Геологическое строение и минералогия пегматитов Ильменских гор (стр. 2 )

На базе Ильменского заповедника в мае 1980 года был создан мощный лабораторный корпус по комплексному изучению минералов и горных пород современными физико-химическими методами. На основе этого лабораторного модуля сегодня функционирует Институт минералогии (директор – член-корреспондент РАН ), структурно входящий в Уральское отделение Российской Академии наук. Здесь, на новом качественном уровне, современные ученые-геологи заповедника (, , и др.) продолжили изучение минеральных богатств Ильменских гор.

2. ФИЗИКО – ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

В административном отношении район студенческой практики находится в пяти километрах к востоку от границы городской линии Миасса.

В орографическом отношении территория расположена на восточном склоне Южного Урала в области южного окончания субмеридиональной Ильменогорско-Сысертской цепи гор и представляет собой увалисто-холмистую равнину, располагающуюся у юго-восточного подножия горы Ильмен-Тау. Ильменские горы – крайняя восточная цепь гор Южного Урала. Господствующей высотой района является гора Ильмен-Тау с абсолютной отметкой 753 метра. Высоты увалисто-холмистой части района на 300 – 400 метров ниже и колеблются в пределах 350 – 440 метров.

В гидрографическом плане район характеризуется наличием реки Миасс в западной части и многочисленными озерами, располагающимися в пониженных участках рельефа между холмами, увалами и возвышенностями. На территории всего Ильменского заповедника (площадь 303,8 км2) насчитывается 30 озер, самое глубокое из которых – Большой Кисегач – 34 м. В пределах района практики наиболее крупными озерами являются Ильменское и Аргаяш. Питание озер осуществляется грунтовыми водами и небольшими ручьями, а также за счет снеготаяния и дождей. Наиболее крупные ручьи на территории района – Черемшанка и Липовка. Все заповедные речки пресноводны и содержат незначительное количество растворенных солей. Ручьи, протекающие через болота и торфяники (Черемшанка и пр.), имеют коричнево-ржавый цвет и болотный привкус.

Климат района умеренно-континентальный с жарким летом и холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха равна + 1,9 оС. Средняя температура июня равна +19 оС, а в январе она составляет -15 оС. Годовое количество осадков составляет в среднем 454,4 мм. Снежный покров появляется с середины октября и стаивает к концу апреля. Его мощность 0,5 м.

85 % территории заповедника покрыто лесом из сосны и березы, причем если в южной части преобладает сосна, то северные площади заняты березой. В лесах насчитывается 823 вида высших растений, из них: реликтов – 50, эндемиков – 23, занесенных в Красную книгу – 32; низших растений – около 270 видов.

Животный мир заповедника весьма разнообразен и насчитывает 221 вид, среди которых млекопитающих – 51, птиц – 165, рыб – 11, земноводных – 3, рептилий - 5. Беспозвоночных животных – более 10 000 видов. Постоянные жители Ильмен – лоси, пятнистые олени, кабаны, волки, лисы, зайцы, барсуки, изредка встречается рысь.

На основании последних проведенных исследований биологи заповедника пришли к неутешительному выводу. Видовое количество животных и растений в заповеднике неуклонно уменьшается. Причины этого: изменение ландшафта, естественное старение лесов, необратимые изменения в состоянии местных озер и рек, а также антропогенный фактор – расширение промышленных зон г. Миасса, строительство предприятий, увеличение транспорта и т. п. Экологическая ситуация усугубляется автомобильным шоссе Миасс – Чебаркуль и железнодорожной веткой Москва – Челябинск, проходящих по южной части заповедника.

На территории Ильменского заповедника археологическими исследованиями выявлено более 50 стоянок древнего человека, одна из которых находится в устье р. Липовка (егерский кордон «Долгие Мосты»), в непосредственной близости от базы практики. Большинство древних стоянок относится к эпохе бронзы (1 тыс. лет до н. э.), тогда как самые древние – к концу каменного века (5 тыс. лет до н. э.).

       

3. СТРАТИГРАФИЯ

В стратиграфическом отношении район Ильменских гор сложен сильно метаморфизованными вулканогенно-осадочными породами верхнего архея - нижнего протерозоя, прорванными палеозойскими интрузиями гранитоидов и сиенитов. Полигон практики расположен в пределах Вишневогорско-Ильменогорского мигматит-гнейсово-сланцевого комплекса (ВИМГСК). Подобные комплексы слагают на Урале аналогичные крупные антиклинорные структуры (микроконтиненты) как Салдинский, Мурзинско-Адуйский, Сысертско-Ильменогорский, Кочкарский и другие. Сложное геологическое строение комплекса привело к обилию местных стратиграфических схем и названий стратиграфических подразделений, объем и возраст которых менялся в процессе изучения района. В соответствии с решениями IV Уральского межведомственного стратиграфического совещания от 20.04.90., протерозойские отложения подразделяются снизу вверх на селянкинскую свиту, вишневогорскую, ильменогорскую, еланчиковскую и кыштымскую толщи (рис. 1).

3.1. Селянкинская свита (АR2 sel)

Породы этой свиты являются наиболее древними в Ильменских горах. Радиологическое определение возраста амфиболитового метаморфизма этих пород U-Pb методом дает цифру порядка 1850 млн. лет. Метаморфизм является диафторическим по отношению к более раннему метаморфизму гранулитовой фации. Исходя из этих данных, возраст пород селянкинской свиты определяется как верхнеархейский. Данные породы представляют древний фундамент доуральской Европейско-Азиатской плиты, осколок которой в виде тектонической глыбы претерпел различные преобразования в ходе эволюции Уральской геосинклинали, а сейчас составляет ядро Вишневогорско-Ильменогорского антиклинория Восточно-Уральского поднятия в тектонической структуре Южного Урала.

Свита сложена биотитовыми, гранат-биотитовыми, силлиманит-гранат-биотитовыми гнейсами и кварцитогнейсами обычно с крупночешуйчатым графитом; амфиболитами, гранатовыми амфиболитами, диопсид-плагиоклазовыми, скаполит-диопсид-плагиоклазовыми кристаллическими сланцами, редко кварцитами. Отложения свиты вмещают комплекс щелочных пород, где широко развиты метасоматические породы: амфиболовые, биотит-амфиболовые, биотитовые и пироксеновые фениты, пироксен - и биотит-полевошпатовые породы, нефелин-полевошпатовые мигматиты. Породы свиты метаморфизованы в условиях амфиболитовой фации метаморфизма, которая наложена на более ранний гранулитовый метаморфизм, реликты которого обнаруживаются в виде гранулитовых парагенетических минеральных ассоциаций.

Рис. 1. Стратиграфическая колонка южной части Ильменского заповедника

На западных и восточных контактах отложений селянкинской свиты установлены мощные зоны высокотемпературных бластомилонитов. Предполагается, что исходным материалом при метаморфическом образовании разнообразных гнейсов свиты являлись терригенные осадки, тогда как для образования амфиболитов – маломощные, покровные, континентальные базальтоиды.

Нижняя и верхняя границы свиты точно не установлены, так как ее низы и верхи интенсивно мигматизированы. Общая мощность селянкинской свиты не менее 1000 м.

3.2. Вишневогорская толща (PR1 vs)

Данная толща ранее имела название «фирсовская». Толща характеризуется ритмично-слоистым строением. В ее состав входят кристаллические сланцы, амфиболиты, кварциты, редко кальцифиры и мраморы. Среди кристаллических сланцев амфиболитовой фации метаморфизма выделяются: биотитовые, гранат-биотитовые, кианит-гранат-биотитовые гнейсы и кварцито-гнейсы иногда с графитом. Среди кварцитов встречаются разновидности с биотитом, гранатом, графитом, кианитом. Амфиболиты также разнообразны: двуминеральные роговообманково-плагиоклазовые с гранатом и пироксеном. Встречаются прослои диопсид-скаполитовых кристаллических сланцев и кальцифиров.

Породы толщи образовались в результате метаморфизма, сопряженного с плагиогранитизацией первичной вулканогенно-осадочной толщи основного состава (базальтовых лав и туфов, туфопесчаников с прослоями глинистых и карбонатных пород). Породы вишневогорской толщи в различной степени подвержены гранитизации и щелочному метасоматозу с образованием соответственно мигматитов плагиогранитного состава и фенитизированных разностей пород вплоть до бескварцевых пироксеновых фенитов в ореоле Ильмен-Тауского массива щелочных пород.

Радиологические определения из гнейсов вишневогорской толщи изотопным альфа-свинцовым методом дают абсолютный возраст около 1,9 – 2,0 млрд. лет, что позволяет определить время ее формирования как раннепротерозойское.

Вишневогорскую толщу условно можно подразделить на три подтолщи – нижнюю, среднюю и верхнюю. Общая мощность пород всей толщи около 850 м.

3.3. Ильменогорская толща (PR1 ilm)

Породы ильменогорской толщи пользуются в районе наибольшим распространением, располагаясь к востоку от Ильменского массива щелочных пород. Толща сложена метаморфическими породами, представленными в основном амфиболитами и гнейсами. Помимо амфиболитов и гнейсов в строении толщи принимают участие роговообманковые сланцы и кварциты.

По особенностям состава толща подразделяется на три подтолщи. Нижняя подтолща сложена средне - и крупнозернистыми биотитовыми, гранат-биотитовыми плагиогнейсами с подчиненными прослоями амфиболитов. Плагиогнейсы образовались по базальтам и их туфам, и обычно представлены меланократовыми мелкозернистыми (до 1 мм) разностями. Породы нижней подтолщи выходят в основном в ядрах купольных структур, где они в значительной степени гранитизированы с образованием «очковых» порфиробластовых гранитогнейсов. Гранитизация пород сопровождалась их дебазификацией, привносом калия, натрия, кремнезема и привела к образованию по плагиогнейсам, амфиболитам, кристаллическим сланцам средне - и крупнозернистых биотит-роговообманковых и биотитовых гнейсов и гранитогнейсов.

Средняя подтолща сложена гранатовыми амфиболитами с прослоями и линзами графитовых кварцитов, биотит-графитовых гнейсов и биотитовых сланцев. Графитовые кварциты и кварцито-гнейсы встречаются по всему разрезу ильменогорской толщи довольно часто, образуя согласные с плоскостными ориентировками пород пласты или линзы мощностью от долей метра до 20 метров.