Геотектоника, 2021, № 6, стр. 21-49

Северный сегмент

В северном сегменте области максютовский комплекс слабо обнажен и наименее исследован. Породы юмагузинской и карамалинской тектоностратиграфических единиц формируют здесь серию чешуй северо-западной вергентности (см. рис. 2). Тектонический контакт с суванякским комплексом, как правило, не вскрыт, однако судя по данным геологического картирования на юге этого сегмента, он падает в западных румбах и продолжает, таким образом, зону Янтышевско-Юлукского разлома. В центре и на севере сегмента контакт переориентирован, залегает вертикально, или падает на восток.

Наиболее представительными для данного сегмента являются два относительно хорошо обнаженных участка, которые были выбраны для проведения детальных структурных наблюдений – долина реки Казмаш и район д. Гумерово.

Участок Казмаш. Расположен на правом борту долины одноименной реки на крайнем севере области распространения комплекса (см. рис. 2). Большая площадь участка сложена породами, отнесенными при среднемасштабном геологическом картировании, к кварцитовой толще ишимбетовской свиты максютовского комплекса уверенно коррелируемой с юмагузинской серией [21]. Основным структурным элементом участка являются линейные складки северо-восточного простирания, как юго-восточной, так и северо-западной вергентности, соотношения между которыми не удалось установить вследствие слабой обнаженности.

Наиболее ранними в пределах участка являются колчановидные складки F₁, размером от 0.25 до 10 м, фронтальные части которых представлены замкнутыми структурами, а фланги ‒ лежачими складками, осевые плоскости которых полого (∠10°–15°) погружаются на северо-запад и юго-восток (рис. 5, а; рис. 6). Это свидетельствует о влиянии более поздних деформаций, шарниры этих мелких складок, и параллельная им линейность, погружаются в северо- восточном направлении под углом 10°–15°. К этой же генерации F₁ относятся ранние изоклинальные складки, смятые в более поздние складчатые структуры юго-восточной вергентности F₂, являющиеся одними из основных на этом участке (см. рис 5, в). Осевые плоскости последних круто (∠60°–80°) погружаются в северо-западном направлении; падения на их юго-восточных крыльях достигают 60°‒85°, северо-западные крылья более пологие – 45°–60°. Горизонтальный размах крыльев складок – 0.5–100 м. Шарниры этих складок полого (∠5°–10°) погружаются как в юго-западном, так и северо-восточном направлениях (см. рис. 6). К сводовым частям складок F₂ иногда приурочены колчановидные складки F₁.

Рис. 5.

Складчатые формы максютовского комплекса на правом борту долины р. Казмаш. (а) – колчановидные складки F₁; (б) – ранняя изоклинальная сксладка F₁, смятая в более позднюю складку F₂ юго-восточной вергентности; (в) – складка F₃ северо-западной вергентности. Обозначено: дешифрированное положение сланцеватости (линии желтым); следы осевых поверхностей (штрих-линия белым); срыв внутри образований максютовского комплекса (линия красным).

Рис. 6.

Характеристики складчатых форм и этапы деформации максютовского комплекса (по данным [8], с изменениями и дополнениями).

В долине р. Казмаш крылья складок F₂ деформированы с образованием складок с осевыми плоскостями, полого (∠20°–35°) погружающимися в юго-восточном направлении. Для этих складок типичны как открытые, так и сжатые формы (см. рис. 6). К этой же генерации, по-видимому, относятся складки северо-западной вергентности и полого (∠15°–35°) падающие на восток зоны рассланцевания и катаклаза (см. рис. 5, в).

Следующей, самой молодой генерации на участке Казмаш отвечают S- и Z-образные аси-мметричные складки F₄ с крутопадающими (∠70°–80°) шарнирами, погружающимися в северо-восточном направлении, типичные для зон пластичных сдвигов.

Участок Гумерово. Расположен на левом берегу ручья – правого притока р. Сакмара (см. рис. 2). Здесь с запада на восток последовательно в стенках заброшенного карьера и коренных выходах вскрываются фенгитовые кварциты юмагузинской серии, на которые с юго-востока по пологому (∠10°–15°) разлому надвинуты графитовые кварциты карамалинской серии. Тектонический контакт фенгитовых и графитовых кварцитов представлен зоной катаклаза и милонитизации мощностью 30–60 см, выполненной как тектонизированными кварцитами обоих типов, так и апосерпентинитовыми тальк-хлоритовыми сланцами (рис. 8, а). Восточнее расположены выходы зеленых сланцев, представляющих собой метавулканиты, предположительно палеозойского возраста, а еще восточнее на левом берегу р. Сакмары ‒ серпентиниты зоны Главного Уральского разлома [9] (см. рис. 7). Все породы падают на юго-восток под углами 20°‒35°, общая вергентность структуры участка является северо-западной.

Рис 7.

Схематический структурный профиль через участок Гумерово и структурные диаграммы складок (по [9] с изменениями и дополнениями). I ‒ F₂ в породах максютовского комплекса (41 замер); II – F₃ в породах максютовского комплекса и зеленых сланцах ГУР (47 замеров) (равноугольная проекция, верхняя полусфера). 1 – фенгитовые кварциты юмагузинской серии; 2 – графитовые кварциты карамалинской серии; 3 – зеленые сланцы зоны ГУР; 4 – гипербазиты зоны ГУР; 5 – апосерпентинитовые тальк-хлоритовые сланцы, брекчии и катаклазиты, милониты по породам максютовского комплекса; 6‒7 ‒ плоскостные и линейные элементы складок на структурных диаграммах: 6 – полюса к слацеватости (а – нормальные, б – опрокинутые залегания), 7‒ линейные элементы складок (а – шарниры, б – линейность); 8 – необнаженные участки: а ‒ скрытые под рыхлыми кайнозойские отложениями, б ‒ участки, перекрытые кайнозойскими отложениями (вне профиля); 9 ‒ тектонические контакты: а – достоверные, б–в – предполагаемые (б –контакт максютовского комплекса и метавулканитов зоны ГУР, в – контакт гипербазитов зоны ГУР)

Рис. 8.

Разрывные и складчатые дислокации в районе участка Гумерово. (а) – надвиг графитовых кварцитов карамалинской серии на фенгитовые кварциты юмагузинской серии; (б) ‒ изоклинальные складки F₁, смятые в асимметричные складки юго-восточной вергентности F₂ в фенгитовых кварцитах юмагузинской серии; (в) – интерференция складок F₂ и F₃ в графитовых кварцитах карамалинской серии. Обозначено: дешифрированное положение сланцеватости (линии желтым); следы осевых поверхностей (штрих-линии темно-розовым); тектонический контакт юмагузинской и карамалинской серий (линия красным).

На участке Гумерово наиболее ранними являются сжатые изоклинальные складки F₁ (см. рис. 8, б). Крылья этих структур почти параллельны и совпадают с общим падением пород. Размах крыльев складок не превышает 20–30 см. Эти складки смяты в Z-образные складчатые структуры F₂, погружающиеся на юго-восток (т.е. верхнее крыло смещается относительно нижнего по падению структуры) [9]. Как правило, это более открытые складки с размахом крыльев 1–2 м (см. рис. 8, б). Шарниры складок полого (∠12°–20°) погружаются на северо-восток и восток-северо-восток (см. рис. 7, I). Линейность, параллельная шарнирам, ориентирована в том же направлении.

На этом участке складки F₂ нарушаются надвигом, разделяющим фенгитовые и графитовые кварциты. В блоках в зоне милонитизации и в висячем борту разрывного нарушения, в области его динамического влияния развиты сжатые асимметричные S-образные складки F₃, опрокинутые на северо-запад. Размах крыльев этих структур не превышает 1-го метра. В этих породах данные складки накладываются на складки F₂, что приводит к формированию зоны сложной интерференционной складчатости (см. рис. 8, в). Такие же складки развиты в зеленых сланцах, представляющих собой метавулканиты зоны Главного Уральского разлома, которые деформируются редко встречающимися мелкими (размах крыльев 0.3–0.5 м) сдвиговыми складками F₄ с шарнирами круто (до 80°) падающими на северо-восток [9].

Центральный сегмент

Центральный сегмент характеризуется преобладанием структур юго-восточной вергентности. На западе породы максютовского комплекса отделяются от метатерригенных образований суванякского комплекса Янтышевско-Юлукским разломом, падающим на запад.

Опорными участками для проведения детальных структурных исследований были выбраны районы Яманташ, Дергамыш и окрестности детского лагеря Аскарлак. Для исследования строения эклогитсодержащих зон исследования проводились на участке Караяново.

Участок Яманташ. Расположен на севере центрального сегмента в 5 км ниже д. Юлдыбаево в долине р. Сакмара между порогом Ложный Яманташ на север-северо-западе, горой Яманташ в центре и вплоть до устья ручьев Маскырт и Карамала на юго-востоке (см. рис. 2). Структура участка представляет собой чередование чешуй, сложенных породами юмагузинской и карамалинской серий, разделенные соскладчатыми надвигами, сопровождаемые зонами милонитизации и катаклаза (рис. 9). При этом фенгитовые кварциты юмагузинской серии, содержащие линзы (чешуи (?)) хлоритизированных эпидот-альбит-кварцевых и гранат-глаукофан-эпидот-альбит-кварцевых сланцев, образуют антиформы, опрокинутые на юго-восток. Графитовые (реже ‒ малослюдистые) кварциты и зеленые сланцы карамалинской серии слагают пологие антиформы, не обладающие выраженной вергентностью (см. рис. 9).

Рис. 9.

Схематический структурный профиль участка Яманташ и структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных элементов. I – в складках F₂, опрокинутых на юго-восток, порог Ложный Яманташ (63 замера); II – в колчановидных складках F₁, порог Ложный Яманташ (38 замеров); III – складках F₂, опрокинутых на юго-восток, г. Яманташ (54 замера); IV ‒ в колчановидных складках F₁, г. Яманташ (21 замер); V – в лежачих складках F₁, устье ручьев Маскырт и Карамала (68 замеров) (равноугольная проекция, верхняя полусфера). 1 – юмагузинская серия: фенгитовые кварциты, редко хлоритизироанные гранат-глаукофан-эпидот-альбит-кварцевые сланцы; 2 – карамалинская серия: графитовые кварциты, редко малосюдистые кварциты; 3 ‒ ориентировки полюсов к сланцеватости–полосчатости на стуктурных диаграммах: а – нормальные, б – опрокинутые залегания; 4 ‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность; 5 – надвиги: а – главные, б – второстепенные

Наиболее ранней в центральном сегменте являются складки генерации F₁, представленные в районе порога Ложный Яманташ деформированными изоклинальными и колчановидными структурами, развитыми в породах юмагузинской серии в опрокинутом крыле более поздней складчатой структуры юго-восточной вергентности. Складки сжатые, изоклинальные, размах крыльев не превышает 1.5‒3 м, размеры структуры по площади – 3 × 15 м. Падение на крыльях северо-восточное. Ориентировка шарниров меняется от субгоризональной (∠2°‒5°) северо-западной во фронтальный лобовой части структур до пологих (∠10°‒25°) северо-восточных на флангах структуры, представленных как изоклинальными, так и асимметричными складками северо-западной и юго-восточной вергентности. Линейность в колчановидных складках перпендикулярна шарнирам фронтальной части структуры и параллельна шарнирам складок, развитых на ее флангах (см. рис. 9, II). В районе гор. Яманташ в породах юмагузинской серии среди складок этой генерации отмечены деформированные изоклинальные и колчановидные складчатые структуры. Последние являют собой сжатые складчатые структуры с параллельными крыльями, погружающимися на северо-запад под углом 30° (рис. 10, а). Хорошо заметно искривление шарнира во фронтальной части складки (см. рис. 10, б). Шарниры мелких складок, развитых на северо-западном и юго-восточном флангах колчановидной структуры, погружаются на северо-восток под углом 15°–35°, реже ‒ на юго-запад при углах падения 25°–30°. Линейность параллельна этим шарнирам (см. рис. 9, IV). Колчановидная складка приурочена к присводовой части северо-западного крыла основной складчатой структуры, опрокинутой на юго-восток (см. рис. 9).

Рис. 10.

Колчановидные складки F₁, асимметричные складки F₂ и сдвиговые складки F₄ в кварцитах юмагузинской серии. (а)–(б) – северо-западный склон г. Яманташ: (а) – колчановидная складка, (б) – фрагмент структуры; (в) – складка юго-восточной вергентности F₂, правый берег р. Сакмара над порогом Ложный Яманташ; (г) ‒ правосторонняя Z складка, вершина г. Яманташ.

На левом борту долины руч. Маскырт, недалеко от устья, складчатые структуры F₁ представлены слабонаклонными изоклинальными складками юго-западной вергентности с осевыми плоскостями, падающими на северо-восток под углом 10°–13° (рис. 11, а). Шарниры складок погружаются на северо-запад под углом до 5° (см. рис. 9, V). Немного южнее, на левом берегу руч. Карамала, в основании надпойменной террасы р. Сакмара, вскрыты асимметричные складки юго-восточной вергентности, разорванные малоамплитудными пологими надвигами со сместителями, падающими на северо-запад под углом 10°‒20° (см. рис. 11, б). Шарниры этих складок полого (2°–18°) погружаются в северо-восточном и юго-западном направлении, линейность параллельна шарнирам (см. рис. 9, V).

Рис. 11.

Складки в районе устья ручьев Маскырт и Карамала. (а) – изокинальная складка юго-западной вергентности; (б) – складки юго-восточной вергентности.

Здесь складки юго-восточной и юго-западной вергентности сформировались одномоментно и представляют собой части более крупной колчановидной структуры, где изоклинальные слабонаклонные складки юго-западной вергентости формируют фронтальную часть структуры, при этом асимметричные складки юго-восточной вергентности образуют ее юго-восточный фланг.

В породах юмагузинской серии на участке Яманташ складки F₁ деформируются складками F₂ юго-восточной вергентности. Для складок этой генерации характерен размах крыльев от 1 до 30 м, падения пологих крыльев меняется от западных до северо-западных при преобладании последних, углы варьируют от 15° до 55°, крутопадающие крылья погружаются в восточных румбах – на юго-восток, редко – на восток (∠50°–75°), характерны также крутые (∠50°–80°) опрокинутые северо-западные залегания (см. рис. 10, в). Несомненно, разброс в ориентировках структур связан с более поздними деформациями. Шарниры складок полого (∠2°–35°) погружаются в северо-восточном и юго-западном направлении, линейность параллельна шарнирам (см. рис. 9, I,V). Отмечается близость ориентировки линейности складок F₁ и F₂. Структура, сформированная на второй стадии складкообразования, определяется чередованием пологих антиформ северо-восточного простирания и каскадов линейных складок, опрокинутых в юго-восточном направлении. Границами этих структур являются надвиги, представленные соскладчатыми зонами милонитизации. Пологие антиформы могут рассматриваться как длинные пологие крылья крупных асимметричных складок юго-восточной вергентности, а зоны интенсивной линейной складчатости – как их короткие опрокинутые смыкающие крылья.

Наиболее поздними являются типичные сдвиговые право- и левосторонние (S и Z) складки с шарнирами круто (∠70°–85°) падающими на юго-запад и северо-восток (см. рис. 10, г). По аналогии с более северными участками эти складки следует относить к генерации F₄. Складки, сопоставимые с структурами F₃, в районе обнаружены не были, что вероятно связано с условиями обнаженности.

Участок Дергамыш. Данный участок расположен в верхнем течении р. Дергамыш ниже дер. Ивановка, где в строении максютовского комплекса наблюдается смена структур юго-восточной вергентности структурами западной вергентности, примыкающими к зоне Главного Уральского разлома (см. рис. 2). Здесь породы комплекса формируют антиформную Дергамышскую структуру с крутопадающим западным и более пологим восточным крылом (рис. 12). На западном крыле антиформы наиболее высокое структурное положение занимают образования карамалинской серии, представленные сменяющими друг друга вниз по структуре тектоническими чешуями графитовых кварцитов с будинами глаукофанизированных эклогитов, погружающимися на северо-запад под углом 70°‒80° и светло-серых малослюдистых массивных кварцитов c редкими маломощными полосками графитового вещества, чередующихся с графитовыми кварцитами. Эти образования надвинуты на образования юмагузинской серии, которые на контакте представлены фенгитовыми слюдитами, вниз сменяющимися зеленовато-серыми мелкозернистыми фенгитовыми кварцитами. На восточном крыле Дергамышской антиформы северо-западные падения в толще фенгитовых кварцитов меняются на северо-восточные в надвинутых на них малослюдистых кварцитах (см. рис. 12). Далее к востоку наблюдается чередование чешуй малослюдистых и графитовых кварцитов, разделенных зонами милонитизации, сменяющихся толщей графитовых кварцитов с будинами эклогитов, погружающейся в восточных румбах (80‒110, ∠30°‒50°). Примерно в 0.5 км к востоку от последних выходов эклогитов расположены комплексы Главного Уральского разлома, представленные серпентинтами, которые надвинуты в восточном-юго-восточном направлении (90‒110, ∠45°) на кремнистые алевролиты. Складчатые мезоструктуры, развитые на обоих крыльях антиформы, резко различны [10].

Рис. 12.

Схематический геологический профиль через Дергамышскую антиформу (по данным [10], с изменениями и дополнениями) и структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных структурных элементов в складках. I – в складках F₂ юго-восточной вергентности (50 замеров); II – в складках F₁ юго-западной вергентности (37 замеров); III – в складках F₃ юго-западной вергентности (35 замеров) (равноугольная проекция верхняя полусфера). 1 – палеозойские комплексы зоны ГУР; 2–4 – карамалинская серия: 2 – графитовые кварциты, 3 – массивные малослюдистые кварциты; 4 ‒ графитовые кварциты с будинами эклогитов; 5 ‒ юмагузинская серия, фенгитовые кварциты; 6 – гипербазиты зоны ГУР; 7 ‒ ориентировки полюсов к сланцеватости–полосчатости на структурных диаграммах залегания пород: а – нормальные, б – опрокинутые; 8 ‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность; 9 – тектонические нарушения: а – надвиги, б – зоны рассланцевания; 10 – структурные линии

Наиболее ранними являются развитые на западном крыле антиформы, сжатые асимметричные складки F₁, опрокинутые в юго-западном направлении (рис. 13, б). Размах крыльев этих структур не превышает 1.5 м. Шарниры складок этой генерации полого (∠10°‒25°) погружаются в северо-западном направлении, линейность, как правило, параллельна шарнирам (см. рис. 12, II). К этой же генерации, по всей видимости, относится и вытянутая в северо-восточном направлении колчановидная складка, развитая вблизи границы малослюдистых и фенгитовых кварцитов (рис. 13, а). Линейность в этой складке, а также шарниры мелких (5‒20 см в горизонтальном размахе) складок, осложняющих колчановидную структуру, полого погружаются в северо-восточном (СВ 38–46, ∠2°–6°) и юго-западном (ЮЗ 200–220, ∠2°–8°) направлении. Складки F₁ осложняют крылья складок юго-восточной вергентности F₂, являющиеся основными структурами, наблюдаемыми на этом участке (рис. 13, в). Среди складок F₂ присутствуют крупные изоклинальные и осложняющие их открытые асимметричные складки. Размах крыльев складок варьирует от 0.1 до 10 м, шарниры их погружаются в северо-восточном и юго-западном направлении под углами от 2° до 40° (см. рис 12, I), линейность, как правило, параллельна шарнирам. Падения осевых плоскостей основных складок совпадают с пологим северо-западным падением их крыльев.

Рис. 13.

Складчатые структуры максютовского комплекса в долине р. Дергамыш. (а) ‒ колчановидная складка F₁ в фенгит-кварцевых сланцах юмагузинской серии, западное крыло антиформы; (б) – складки F₁ юго-западной вергентности в кварцитах юмагузинской серии, западное крыло антиформы; (в) ‒ складки F₂ юго-восточной вергентности в кварцитах карамалинской серии, западное крыло антиформы; (г) ‒ складки F₃ в малослюдистых кварцитах карамалинской серии, восточное крыло антиформы.

На восточном крыле Дергамышской антиформы структурная обстановка иная. Здесь не отмечаются сложные многопорядковые складки, несущие следы нескольких этапов деформации. На контакте пород юмагузинской и карамалинской серий в малослюдистых кварцитах развиты единичные открытые, вплоть до флексуроподобных, асимметричные складки юго-западной вергентности F₃ с горизонтальным размахом 1‒1.5 м, быстро выпрямляющиеся по простиранию, таким образом, что на расстоянии 4‒5 м складка полностью исчезает (см.рис. 12, III, см. рис. 13, г). В кварцитах, а также в неметаморфизованных милонитах, наблюдаются аналогичные складки юго-западной вергентности, но с размахом крыльев, не превышающим 10‒25 см. Как и все складки F₃, развитые на восточном крыле антиформы, эти структуры малочисленны и приурочены лишь к зонам тектонических нарушений, т.е. являются приразломными, в отличие от близких к ним по вергентности складок F₁.

Участок Аскарлак. Расположен в южной части центрального сегмента на правом берегу р. Сакмара напротив одноименного детского лагеря (см. рис. 2). Здесь в обрывах правого берега реки на протяжении около 500 м обнажается толща графитовых кварцитов и сланцев карамалинской серии с редкими маломощными чешуями фенгитовых кварцитов юмагузинской серии. На юго-западе участка на эту толщу с юго-запада на северо-восток по деформированному тектоническому контакту северо-западного простирания надвинута толща светло-серых и желтоватых массивных кварцитов, также принадлежащих карамалинской серии.

Толща графитовых кварцитов смята в систему складок юго-восточной, восточной и северо-восточной вергентности, причем структуры восточной вергентности преобладают. Наиболее ранними из них являются мелкие (10–35 см) колчановидные и изоклинальные складки F₁ с горизонтальным размахом 10–20 см (рис. 14, а, б). Эти структуры деформируются складками F₂ юго-восточной и северо-восточной вергентности, представляющие собой асимметричные складчатые структуры от открытых до практически изоклинальных, опрокинутые в восточных румбах. Вариации в вергентности складок F₂, очевидно, связаны с более поздними деформациями. Размах крыльев складок этой генерации меняется от 0.5 до 10 м, шарниры погружаются в юго-восточном, северо-западном и северо-восточном направлении (рис. 15, а). Одной из особенностей данного участка является интенсивное развитие в складках второй генерации кливажа осевой плоскости, в целом не слишком характерного для максютовского комплекса. Падение плоскостей кливажа осевой плоскости от западного до юго-западного (250–270, ∠50°–70°), на крыльях изоклинальных складок падение кливажа параллельно им, в замках кливаж сечет метаморфическую полосчатость, разбивая складку на серию пластин, надвинутых друг на друга в северо-восточном направлении.

Рис. 14.

Складки, развитые в графитовых кварцитах карамалинской серии на участке Аскарлак. (а) – колчановидная складка F₁, деформированная складчатыми структурами F₂ юго-восточной вергентности; (б) – изоклинальная складка F₁, смятая в складку F₂ северо-восточной вергентности; (в) ‒ сдвиговая складка F₄.

Рис. 15.

Структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных структурных элементов в складках на участке Аскарлак. (а) – в складках F₂ (64 замера); (б) – в сдвиговых складках F₄ (25 замеров). 1 ‒ ориентировки полюсов к сланцеватости – полосчатости на стуктурных диаграммах: а – нормальные залегания, б – опрокинутые; 2 ‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность

Наиболее поздними являются левосдвиговые S складки с шарнирами круто (∠60°–90°) погружающимися в север-северо-восточном, северо-восточном и юг-юго-западном направлении (см. рис. 14, в, рис. 15, б). По аналогии с ранее изученными участками мы относим их к генерации F₄.

Участок Караяново. Расположен в 1.5 км ниже развалин одноименной деревни на левом берегу р. Сакмара, где наблюдается смена пород карамалинской серии образованиями эклогитсодержащей зоны (см. рис. 2, рис. 16).

Рис. 16.

Эклогитсодержащая зона в 1.5 км ниже бывшей дер. Караяново и структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных структурных элементов в складках. I – в графитовых кварцитах карамалинской серии (44 замера); II – в породах эклогитсодержащей зоны (40 замеров) (равноугольная проекция верхняя полусфера). 1 – контакты: а – предполагаемый тектонический контакт эклогитсодержащей зоны и карамалинской серии, б – дешифрированные границы тектонических чешуй и блоков, в – структурные линии, отражающие ориентировку сланцеватости в метатерригенных породах; 2 – условное обозначение складок в графитовых кварцитах карамалинской серии; 3 – ориентировки полюсов к сланцеватости–полосчатости на стуктурных диаграммах: а – нормальные, б – опрокинутые залегания; 4 ‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность

На участке среднего течения р. Сакмара зона зажата между, расположенными к северо-западу и к юго-востоку от нее, образованиями карамалинской серии. Видимая мощность составляет около 5 км, состав и петролого-геохимические особенности слагающих зону пород и ее строение в районе д. Караяново, описан многими авторами [12]. В нашем исследовании мы рассматриваем только структурные особенности эклогитсодержащей зоны и расположенные к северо-западу образования карамалинской серии.

В области, прилегающей к контакту с эклогитсодержащей зоной, образования карамалинской серии представлены графитовыми кварцитами, метагабброидами, часто наблюдаются линзы и чешуи мраморов. По контакту пород отмечаются зоны срыва с приуроченными к ним телами рассланцованных серпентинитов. Породы смяты в складки юго-восточной вергентности (рис. 17, а). Размах структур от 0.3 до 1.5–2 м, их шарниры полого падают на юго-восток (см. рис. 16, I).

Рис. 17.

Структуры эклогитсодержащей зоны и карамалинской серии. (а) – складка юго-восточной вергентности в графитовых кварцитах карамалинской серии; (б) – складка в массивных графитовых кварцитах, слагающих тектоническую линзу в эклогитсодержащем комплексе; (в) – будинообразные линзы эклогитов среди графитовых кварцитов.

Контакт эклогитсодержащей зоны не обнажен, но, несомненно, имеет тектонический, судя по всему надвиговый характер, поскольку за этой границей происходит резкий скачок метаморфизма. Также резко меняется характер структуры, отличительной чертой которой является высокая степень тектонического разлинзования. Широким развитием в зоне пользуются будинообразные тектонические линзы различной величины, сложенные эклогитами, реже встречены более изометричные блоки, сложенные энстатитовыми и форстерит-энстатитовыми породами (см. рис. 17, в). Вмещающими породами являются графитовые кварциты и сланцы, а также ф-енгитовые и глаукофансодержащие кварциты. Вмещающие породы также подвержены тектоническому разлинзованию. На контактах эклогитов и метаультрамафитов развиты зоны милонитизации, сложенные перетертым материалом как самих будин, так и вмещающих пород. Милониты также метаморфизованы, в их составе отмечается гранат. Для зоны характерны крутые (∠50°–65°) северо-западные падения, юго-восточные залегания наблюдаются значительно реже. Складки с крутопадающими крыльями слабо наклонены на юго-восток. Шарниры погружаются на северо-восток (∠4°–50°) и юго-запад (∠10°‒15°) (см. рис. 16, II), таким образом, здесь развиты лишь складчатые структуры юго-восточной вергентности, которые, по аналогии с предыдущими участками, сопоставляются с генерацией складок F₂. На восточном окончании участка структура приобретает отчетливый наклон на юго-восток (см. рис. 16). В линзах массивных графитовых кварцитов отмечаются складки, опрокинутые в юго-восточном направлении (см. рис. 17, б).

Структура эклогитсодержащей зоны отличается от структуры вмещающих комплексов карамалинской серии. Состав пород в целом сходен – и там и там есть графитовые кварциты, метабазиты и метаультрабазиты. Однако различия между ними не только в степени метаморфизма, как и предлагалось в работе [16]. Так, наряду с графитовыми кварцитами карамалинской серии, в эклогитсодержащей зоне встречены фенгитовые кварциты – неотъемлемая принадлежность юмагузинской серии. Кроме того, здесь пространственно совмещены метаморфические породы ассоциации высоких давлений и низких температур, представленные гранат-омфацитовыми эклогитами и ассоциациями сверхвысокого давления, с энстатит-форстеритовыми породами и жадеитсодержащими эклогитами [5‒7]. Тектонические линзы, сложенные обеими ассоциациями, находятся на расстоянии не более 10–15 м друг от друга, что исключает возможность их совместного нахождения на момент образования. Все это позволяет предположить, что караяновская эклогитсодержащая зона представляет собой метаморфизованный структурированный меланж.

Южный сегмент

Южный сегмент протягивается от широты, на которой расположены деревня Янтышево вплоть до южного замыкания антиформы Уралтау, где обычная для комплекса юго-восточная вергентность меняется на северо-восточную (см. рис. 2). Структурные особенности комплекса изучены на детальных участках Ташла и Губерля. С востока структуры комплекса срезаются меланжем зоны Главного Уральского разлома, с юга образования комплекса контактируют с вендскими вулканогенно-осадочными породами каялинской свиты, а с запада сменяются породами суванякского комплекса по зоне Янтышевско-Юлукского разлома.

Участок Ташла. Находится в долине левого притока р. Ташла в 5 км к северо-востоку от села Федосеевка (см. рис. 2). В строении участка участвуют сложнодеформированный пакет пластин фенгитовых, графитовых и малослюдистых кварцитов и кварцито-сланцев, расположенных во фронте надвинутой в западном направлении пластины антигоритовых серпентинитов. На протяжении около 300 м здесь можно наблюдать взаимоотношения несколько генераций складчатых структур.

Наиболее ранними являются колчановидные складки F₁ размером от 0.3 до 2 м. Полностью сохранившиеся складки не встречены, как правило, наблюдаются замкнутые складчатые структуры, часто встречаются фрагменты складок (рис. 18, а, б). Ориентировки шарниров меняются от юго-восточных–северо-западных во фронтальных частях структур до северо-восточных на флангах. Линейность полого (∠10°–30°) падает на северо-восток (рис. 19, а).

Рис. 18.

Складчатые деформации участка Ташла. (а) – колчановидная складка F₁, смятая в складчатую структуру юго-восточной вергентности F₂; (б) ‒ изоклинальные складки F₁ в складчатой структуре юго-восточной вергентности F₂; (в) ‒ изоклинальные складки F₂, опрокинутые на юго-восток, деформируются в складчатую структуру F₃ северо-западной вергентности.

Рис. 19.

Структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных структурных элементов в складках на участке Ташла. (а) – в складках F₁ (62 замера); (б) – в складках юго-восточной вергентности F₂ (55 замеров); (в) – в складках северо-западной вергентности F₃ (35 замеров) (равноугольная проекция, верхняя полусфера). 1 ‒ ориентировки полюсов к сланцеватости–полосчатости на структурных диаграммах: а – нормальные, б – опрокинутые залегания; 2 ‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность

Структуры F₁ подвержены всем последующим деформациям, однако в ряде случаев наблюдается их изначальная юго-западная вергентность. К этой же генерации, по-видимому, относятся сжатые изоклинальные складки (см. рис. 18, б). Все эти структуры смяты в складки юго-восточной вергентности F₂ (см. рис. 18, а). Среди складок юго-восточной вергентности развиты как открытые формы, представленные деформированными структурами F₁, так и изоклинальные складки, опрокинутые на юго-восток (см. рис. 18, в). Шарниры складок полого (15°‒35°) падают на северо-восток. Линейность, как правило, параллельна шарнирам, за исключением редких крутых северо-западных падений. Отметим близость ориентировки линейности в складках генераций F₁ и F₂ (см. рис 19, б).

Складки юго-восточной вергентности деформируются складчатыми структурами северо-западной вергентности F₃ (см. рис. 19, в). Крупные складки этой генерации – открытые с горизонтальным размахом до 3–5 м, мелкие складки – более сжатые. Как правило, в складчатых структурах F₃ юго-восточное крыло редуцировано. Шарниры складок F₃ полого погружаются в северном и северо-восточном направлении (см. рис. 19, в).

Участок Губерля. Находится в верхнем течении р. Губерля в районе д. Карагай-Покровка. Основной структурой района является Губерлинская брахиантиформа, занимающая его центральную часть. С востока антиформа ограничена меланжем зоны Главного Уральского разлома, а западной границей структуры является маркируемый пластовым телом метагаброидов, круто погружающийся в восточном направлении взброс, отделяющий структуру от области распространения складок западной и северо-западной вергентности. На западной оконечности участка вергентность складок меняется с северо-западной на северо-восточную (рис. 20).

Рис. 20.

Схематический геологический профиль через Губерлинскую антиформу и структурные диаграммы ориентировок плоскостных и линейных структурных элементов в складках (по данным [10], с изменениями и дополнениями). I – в складках F₂ северо-восточной вергентности (48 замеров); II – в складках F₃ северо-западной вергентности (55 замеров); III – в складках F₂,опрокинутых на юго-восток (68 замеров); IV – в складках F₂, погружающихся на юго-восток (44 замера) (равноугольная проекция верхняя полусфера). 1 – палеозойские комплексы зоны ГУР; 2–4 – карамалинская серия: 2 – хлорит-альбит-кварцевые сланцы, 3 ‒ графитовые кварциты, 4 ‒ альбит-хлоритовые сланцы; 5–7 ‒ юмагузинская серия: 5 – фенгитовые кварциты, 6 ‒ хлорит-актинолит-эпидот-альбит-кварцевые сланцы, 7 – гранат-глаукофан-фенгит-кварцевые сланцы; 8 ‒ метагаббро–диабазы; 9 – гипербазиты: а ‒ зоны Уралтау, б ‒ зоны ГУР; 10 – ориентировки полюсов к сланцеватости–полосчатости на структурных диаграммах: а – нормальные, б – опрокинутые залегания; 11‒ ориентировки линейных элементов: а – шарниры, б – линейность; 12 ‒ надвиги: а ‒ главные, б ‒ второстепенные; 13 – структурные линии; 14 ‒ скважины

Губерлинская антиформа обладает асимметричным строением и общей северо-западной вергентностью [10]. Ее восточное крыло характеризуется падениями на восток и юго-восток под углами 20°–30°, а западное ‒ на северо-запад под углами 45°‒60°. В строении антиформы принимают участие несколько тектонических чешуй, сложенных различными породными ассоциациями, разделенные зонами милонитизации и катаклаза. На восточном крыле структуры в зонах надвигов западной вергентности присутствуют метаморфизованные серпентиниты, представленные антофиллит-тальковыми сланцами. В районе бывшей дер. Ишаново (Хайбуллинский район республики Башкортостан, Россия), зоны надвигов маркируются телами серпентинитового меланжа с блоками метагаббро и измененных эклогитов. Основными типами пород, слагающими восточное крыло антиформы, являются графитовые кварциты и альбит-хлоритовые сланцы карамалинской и фенгитовые кварциты юмагузинской серии. Ядро структуры образовано фенгитовыми кварцитами юмагузинской серии. Западное крыло Губерлинской антиформы сложено хлорит-актинолит-эпидот-альбит-кварцевыми сланцами, относящимися к юмагузинской серии, и графитовыми кварцитами карамалинской серии.

Графитовые кварциты карамалинской серии, занимающие наиболее высокую структурную позицию на восточном крыле антиформы, надвинуты по взбросу на фенгитовые кварциты юмагузинской серии. Кварциты юмагузинской серии являются верхним структурным элементом зоны складчатости северо-западной вергентности, расположенной к западу от антиформы, где эти кварциты залегают на пластине, сложенной хлорит-актинолит-эпидот-альбит-кварцевыми сланцами, аналогичными развитым на восточном крыле антиформы. На западе района прослежены выходы фенгитовых кварцитов, смятых в складки северо-восточной вергентности. Зона складчатости северо-западной вергентности занимает по отношению к этим образованиям более высокую структурную позицию и, по-видимому, надвинута на них (см. рис. 20).

Наиболее ранними в пределах это участка являются колчановидные складки F₁, развитые в фенгитовых кварцитах в зоне складчатости северо-западной вергентности (рис. 21, б). Эти складки представляют собой небольшие (2–2.5 м) структуры, приуроченные к лежачим крыльям складок северо-западной вергентности. На их флангах развиты мелкие складки северо-западной и юго-восточной вергентности с шарнирами, полого погружающимися в юго-западном и северо-восточном направлении и линейностью, полого падающей на северо-восток. К генерации F₁ также относятся сильно сжатые мелкие асимметричные складки юго-западной вергентности, с шарнирами полого (∠10°‒15°) погружающимися в СЗ направлении (см. рис. 21, б).

Рис. 21.

Ранние складки в структуре участка Губерля. (а) ‒ колчановидная складка F₁ в фенгитовых кварцитах юмагузинской серии, зона складчатости северо-западной вергентности; (б) ‒ складка F₁ юго-западной вергентности в графитовых кварцитах карамалинской серии, восточное крыло Губерлинской антиформы.

К следующей генерации F₂ были отнесены асимметричные зигзагообразные складки, горизонтальный размах которых меняется от 5 см до первых десятков метров. Складки этой генерации развиты на обоих крыльях Губерлинской антиформы и на крайнем западе участка, где формируют структуры северо-восточной вергентности. На западном крыле Губерлинской антиформы присутствуют складки, опрокинутые на восток и юго-восток (рис. 22, а). На восточном крыле антиформы развиты складки, погружающиеся в юго-восточном направлении (см. рис. 22, б). Шарниры складок второй генерации в большинстве случаев погружаются в северо-восточном и юго-западном направлениях под углом 5°–40° (см. рис. 20, I, III, IV). Ориентировка линейности, как правило, совпадает с ориентировкой шарниров. Одинаковый рисунок этих складчатых структур на разных крыльях антиформы позволяет считать их более ранними по отношению к основной структуре.

Рис 22.

Складки 2–4 генераций, участок Губерля. (а) – складки F₂, опрокинутые на юго-восток, западное крыло Губерлинской антиформы, верховья р. Губерля около дер. Карагай-Покровка; (б) – складки F₂, погружающиеся на юго-восток, восточное крыло Губерлинской антиформы; (в) – складка северо-западной вергентности F₃ в фенгитовых кварцитах юмагузинской серии, зона складчатости западной вергентности к западу от антиформы; (г) – складки с крутопадающими шарнирами F₄, верховья р. Губерля.

К последующей генерации F₃ относятся асимметричные складки северо-западной вергентности, локально развитые на границе чешуй, слагающих антиформу, а также образующих зону складчатости к западу от нее. На границе чешуй – это мелкие складки с горизонтальным размахом 10‒30 см, а в зоне развития складок к западу от антиформы размах крыльев складок варьирует от 0.5 до 7 м (см. рис. 22, в). Среди складок этой генерации распространены как открытые, так и сжатые формы. Ориентировки шарниров складок третьей генерации показывают некоторый разброс. Наряду с преобладающими пологими (5°‒35°) падениями в юго-западном и северо-восточном направлении отмечаются падения в северо-западном направлении (см. рис. 20, II). Разброс в ориентировках складок определяется, по-видимому, более поздними деформациями. К генерации F₃ также относится Губерлинская антиформа. Вергентность складок этого этапа совпадает с вергентностью надвигов в зоне Главного Уральского разлома.

Наиболее поздними являются асимметричные S складки F₄ с падениями на крыльях 60°‒80° с горизонтальным размахом 2‒5 м (см. рис. 22, б). Шарниры этих структур круто (∠70°‒80°) погружаются в северо-восточном направлении. Судя по рисунку, это типичные левосдвиговые складчатые структуры. Возможно, с проявлением поздних сдвиговых деформаций связаны вариации в ориентировках структурных элементов более ранних складок.

Этапы деформации

Этап D1. Первый этап деформации D1связан с эксгумацией максютовского комплекса из зоны субдукции Магнитогорской островной дуги. Наличие обломочного глаукофана в граувакках зилаирской серии позволяет датировать этот процесс серединой фаменского века позднего девона [27].

Представляется, что возможным механизмом эксгумации максютовского комплекса является эдукция, т.е. выдвижение ранее субдуцированного материала из зоны субдукции [37]. В конце позднего девона, в результате погружения, обладающего повышенной плавучестью края континента Балтика, происходит заклинивание зоны субдукции, отрыв слэба и эдукция максютовского комплекса в западных (в современных координатах) румбах. В образованное в слэбе тектоническое окно происходит подъем мантийного диапира, в связи с чем в позднем девоне–раннем карбоне на Южном Урале широко проявлен рифтогенный магматизм с формированием вулканитов шошонитовой серии, базальт-риолитовых толщ, комагматичных габбро-гранитных интрузий и базитовых даек [29].

Эксгумация пород максютовского комплекса маркируется образованием колчановидных складок и асимметричных складок юго-западной вергентности F₁ (рис. 23, a). Вероятно, что в ходе извлечения пород комплекса из зоны субдукции сначала формировались складки юго-западной вергентности. По мере нарастания степени деформации шарниры этих складок изгибались и они превращались в колчановидные складчатые структуры. Складки юго-западной вергентности сохранились лишь во фронтальных частях колчановидных структур. Юго-западная вергентность асимметричных складок и северо-восточно–юго-западная ориентировка линейности удлинения подразумевает, что образование структур F₁ происходило в условиях тектонических движений, направленных с северо-востока на юго-запад. Соответственно, эксгумация пород комплекса происходила в юго-западном (в современных координатах) направлении. На этом же этапе были образованы и складки юго-восточной и северо-западной вергентности, слагающие фланги колчановидных складчатых структур (см. рис. 5; рис. 19, а; рис. 21, а).

Рис. 23.

Графическая модель структурной эволюции максютовского метаморфического комплекса во время 1–3 этапа деформации. (а) – этап деформации D1 – эксгумация максютовского комплекса из зоны субдукции Магнитогорской островной дуги, образование колчановидных складок F₁; (б) ‒ этап деформации D2 – косая коллизия Магнитогорской островнорй дуги с окраиной палеоконтинента Балтика, формирование складок юго-восточной вергентности F₂; (в) – этап деформации D3 – позднепалеозойская континентальная коллизия, образование складок западной вергентности F₃ и антиформы Уралау. Обозначены (штрих-линии) следы осевых плоскостей. 1 – образования максютовского комплекса; 2 – островодужные комплексы Магнитогорской дуги; 3 – комплексы континентальной окраины; 4 – палеоконтинент Балтика; 5 – комплексы ГУР; 6 – зоны динамометаморфизма; 7 – надвиги; 8 – направление смещения комплексов при деформациях

Таким образом, уже на этапе деформации D1 были сформированы основные типы складок, характерные для максютовского комплекса. Во время процесса эксгумации в юго-западном направлении формировались складки юго-западной вергентности, которые по мере увеличения степени деформации преобразовывались в колчановидные складки. Складки юго-восточной и северо-западной вергентности, с характерной для них юго-западной‒северо-восточной линейностью, параллельной шарнирам, ориентировка которой близка к ориентировке линейности в колчановидных структурах, формируют крылья данных структур.

Этап D2. Рассматривалась возможность образования колчановидных структур при субдукции и эксгумации высокобарических комплексов и была разработана геологическая модель одноактного формирования складок различной вергентности для актюзского комплекса Северного Тянь-Шаня [32]. Несмотря на обоснованность данной модели, результаты проведенных нами структурных исследований предполагают более сложную схему структурной эволюции для максютовского комплекса. Наблюдения, проведенные на участках Аскарлак и Ташла, показали, что складчатые структуры F₁ были смяты в структуры юго-восточной вергентности F₂, связанные с этапом деформаций D2. На этом этапе ранее сформированные колчановидные структуры испытали смещение в юго-восточном направлении с образованием складок и соскладчатых надвигов юго-восточной вергентности. Возможной причиной этого смещения является косая коллизия Магнитогорской островной дуги в конце девона [27]. Согласно этой модели, островная дуга смещалась к северу по отношению к краю палеоконтинента Балтика, т.е. смещение имело левосторонний характер (см. рис. 23, б). При этом оси складок разворачивались против часовой стрелки относительно направления смещения, образуя структуры юго-восточной вергентности, соосные складкам, сформированным во фланговых частях, более ранних колчановидных структур. Повторно деформированые складки, в которых ориентировки осей ранних и поздних складок близки, наблюдались нами в долине р. Казмаш, и в районах Аскарлак и Ташла. Складки F₂ наиболее широко распространены в максютовском комплексе и во многом определяют его структуру. По зонам соскладчатых надвигов, активных на этом этапе, были эксгумированы эклогитсодержащие меланжи, вероятно, сформированные еще на предыдущем этапе деформации D1. Данные по изофациальнности эклогитов и вмещающих их метатерригенных пород относятся только к эклогитсодержащим зонам, тогда как вне их пределов, породы максютовского комплекса зачастую лишены минеральных ассоциаций эклогитовой фации [16]. Это может указывать на то, что литопластины максютовского комплекса были субдуцированы на различные глубины с разными P–T параметрами.

Этап D3. Складки F₁ и F₂ расположены косо к простиранию зоны Главного Уральского разлома и срезаются ее структурами, что указывает на более древний возраст этих складок. Складки западной вергентности F₃ формировались на этапе деформации D3. Вергентности складок F₃ и надвигов, связанных с ними, близки и совпадают с вергентностью структур и надвигов зоны Главного Уральского разлома. Зоны надвигов, ассоциирующих со складками F₃, часто выполнены продуктами низкотемпературного метаморфизма гипербазитов. Все это позволяет связать тектонические движения в западном направлении, при которых были сформированы складки западной вергентности F₃, с движениями в зоне Главного Уральского разлома на стадии позднепалеозойской континентальной коллизии. При этом ранее образованные складки F₂ юго-восточной вергентности деформировались и преобразовывались в структуры северо-западной вергентности, как на участке Гумерово, или оказывались на разных крыльях сформировавшихся более крупных складок F₃, как это установлено в Губерлинской антиформе (см. рис. 23, в). На этом этапе происходило срезание складок F₂ падающими на восток надвигами с приуроченными к ним приразломными складками F₃, что наблюдалось в пределах Дергамышской структуры (см. рис. 23, в).

Этап D4. Сдвиговые движения этапа деформации D4 и маркирующие его складки с крутопадающими шарнирами F₄ на Урале связывают с постколлизионным этапом развития орогена [31, 15 ]. Однако в условиях левосторонней косой коллизии Магнитогорской дуги левосдвиговые складки должны были формироваться и на этапе столкновения дуга–континент. В максютовском метаморфическом комплексе сдвиговые складки часто деформируют складки F₃, связанные с межконтинентальной коллизией. Там, где такие соотношения отсутствуют, возможность разделения сдвиговых складок, связанных со столкновением дуга–континент и постколлизионными процессами, может быть дальнейшей задачей для исследователей, хотя и трудно выполнимой. Тем не менее, наши исследования подтверждают, что сдвиговые деформации этапа D4 являются завершающими в структурной эволюции максютовского метаморфического комплекса.