Записки уральского геофизика - Часть VIII

Вот и все. Все уже позади. 
Мы сидим в полутемном вагоне,
Стук колес ты меня не буди,
Нас не встретит никто на перроне.

Я люблю приезжать сюда утром, 
Над Свердловском забрезжил рассвет,
На лице моем ветром обдутом,
Он оставил прохладный свой след.

Я пойду не спеша с рюкзаком,
Нежно гладя асфальт сапогами.
С еле слышным еще говорком,
Город спит под моими ногами.

Вот и все. Все уже позади,
Ни завалов тебе, ни порогов.
Город мой ты меня не суди,
Просто жизнь наша – это дорога

Автор: Сергей Сегаль

К настоящему времени Урал достаточно изучен региональными сейсмическими исследованиями методом ГСЗ. Разными организациями от Полярного Урала до Мугоджар через Уральские структуры и прилегающие к ним районы, пройдено 18 профилей ГСЗ. Они создали достаточно плотный каркас, позволивший вместе с гравиметровыми данными получить представление об особенностях глубинного строения Урала. Сейсмическими исследованиями МОВ в основном изучена Тагильская мегазона на Среднем Урале и северная часть Магнитогорской мегазоны. Они позволили получить представление о строении верхней части разреза земной коры Главной рифтогенной структуры Урала. Но, к сожалению, другие структурные зоны Урала сейсмическими исследованиями МОВ почти совершенно не изучены.

Все геофизические материалы как по Уралу в целом, так и по отдельным его рудным районам, постоянно дополнялись новыми данными, систематизировались и обобщались в партии Региональной геофизики УГСЭ и в Баженовской геофизической экспедиции. В результате к настоящему времени по всем рудным районам Северного, Среднего и частично Южного Урала имеются сводные карты магнитного и гравитационного полей в масштабе 1:200 000 и крупнее, составленные с учётом крупномасштабных съёмок и, следовательно, с повышенной детальностью. Такие же карты с учётом крупномасштабных съёмок составлены для всего Урала в масштабах 1:500 000; 1:1 000 000 и мельче. Обобщены данные ГСЗ. Всё это позволило построить модель глубинного строения Урала и установить его связи с металлогенией. Работы выполнялись под руководством Главного геофизика ПГО “Уралгеология” Виктора Максимовича Рыбалка, заслуженного геолога России к.г.м.н. и Главного геолога Уральской геологосъёмочной экспедиции, Члена-корреспондента АН России, заслуженного геолога России Кима Карповича Золоева. Редакторами при проведении этих работ были заслуженный геолог России Ананьева Евгения Михайловна и Семёнов Борис Георгиевич.

Основными положениями этой модели, получившими наиболее широкое признание в геологической и геофизической общественности, являются следующее: Урал заложился на кристаллическом платформенном основании в зоне раскола ранее единой Восточно-Европейско-Сибирской платформы, который произошёл по глобальному шву, разделившему два крупнейших геоблока с разным типом и основностью коры: Восточно-Европейский более “тяжёлый” и Сибирско-Азиатский, более “лёгкий”. Этим объясняется интенсивная ступень аномального геопотенциала – (Урало-Аманский линиамент -Урало-Африканская ступень).

Положению в пределах этой глобальной зоны раскола, Урал, по-видимому, и обязан аномальностью строения его земной коры (ЗК) и верхней мантии по отношению к соседним регионам, а также сложностью строения верхней части земной коры до глубин 12-15 км.

Эта аномальность выражена:

1. Увеличением мощности ЗК Урала до 55-60 км по сравнению с мощностью ЗК прилегающих областей (35-40 км).

2. Наличием мощной переходной зоны кора-мантия со средней скоростью продольных волн – 7,2-7,8 км. Наибольшей мощности до 20 км, она достигает под рифтогенными структурами (главный эвгеосинклинальный прогиб).

3. Повышением значений скорости распространения упругих волн и плотности в консолидированной коре по сравнению с соседними структурами соответственно на 0,3-0,5 км/с и 0,1-0,15 гр/см3. Это обусловлено повышенной основностью консолидированной коры под Уралом, в том числе, и её верхней части. Так называемый гранитный слой на Урале, особенно в пределах главного эвгеосинклинального прогиба, преимущественно, сложен базитами.

4. Повышенной тектонической раздробленностью. Урал представляет собой сложное блоковое сооружение. Причём, кроме продольной (субмеридианальной) для Уральских структур характерна поперечная блоковость, вследствие этого, субмеридианальные Уральские структурно-тектонические зоны неоднородны по простиранию. Крупные поперечные мегаблоки: Полярно-Уральский, Северо-Средне и Южно-Уральский, Мугоджарский прослеживаются с Восточно-Европейской платформы через Урал и, в значительной мере, определяют внутреннее строение Уральских структур.

По особенностям строения земной коры в направлении с запада на восток Урал делится на три области:

а). Западную – от восточной границы Восточно-Европейской платформы до главного Уральского разлома, включающую мегазоны: Предуральскую со структурами краевого прогиба, Западно-Уральскую и Центрально-Уральскую. Они заложилась на не переработанном или слабо переработанном платформенном основании.

б). Зону Главного эвгеосинклинального прогиба, в пределах которого наиболее ярко проявились все перечисленные выше аномальные особенности в строении коры. Для этой зоны характерны, преимущественно, фемический тип коры и наиболее высокая её раздробленность, обусловившая проникновение в верхние части коры наибольшего количества магматических образований, в основном, базитов и фдюидов, в том числе и рудоносных. Ограничивающий эту зону с запада Главный Уральский Разлом – ГУГР по сейсмическим данным прослеживается на глубину более 40 км. К нему приурочены крупнейшие габбро-гипербазитовые массивы Платиноносного пояса. (В гравитационном поле ему отвечает Главный Уральский супермаксимум). Составленная сводная гравиметрическая карта позволила внести существенные коррективы в строение Тагильско – Магнитогорской рифтогенной зоны. Так по геологическим данным последним массивом Платиноносного пояса на юге, считался Ревдинский массив. А в аномалиях силы тяжести супермаксимум следится и к югу очень чётко отмечается в пределах Мугоджарского и Южно-Уральского мегаблоков, где он представлен Халиловским, Хабарнинским габбро-гипербазитовыми массивами и не выходящими на поверхность массивами Кимперсайско-Даульского пояса. Этим массивам отвечают максимумы силы тяжести в несколько десятков мгл. Точно такие же, как и над известными габбро-гипербазитовыми массивами Платиноносного пояса.

Платформенный фундамент в пределах этой мегазоны наиболее интенсивно переработан, но следы его уверенно прослеживаются во внутреннем строении структурно-формационных зон и поперечных мегаблоках.

в) Восточно-Уральскую мегазону поднятий и наложенных прогибов. В аномалиях силы тяжести и магнитного поля она характеризуется преимущественно сиало-фемическим типом коры и несколько меньшей раздробленностью. Её слагают наиболее крупные поднятия: Восточно-Уральское, Зауральское и Тоболо-Убоганское, вмещающие основной гранитоидный магматизм Урала.

Разделяющие поднятия зоны прогибов (рифтогенные структуры) имеют меньшую, чем Главный эвгеосинклинальный прогиб глубину заложения и вмещают меньший объём базитов.

Установлено, что структурно-формационные зоны Урала развивались унаследовано. Так, Тагильский палеозойский прогиб, с его мощным базальтоидным магматизмом, унаследовано развивался на более древнем прогибе с фемическим же типом магматизма. Фрагментами этого прогиба являются Харбейский, Мужинский, Салдинский, Сысертский, Тараташский – гнейсово-мигматитовые комплексы.

Для Урала характерна повышенная расслоенность земной коры и верхней мантии до глубин 120-150 км и наличием в ней анизотропии.

Перечисленные особенности строения литосферы Урала характерны для линейных структур, расположенных между крупными плитами континентальной коры.

Они и определяют металлогеническую специализацию Уральского региона. Повышенная основность коры объясняет преобладание фемического типа минерализации. Установлено, что большинство рудных месторождений Урала связано с базальтоидным магматизмом. Даже месторождения литофильной группы, такие как вольфрам, бериллий, цирконий имеют кларк повышенной основности.

Это обусловлено тем, что гранитоидный магматизм, с которым связаны указанные месторождения, формировался в коре повышенной основности. Этим же объясняется сравнительно ограниченное развитие на Урале редкометального оруденения и отличие его от месторождений, приуроченных к областям с сиалическим типом коры. В то же время Урал является крупнейшим вместилищем месторождений хромитов, меди колчеданного типа, скарново-магнетитовых и титано-магнетитовых месторождений железа.

Пространственно-статистический анализ показал прямую зависимость типов месторождений и их запасов от основности разрезов верхней части коры. На Урале выделено семь типов разрезов от ультрафемического с σср>3.0 гр/см3 до ультрасиалического с σср<2.6 гр/см3 и, как пример, 90% запасов хромитов приурочено к ультрафемическим типам коры, а к блокам с ультрасиалическим типом разреза приурочены все месторождения бериллия (рис.).

Центром Уральской геотермально-флюидной системы является Главный эвгеосинклинальный прогиб, вместилище более 80% уральских месторождений сидерофильных и халькофильных минералов фемического профиля. Здесь сосредоточены все крупные месторождения хромитов, платитны, титаномагнетитов, меди (Главный медно-колчеданный пояс Урала), золота сульфидно-кварцевой формации, бокситов, марганца, никеля, железа. До 50% запасов скарново-магнетитовых железных руд.

Оруденение в пределах Уральских структур наиболее вероятно может развиваться унаследованно как в палеозойских, так в более древних комплексах в местах с одинаковой основностью разреза верхней части коры.

Для Урала характерна контрастность разрезов металлогенических зон, ориентированных на различные по типу полезные ископаемые, особенно на оруденение фемического и сиалического профиля. Границы таких металлогенических зон, как правило, соответствуют границам структурно-формационных зон, откартированных с учётом особенностей их глубинного строения. В пределах металлогенических зон рудные районы контролируются границами блоков с разной основностью разреза верхней части коры.

Рудные районы, как правило, контролируются магматическими центрами, которые, по-видимому, выполняют роль энергетических центров, определяющих локализацию оруденения и зональное расположение месторождений разных типов. Примером такого центра может являться Тагило-Баранчинский массив с самым различным оруденением фемического профиля от золота и меди до титаномагнетитового и скарнового железа, а также платины. И как антипод Адуйско-Мурзинский массив с оруденением сиалического профиля: редкометальным, камнесамоцветным, хризотил-асбестовым, золотым.

Относительное распределение запасов (Q) некоторых видов полезных ископаемых в блоках