратил внимание П. П. Скабичевский (1950). С этой зоной связаны все известные в этом районе слюдоносные пегматитовые жилы. Верхняя часть уфалейской свиты (тешюгорская толща, по Е. П. Мельникову, 1972), примыкающая к Слюдяногорскому шву, сложена в значительной мере очковыми мигматитами и сильно мигматизированными

13

л '

17

Wryfam

Рис.8

14

кристаллическими сланцами, несет на себе следы интенсивного смятия, катаклаза, бластеза, будинажа.

На значительном протяжении вдоль тектонического шва наблюдается внедрение даек гнейсо-гранитов, порфировидных гранитов и гранит-порфиров, которые или непосредственно залечивают его или залегают вблизи основного нарушения. Эти дайки, в свою очередь, подвергаются процессам будинажа, что свидетельствует о полихронности развития данной шовной зоны и локализации на глубине крупного массива тоналит-гранодиоритовой формации, с которым связано образование многочисленных кварцевых жил выполнения во время ранней коллизии.

Собственно Уфалейский гнейсово-мигматитовый блок (Кукахтинский купол, по Г. А. Кейльману (1974) или Западно-уфалейский комплекс, по К. С. Иванову (1998) представляет собой сорванный обломок Восточно-Европейской платформы, перемещенный по Уфимско-Блаштинской надвиговой шовной зоне на запад, с образованием на фронте высокобарической Таганайско-Указарской шовной зоны смятия.

Основная роль в геологическом строении высокобарической зоны смятия ГУ? принадлежит гранат-слюдяно-кварцевым сланцам (бластомиллонитам) с дистеном, которые в результате дислокационного метаморфизма приобрели вторичную бластическую структуру, занимают около 60 % закартированной площади. На долю слюдяных кварцито-сланцев (бластомиллонитов) приходится менее четверти разреза. Широкое развитие в минеральных парагенезисах бластопорфировых выделений красно-фиолетового граната, кристаллов кианита, ставролита, хлоритоида, фенгита, цоизита свидетельствует о высоких давлениях при образовании сланцевых бластомиллонитов.

Рис. 8. Тектоническая карта Уфалейского метаморфического комплекса (по Кейльман, 1974):

1 - ордовикско-верхнепалеозойский структурный этаж; 2 - верхнедокембрийско кембрийский структурный этаж; вендско-кембрийский структурный ярус; 3 - то же, среднерифейский структурный ярус; 4 - нижнедокембрийский структурный этаж. 5 -7 -оси антиклиналей (5 - первого порядка, 6 - второго порядка, 7 - третьего порядка); 8-9 -оси синклинальных зон (8 - второго порядка, 9 - третьего порядка); 10-13 - элементы залегания пород в структурах (10 - первого порядка, 11 - второго порядка, 12 - третьего порядка, 13 - ориентировки линейности); 14 -линии стратиграфического несогласия; 15 - границы между свитами; 16 - слоистость и кристаллизационная сланцеватость; 17 -разрывные нарушения; 18 - зона линейной складчатости; 19 - зоны милонитизации; 20 -гнейсо-граниты двуслюдяные; 21 - граниты биотитовые; 22 - плагиогранодиориты; 23 -габбро; 24 - гипербазиты.

I - Западно-Уральская зона складчатости; II - Центрально-Уральское поднятие, Уфалейский антиклинорий; III - Тагильско-Магнитогорский прогиб; IV - Башкирское поднятие, Тараташский антиклннорий.

Складчатые структуры: 1 - Кукахтинский купол, 2 - Кизильский купол, 3 -Куяшская синклинальная зона, 4 - Указарская зона линейной складчатости. Разрывные нарушения: 5 - Аюшское, 6 - Блаштинское, 7 - Мерзелинское, 8 - Уфимское, 9 - Шигирское, 10 - Анциферское, 11 - Тагашское, 12 - Серебрянское, 13 - Суховязское, 14 - Слюдяногорское, 15 - Главный Уральский разлом

15

Рис. 9. Вскрытая карьером 170 Слюдяногорская шовная зона, представленная зоной меланжа, интенсивного рассланцевания и складчатости.

Слюдяно-кварцевые сланцы пользуются наибольшим распространением, занимая около 60 % площади пород куртинскои свиты. Обычно они хорошо обнажаются на поверхности в виде отдельных скальных обнажений, образуя положительные формы микрорельефа, отдельными грядами прослеживаются на многие сотни метров в виде полос шириной до 100 м (рис. 10).

Рис. 10. Обнажение гранато-слюдяно-кварцевых сланцев куртинскои свиты на восточном склоне г. Теплой. Видна разбудинированная жила гранитоидов.

16

Минералогический состав: кварц (50-70 %), мусковит (5-40 %), биотит (5-30 %) в разных местах могут появляться в значительных количествах гранат, графит, амфибол, хлорит. Структура сланцев лепидогранобластовая, текстура сланцевая (рис. 11).

Рис. 11. Слюдяно-кварцевые сланцы. Район пос. Серебры. Шлиф У-14-6, николи X, увел. 24 X

Биотит темно-бурого цвета, наблюдается в виде чешуек длиной до 2-3 мм, расположенных главным образом по плоскости сланцеватости. В шлифах биотит зеленовато-коричневого цвета с резким плеохроизмом зеленовато-желтого цвета по Np, до зеленовато-коричневого по Ng. Часто биотит замещается мусковитом с выделением рудного минерала.

Мусковит бесцветный, обычно ассоциирует с биотитом и хлоритом.

Гранат весьма широко распространен в сланцах куртинской свиты. Гранат альмандинового ряда образует крупные порфиробласты (1-5 мм) и гломеробластовые скопления размером до 5-10 см (рис. 12).

Рис. 12. Гломеробласты граната (до 10 см в поперечнике) в гранат-слюдяно-кварцевом сланце. Восточный склон г. Острой

17

Список литературы