Мурзинский массив на Среднем Урале как пример межформационного гранитного плутона: магматические источники, геохимическая зональность, особенности формирования

Мурзинский массив представляет собой круто падающую на восток пластообразную межформационную залежь длиной около 6 км, в подошве которой залегают протерозойские метаморфиты преимущественно гранулитовой фации (Р = 5-6 кбар, Т = 750-800^оС), а в кровле - вулканогенно-осадочные силуро-девонские породы, метаморфизованные в эпидот-амфиболитовой фации. Петрогенные элементы определены в лаборатории физико-химических методов исследования Института геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН. Содержания редких элементов определены методом ICP MS в лабораториях Университета Гранады (Испания) и Института гео­­логии и геохимии. Породы, залегающие в подошве массива, по мере приближения к нему в восточном направлении меняют свой состав от преимущественно базитового до гранитоидного. Гнейсы гранитоидного состава подверглись высокой степени плавления, и этот анатектический расплав сформировал западную часть Мурзинского массива. Граниты образуют три комплекса: 1) южаковский - жилы биотитовых ортоклазовых антипертитовых гранитов, варьирующих по содержанию К₂О, в метаморфитах подошвы массива; 2) ватихский - биотитовые ортоклазовые антипертитовые граниты, слагающие западную часть Мурзинского массива, и 3) мурзинский - двуслюдяные преимущественно микроклиновые граниты, залегающие в восточной части массива. В массиве выявлена четкая геохимическая зональность: с запада на восток (от подошвы к кровле) в гранитах ватихского и мурзинского комплексов растут содержания Rb, Li, Nb, Ta. В этом же направлении уменьшаются значения K/Rb, Zr/Hf, Nb/Ta отношений, а также содержания бария и стронция. Соответственно изменяются и составы таких породообразующих минералов, как плагиоклаз и биотит, что свидетельствует о возникновении геохимической зональности на магматической стадии. Изотопные характеристики одновозрастных (255 млн. лет) гранитов ватихского (Sr₁ = 0.70868-0.70923 и εNd₂₅₅ от -8.9 до -11.9) и мурзинского (Sr_i = 0.70419-0.70549, εNd₂₅₅ от -2.6 до +2.3) комплексов указывают на то, что субстратом первых были протерозойские гранито-гнейсы, а вторых - породы новообразованной коры, возможно, сходные с силуро-девонскими вулканогенно-осадочными толщами, контактирующими с мурзинскими гранитами.

граниты, метаморфиты, геохимическая зональность, изотопные характеристики гранитов, P-T параметры гранитного магматизма, granites, geochemical zonation, isotopic characteristic of granites, P-T parameters of granite magmatism,

1. Борщов С.К., Ферштатер Г.Б. (2017) Самоцветная полоса Урала: Алабашское рудное поле, жила Мокруша. Путеводитель Среднеуральской полевой экскурсии. “Граниты и эволюция Земли”. III Междунар. геол. конф. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 27-37.

2. Кейльман Г.А. (1974) Мигматитовые комплексы подвижных поясов. М.: Недра, 200 с.

3. Коровко А.В., Двоеглазов Д.А. (1986) Геологическая позиция и внутреннее строение мурзинского метаморфического комплекса. Корреляция и картирование магматических и метаморфических комплексов Урала. Свердловск: ИГГ УРО РАН, 73-75.

4. Краснобаев А.А., Беа Ф., Ферштатер Г.Б., Монтеро П. (2005) Цирконовая геохронология Мурзинского метаморфического комплекса (Средний Урал). Докл. АН. 404(3). 407-410.

5. Левин В.Я., Коротеев В.А., Звонарева Г.К. (1975) Корундовые сиениты копи Юбилейной. Материалы к минералогии Урала. Тр. Ильменского гос. мин. заповедника. Вып. 13, 44-49.

6. Орогенный гранитоидный магматизм Урала. (1994) (Под ред. Г.Б. Ферштатера). Миасс: ИГГ УрО РАН, 250 с.

7. Попов В.А., Попова В.И. (1975) К механизму формирования полевошпатовых очков вокруг кристаллов корунда копи “Юбилейная” в Ильменских горах. Материалы к минералогии Урала. Тр. Ильменского мин. заповедника, 50-57.

8. Таланцев А.С. (1988.) Камерные пегматиты Урала. М.: Наука, 144 с.

9. Ферсман А.Е. (1940) Пегматиты. М.: Изд. АН СССР, 712 с.

10. Ферштатер Г.Б. (1987) Петрология главных интрузивных ассоциаций. М.: Наука, 232 с.

11. Ферштатер Г.Б. (1990) Эмпирический плагиоклаз-роговообманковый барометр. Геохимия, (3), 328-335

12. Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 365 с.

13. Ферштатер Г.Б., Бородина Н.С. (1975) Петрология магматических гранитоидов. М.: Наука, 287 с.

14. Штейнберг Д.С.( 1985) О классификации магматитов. М.: Наука, 159 с.

15. Clemens J.D., Mawer C.K. (1992) Granite magma transport by fracture propagation. Tectonophysics, 204(3-4), 331-360.

16. Couzinie S., Moyen J.-F., Villaros A., Paquette J.-L., Scarrow J.H., Marignac C. (2014) Temporal relatioships between Mg-K mafic magmatism and catastrophic melting of the Variscan crust in the southern part of Velay Complex (Massif Central, France) J. Geosci., 59, 69-86.

17. Gerdes A., Montero P., Bea F., Fershtater G., Borodina N., Osipova T., Shardakova G. (2002) Peraluminous granites frequently with mantle-like isotope compositions: the continental-type Murzinka and Dzhabyk batholith of the eastern Urals. Intern. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch), 91, 3-19.

18. Holtz F., Becker A., Freise M., Johannes W. (2001) The water-saturated and dry Qz-Ab-Or system revised. Experimental results of very low water activities and geological implications.Contrib Mineral Petrtol., 141, 347-357.

19. Huang W.L., Willie R.J. (1973) Melting relations of muscovite granite to 35 kbar as a model for fusion of metamorphosed subducted oceanic sediments. Contrib. Mineral. Petrtol., 42, 1-14.

20. Johannes W., Holtz F. (1996) Petrogenesis and experimental petrology of granitic rocks. Springer, Berlin, Heidelberg, New York. 336 р.

21. Le Maitre R.W. (ed.). (1989) A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms. Blackwell, Oxford, 193 p.

22. Molina J. F., Moreno J.A., Castro A., Rodriguez, Fershtater G.B. (2015) Calcic amphibole thermobarometry in metamorphic and igneous rocks: New calibrations based on plagioclase/amphibole Al-Si partitioning and amphibole/liquid Mg partitioning. Lithos, 232, 286-305.

23. Montero P., Bea F., Gerdes A., Fershtater G.B., Osipova T.A., Borodina N.S., Zinkova E.A.( 2000) Single-zircon evaporation ages and Rb-Sr dating of four major Variscan batholiths of the Urals. A perspective on the timing of deformation and granite generation. Tectonophysics, 317, 93-108.

24. Muller A., Romer R.L., Pedersen R.-B. (2017) The sveconorvegian pegmatite province - thousands of pegmatites without parental granites. Canad. Mineral., 55, 283-315.

25. Petford N., Kerr C.R., Lister R.G. (1993) Dike transport of granitoid magmas.Geology, 21, 845-848.

26. Ribbe P.H. (1975) Feldspar mineralogy: short course notes.(Ed. P.H. Ribbe). Blacksburg: Amer. Miner. Soc. Southern print. Co., V. 2, 1-52.

27. Sabatier H. (1980) Vaugnerites and granites, a peculiar association of basic and acid rocks. Bull. Mineral., 103. 507-522.

28. Sabatier H. (1991) Vaugnerites: special lamprophyre-derived mafic enclaves in some Hercynian granites from Western and Central Europe. Enclaves and granite petrology. (Еds J. Didier., B. Barbarin) Elsevier, Amsterdam, 63-81.

29. Scarrow J.H., Molina J., Bea F., Montero P. (2009) Within-plate calc-alkaline rocks: insights from alkaline mafic magmas - peraluminous crustal melt hybrid appinites of the Central Iberian Variscan continental collision. Lithos, 110, 50-64.

30. Winchester J.A., Floyd, P.A. (1977). Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chem. Geol., 20, 325-343.