14.3. Верхний протерозой

14.3.1. Рифей

На площади листа развиты метаморфические образования среднего рифея. В северной (собственно Сысертской) части Сысертско-Ильменогорской зоны выделены две среднерифейские свиты - иткульская и игишская. Предшествующие исследователи [164,8] на этой части площади выделяли аракульскую и саитовскую свиты. Позднее при проведении ГДП-50 с общими поисками [112] и детальном изучении разреза по береговым обнажениям оз.Иткуль (прил.№ 27) авторы работ пришли к выводу о нецелесообразности выделения самостоятельной среднерифейской аракульской свиты на территории листа, и она была включена в состав иткульской. Это связано с тем, что выделенная В.Н.Юрецким и др. [164] аракульская свита не имела четко выраженных особенностей состава и строения, а по набору пород, характеру разреза, типу и степени метаморфизма идентична саитовской, сопоставленной позднее [112] с иткульской.

В стратиграфических схемах Урала и в сводной легенде Среднеуральской серии листов Госгеолкарты-200 саитовской свите соответствует иткульская [32,159].

В Уфалейской СФЗ к среднему рифею отнесена куртинская свита.

Иткульская свита (R₂it). Образования этой свиты откартированы в виде двух полос в центральной части листа, где они конформно облегают метаморфиты черновской свиты. Вблизи южной рамки обе полосы сливаются. К иткульской свите отнесены плагиосланцы различного состава, микроамфиболиты и графитосодержащие кварциты.

Наиболее полный разрез свиты представлен в береговых обнажениях оз.Иткуль (прил. № 27). Здесь на южном берегу оз. Иткуль, верхнеиткульская подсвита надвинута на образования черновской свиты. В строении зоны надвига участвуют своеобразные будинированные обломки пород верхнеиткульской подсвиты и черновской свиты, а также метаультрабазитов, плагиогранит-порфиров и др. А.П.Казак [88] высказал мнение, что указанные породы являются будинированными базальными конгломератами.

Образования иткульской свиты вверх по разрезу согласно перекрываются кварцитами игишской свиты, что непосредственно наблюдается на северном берегу оз.Иткуль, в д.Иткуль.

Свита условно подразделяется на нижнюю (мощность 1200 м) и верхнюю (мощность 1100 м) подсвиты. Послойный разрез приведен в прил.27. В составе нижней подсвиты преобладают микроамфиболиты (45%) и плагиосланцы биотитовые (41%), остальное - участки частого чередования этих разновидностей пород. В составе верхней подсвиты преобладают плагиосланцы (67%), микроамфиболиты составляют 9%, кварциты графитосодержащие 4%, остальное – частое чередование микроамфиболитов и плагиосланцев. В северной части площади в составе свиты отмечены редкие линзы мраморов, взаимоотношения которых с окружающими породами недостаточно ясны.

Таким образом, нижняя подсвита отличается от верхней преобладанием микроамфиболитов, причем в основании разреза микроамфиболиты образуют монотонную пачку мощностью около 100 м. Кроме того, в ее составе нет графитосодержащих кварцитов. Контакты между разновидностями пород везде прямолинейные, согласные общей сланцеватости. Последняя характеризуется восточным падением с относительно пологим (15-20^о) углом падения в нижних (западных) частях разреза и все более крутым (40-45^о) в верхних (восточных) частях. В прослоях кварцитов, реже в других породах отмечаются сжатые изоклинальные складки с осевыми плоскостями и крыльями, параллельными сланцеватости. Общая мощность свиты в районе оз.Иткуль составляет не менее 2300 м.

Плагиосланцы биотитовые - от мелано- до лейкократовых (содержание темноцветных минералов от 25 до 10% соответственно), мелко-среднезернистые сланцеватые породы порфиробластической структуры. Минеральный состав: биотит (с плеохроизмом в светло-желтых и светло-зеленых тонах), мусковит, гранат (обычно с резким преобладанием альмандинового минала), плагиоклаз (альбит-олигоклаз), кварц, иногда присутствует эпидот и карбонат, отмечаются разновидности с амфиболом в виде порфиробласт сине-зеленой роговой обманки. Акцессорные минералы: магнетит, ильменит, апатит, циркон, кианит, пирит.

Микроамфиболиты – от мелано- до мезократовых (содержание темноцветных минералов от 60 до 30% соответственно) полосчатые, сланцеватые, в редких случаях с реликтами миндалекаменной текстуры. Минералогический состав: амфибол (сине-зеленая роговая обманка и актинолит), куммингтонит, плагиоклаз, эпидот, карбонат, кварц. Акцессорные минералы: ильменит, гранат, апатит, циркон, магнетит, рутил, сфен.

Кварциты - графитосодержащие мезократовые массивные, в верхних частях разреза - сланцеватые; содержат деформированные конкреции фосфоритов. Минералогический состав: кварц, мусковит, биотит, графит, гранат, плагиоклаз (альбит-олигоклаз). Акцессорные: апатит, пирит, оливин, эпидот.

Магнитное поле над образованиями свиты имеет интенсивность от + 100 до – 200 нТл. На этом фоне выделяются многочисленные положительные аномалии интенсивностью от 500 до 1000 нТл, линейно вытянутые по простиранию пород. Часть аномалий связана с магнетитсодержащими метаультрабазитами. На карте гравитационного поля иткульская свита не выделяется, а положительная аномалия 3-5 мГал обусловлена глубинным объектом.

Все породы свиты подверглись влиянию полихронного сиалического плутонометаморфизма на уровне эпидот-амфиболитовой фации. В Ташкульской синклинорной зоне характер метаморфизма относительно стабильный, с некоторым понижением его уровня к югу. Многочисленные тела палингенно-анатектических гранитоидов образуют с вмещающими метаморфитами рвущие интрузивные контакты, как правило, субсогласные с кристаллизационной сланцеватостью. В образованиях иткульской свиты по периферии Сысертско-Ильменогорской структуры градиент метаморфизма выше. Здесь отмечается падение уровня метаморфизма от средних и верхних субфаций эпидот-амфиболитовой фации до верхов зеленосланцевой фации. Таким образом, метаморфиты иткульской свиты являются фрагментами метаморфической зональности с тремя центрами (Шумихинский, Осиновский и Иткульский купола).

Широко проявленные в образованиях свиты процессы метасоматической базификации с образованием порфиробластических гранат-амфиболовых метасоматитов по плагиосланцам и микроамфиболитам являются, вероятно, комплиментарными гранитизации, протекающей в упомянутых куполах.

Субстратом пород свиты служили эффузивы основного и кислого состава и терригенные осадки, прорванные местами интрузивными гранитоидами. Реконструкция состава и генезиса субстрата проводилась, главным образом, на основе изучения морфогенетических особенностей руководящих акцессорных минералов А.П.Казаком [88] с учетом петрохимических особенностей пород и реликтов первичных текстурно-структурных особенностей.

Большинство определений абсолютного возраста пород К-Аr методом фиксирует время позднего этапа сиалического плутонометаморфизма эпидот-амфиболитовой фации на рубеже 260-240млн.лет. Возраст цирконов из микроамфиболитов и плагиосланцев, определенный альфа‑свинцовым методом, варьирует в пределах 610-1100 млн.лет (табл.1). На этом основании принимается условно среднерифейский возраст иткульской свиты.

Игишская свита (R₂ig). Образования свиты развиты среди метаморфитов иткульской свиты в ядрах синклиналей и в тектонических блоках. К ней относятся кварциты графитсодержащие с прослоями слюдисто-кварцевых, гранат-слюдисто-кварцевых сланцев и плагиосланцев. Взаимоотношения с подстилающими образованиями иткульской свиты согласные и тектонические. С перекрывающими образованиями контакты тектонические.

Типичный разрез игишской свиты вскрыт скважиной колонкового бурения С-226 [112] в районе хребта Карандашный Увал. Здесь до глубины 99 м вскрыты кварциты графитсодержащие, сланцеватые, полосчатые. Полосчатость выражается в чередовании более светлых (существенно слюдистых) и более темных графитсодержащих полос, а сланцеватость - в план‑параллельной ориентировке слюдистых минералов под углом от 45^о вверху и до 30^о к концу интервала. Отмечается большое количество линз, прожилков серого гранулированного кварца мощностью в первые сантиметры. Наиболее мощный прожилок отмечен на глубине 14,5-17,5 м, где среди кварца отмечаются реликты графитсодержащих кварцитов. На глубинах 79,1м; 72,4 м; 83,4 м и 85 м отмечены прослои плагиосланцев биотитовых мелкозернистых с прямыми согласными со сланцеватостью контактами. Мощность отдельных прослоев до 10 см. К концу интервала в кварцитах отмечается сложная изоклинальная складчатость и мелкие согласные сланцеватости прожилки мусковит-биотитовых лейкократовых гранитов. С глубины 99 м до забоя (122,6 м) вскрыты граниты крупнозернистые лейкократовые биотитсодержащие.

Разрезы игишской свиты в других частях площади незначительно отличаются от приведенного соотношением кварцитов и плагиосланцев, а также насыщенностью интрузивными телами гранитов и протрузиями в различной степени метаморфизованных ультраосновных пород. Наибольшая мощность свиты в районе хр.Карандашный Увал – 450 м.

Кварциты и остальные разновидности пород игишской свиты аналогичны описанным в составе иткульской свиты.

Магнитное поле над образованиями игишской свиты в целом отрицательное интенсивностью от –100 до -300 нТл. Отдельные положительные аномалии непосредственно связаны с телами ультрабазитов. В гравитационном поле образования игишской свиты не находят отражения ввиду их небольшой мощности. Отличительной особенностью свиты является пониженное электросопротивление ее пород благодаря содержанию в них графита.

Метаморфизм пород игишской и иткульской свит аналогичен. Преобладание в разрезе графитсодержащих кварцитов, в которых отмечены фосфоритовые конкреции, позволяет считать субстратом метаморфитов кремнисто-углеродистые осадочные породы с конкрециями фосфоритов.

В кварцитах игишской свиты южнее описываемой площади были найдены [164] микрофоссилии Trematosphaeridium holtedahlii Tim, Protosphaeridium flexuosum Tim, Protosphaeridium densum Tim, Protoshaeridium laccalum Tim., Zeiosphaeridia sp. позднепротерозойско-раннекембрийского возраста. В настоящее время возможность использования этих видов микрофоссилий для определения возраста стратиграфических подразделений ставится под сомнение [29].

Поскольку игишская свита без перерыва наращивает разрез иткульской свиты, ее возраст также принят среднерифейским.

Куртинская свита (R₂kr), впервые выделенная под таким названием Г.А.Кейльманом и Г.А.Глушковой [92], распространена в северном и восточном обрамлении Уфалейского метаморфического комплекса и пользуется ограниченным развитием на характеризуемой площади (только в юго-западном углу рассматриваемого листа). По преобладающему составу пород и их положению в разрезе свита расчленяется на две подсвиты: нижнекуртинскую – существенно сланцевую и верхнекуртинскую, сложенную слюдистыми и графитовыми кварцитами.

Нижнекуртинская подсвита пользуется преимущественным распространением на площади листа N-41-I, где находится ее стратотип и где она непосредственно конформно обрамляет в плане образования Уфалейского метаморфического комплекса, а на характеризуемой территории представлена в узком тектоническом клине.

В составе подсвиты здесь распространены слюдяно-кварцевые сланцы, иногда с гранатом, включающие редкие тела амфиболитов.

Более широко распространена в районе верхнекуртинская подсвита, контакты которой с нижнекуртинской на площади листа, как правило, тектонические. В верхнекуртинской подсвите преобладают темно-серые графитсодержащие мусковитовые сланцы и кварциты. Присутствую редкие прослои сланцев хлорит-альбитовых, серицит-альбит-хлоритовых, хлорит-альбит-актинолитовых.

В составе обеих подсвит, наряду с первичноосадочными кварцитами, возникшими при метаморфизме кремнистых пород, широко распространены почти неотличимые по внешнему виду от первых кварциты метасоматические – продукты кислотного выщелачивания, а также другие метасоматиты, возникшие в том числе и вследствие железо-магнезиального и железо-магнезиально-кальциевого метасоматоза.

Многочисленные надвиги с линзами метаультрамафитов, метагаббро и эклогитоподобных амфиболитов в подошве нарушают и осложняют разрез куртинской свиты. Общая ее мощность оценивается в 900 м [8].

Минеральный состав пород определяется присутствием кварца, мусковита, биотита, графита, граната в разных количественных соотношениях друг с другом; иногда присутствует кислый плагиоклаз, хлорит и хлоритоид. Среди акцессорных преобладают титансодержащие минералы (титаномагнетит, ильменит, рутил, сфен) и апатит, реже – циркон, магнетит, турмалин, муассанит.

Магнитное поле над образованиями свиты в целом спокойное, положительное (до 200 нТл). Куртинская свита выделяется аномальной зоной повышенных значений гравитационного поля, природа которых не установлена.

Все породы свиты претерпели полихронный сиалический плутонометаморфизм, уровень которого постепенно понижается от эпидот-амфиболитовой фации в нижнекуртинской до зеленосланцевой в верхнекуртинской подсвите. Таким образом, они являются фрагментом метаморфической зональности, центром (ядром) которой служит уфалейский комплекс^*. Кислотное выщелачивание и железо-магнезиальный метасоматоз, упомянутые выше, являются, вероятно, процессами, комплиментарными гранитизации, проявленной в пределах уфалейского комплеса (ядра). Судя по преобладающим минеральным парагенезисам, давление при метаморфизме можно оценить как среднее (группа В), вместе с тем в локальных зонах существовали условия "сверхдавлений".

Возраст куртинской свиты принят среднерифейским в соответствии со сводной легендой Среднеуральской серии Госгеолкарты-200 [159] и по аналогии с иткульской и игишской свитами, с которыми намечается ее корреляция [32].