Харбейский антиклинорий расположен в западной тектонической зоне Полярного Урала и разделяется на северный – Марункеуский и южный – Харбейский блоки. В пределах рассматриваемых блоков раннепротерозойские и глубокометаморфизованные породы представлены соответственно марункеуским эклогит-амфиболит-гнейсовым и харбейским гнейсо-мигматитовым комплексами. Согласно стратиграфическим схемам Урала эти комплексы относятся к разным глубинным уровням нижнего структурного этажа. Некоторыми учеными показано, что они сформировались в принципиально разных геодинамических обстановках и должны рассматриваться как самостоятельные структурные единицы (Пыстин, 1994).
Наиболее дискуссионными являются вопросы о составе протолитов метабазитов марункеуского и харбейского комплексов, как наиболее индикаторных пород, и установлении их геодинамических обстановок формирования, ответы на которые позволит восстановить докембрийскую историю развития Уральского литосферного сегмента в целом.
Предшественниками было отмечено, что формирование метабазальтов Харбейского блока протекало в условиях платформенного геотектонического режима, а амфиболиты и эклогиты Марункеуского блока представляют собой образования древней геосинклинали, возможно, реликты протоофиолитовых комплексов (Душин и др., 1983).
Для реконструкции вещественного состава пород изучен петрогенный и микроэлементный состав наименее измененных метасоматическими процессами амфиболитов харбейского комплекса и амфиболитов и альмандиновых эклогитов марункеуского комплекса при помощи силикатного, рентгенофлуоресцентного, нейтронно-активационного и масс-спектрометрического методов.
Марункеуский комплекс. Амфиболиты, изученные в южной части комплекса, залегают в виде пластовых тел среди плагиогнейсов. Они имеют сланцеватую текстуру и состоят в основном из амфибола, альбита, граната, биотита, эпидота и клинопироксена. Альмандиновые эклогиты образуют пластообразные и линзовидной формы тела среди гнейсов и мигматитов в пределах Слюдяной горки. Они имеют массивную и сланцеватую текстуру, и состоят в основном из граната пироп-гроссуляр-альмандинового и гроссуляр-пироп-альмандинового ряда и светло-зеленого омфацита. Изучаемые породы имеют состав умеренноглиноземистых натриевых и калиево-натриевых толеитовых андезитов, андези-базальтов и базальтов нормальной щелочности. По соотношению петрогенных компонентов амфиболиты и эклогиты схожи с толеитами островодужных и океанических обстановок.
Микроэлементный состав метаморфитов показал, что практически во всех проанализированных породах наблюдаются Zr–Hf и Ta–Nb аномалии и близкие к N-СОХ содержания остальных высокозарядных элементов. Графики, построенные по составам метабазитов, нормализованным относительно хондрита и базальта N-CОХ, распределились неодинаково. В первую группу попали амфиболиты, отличающиеся повышенным количеством легких лантаноидов (относительно тяжелых) и крупноионных литофилов (кроме Sr), а также Ta и Nb. Во второй группу отнесены амфиболиты, имеющие пологий спектр распределения всех содержаний редкоземельных элементов в 10 раз выше хондритовых, невысокие содержания крупноионных литофилов и аномально низкие содержания Ta и Nb, что очень характерно для островодужных обстановок. К третьей группе относится амфиболиты и эклогиты с горизонтальным спектром распределения содержаний редкоземельных элементов в 10 раз выше хондритовых и низким количеством крупноионных литофилов. По содержанию Nb и Ta они схожи с базальтом N-COX. Сr–Y и Th–Hf–Ta соотношения в метабазитах показывают их схожесть с островодужными образованиями. На дискриминантной диаграмме, где задействованы V, Y, Nb и Zr, точки составов пород располагаются в основном в океанической области.
Таким образом, в содержаниях амфиболитов и эклогитов сочетаются признаки островодужных (Ta–Nb и Zr отрицательные аномалии) и океанических (содержания легких лантаноидов и высокозарядных элементов) обстановок, что очень характерно для толеитовых базальтов задуговых и окраинных морей.
Харбейский комплекс. Амфиболиты харбейского комплекса залегают в виде пластовых тел среди плагиогнейсов, имеют массивную и сланцеватую текстуру и состоят в основном из амфибола и плагиоклаза. В сланцеватых амфиболитах в переменном количестве встречаются гранат, эпидот, биотит и мусковит. По химическому составу амфиболиты схожи с низко-, умеренно- и высокоглиноземистыми, натриевыми и калиево-натриевыми толеитовыми и известково-щелочными базальтами и андези-базальтами. Идентификационные диаграммы, учитывающие петрогенные компоненты, показали схожесть амфиболитов с вулканитами континентальных, океанических и островодужных обстановок.
Анализ микроэлементного состава позволил выделить несколько типов метабазитов. Первая группа пород наиболее дифференцирована, обогащена легкими редкоземельными элементами. Наблюдается европиевая аномалия и повышенные содержания стронция, рубидия, тантала и ниобия, что характерно для платформенных образований. Выше по разрезу также наблюдается обогащение пород легкими лантаноидами, стронцием, барием и торием, но имеются низкие содержания тантала, что характерно для толеитов окраинных или задуговых морей. Третья группа пород характеризуется пониженным содержанием легких лантаноидов, пологим спектром распределения редкоземельных элементов относительно хондрита, обогащением литофильными элементами и танталовым минимумом, что также сближает эти метаморфиты с окраинно-морскими вулканитами.
Таким образом, в пределах харбейского комплекса совмещены платформенные и окраинно-морские породы, представляющие собой временной ряд магматических образований, соответствующий стадиям эволюции морских впадин. В результате исследования можно сделать вывод, что протолиты метаморфитов харбейского и марункеуского комплексов относятся к образованиям единого латерального ряда пород, сформировавшегося на границе континент – окраинное (или задуговое) море.
Автор выражает благодарность профессору, д.г.-м.н. А. М. Пыстину за ценные советы. Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований РАН № 12-У-5-1011 и № 12-И-5-2022.
Литература
1. Душин В. А., Макаров А. Б., Сычева Э. А., Исхаков Р. А. О формационной принадлежности метаморфитов харбейского гнейсо-амфиболитового комплекса // Геология метаморфических комплексов. Межвуз. темат. сб. Свердловск: СГИ, 1983. С 83–90.
2. Пыстин А. М. Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука, 1994. 208 с.