Геологическое строение территории Челябинской области. Урал представляет собой субмеридиональную линейную складчатую систему — часть Урало-Монг. складчатого пояса — и принадлежит к типу внутриконтинент. структур. Зап. границей Урала являются структуры Вост.-Европ. платформы (ВЕП), вост.— Зап.-Сиб. платформы (ЗСП). Терр. Чел. обл. расположена в сев. части Юж. Урала, где развиты практически все известные на Урале формации осадочных, метаморфич. и изверж. горных пород, в т. ч. такие уник., как миаскиты Ильменских и Вишневых гор, магнезиты и сидериты Бакало-Саткинского района и др. Облик и глубинное строение Юж. Урала (совр.) окончательно сформировались в позднем мезозое, когда завершились масштабные процессы магматизма, тектоники, метаморфизма и осадконакоп-ления. В результате этих процессов Юж. Урал приобрел поперечную квазисимметричную зональность. «Осью» широтной симметрии является Магнитогорский вулканич. пояс (МВП), образовавшийся в результате активных текто-но-магматич. процессов не менее 490—470 млн лет назад (в ордовикском периоде). МВП является юж. частью Тагило-Магнитогорского пояса, протянувшегося на С. до Ледовитого океана. По флангам МВП обрамлен структурами, все элементы к-рых, по данным геолого-гео-физ. наблюдений, веерообразно раскрываются на 3. и В. Особенность геол. строения Юж. Урала (и его отличие от Ср. Урала) — наличие т. н. Уфим. выступа ВЕП. В пределах выступа урал. структуры сжаты, к Ю. от него прерывается платиноносный пояс габбро-пироксени-товых интрузий, резко расширяется площадь распространения рифейских ассоциаций зап. склона Урала, сокращаются или исчезают мощные ордовик-силурийские вулканич. (и связ. с ними месторожд. жел. и медных руд), карбонатные осадочные толщи и месторожд. бокситов. С выступом совпадает разрыв Гл. гранитного пояса Урала; к нему на Юж. Урале приурочены массивы с редкометалльной и редкоземельной минерализацией; он ограничивает с С. ильменогорско-вишневогорский ареал щелочного магматизма, распространение девонских магматитов и др. В направлении с 3. на В. структуры Юж. Урала подразделяются на неск. крупных зон. Зап. часть Чел. обл. относится к Предуральскому краевому прогибу, где развиты терригенные и карбонатные гипсоносные осадки кам.-уг. — пермского периода (320—250 млн лет). Мощность этих отложений не превышает неск. сотен метров. К В. от прогиба выделяется зона Центрально-Уральского поднятия (ЦУП). На границе Предурал. прогиба и ЦУП в надвиговых пластинах прослеживаются выходы прибрежно-мор. шельфовых песчаников и известняков, батиальных (глубинных) и пелагич. (приповерхностных) кремнисто-глинистых осадков. Эти осадочные комплексы показывают расположение пассивной континент, окраины ВЕП в теч. 400—250 млн лет. Самые древние архейские образования (см.Архей) в ЦУП представлены гнейсами, амфиболитами и железистыми кварцитами тараташской свиты, к-рые обрамляются более молодыми метаморфич. породами — кристаллосланцами раннего протерозоя. Эти выходы кристаллич. пород рассматриваются как осколки фундамента ВЕП. Архейские образования обнаружены также в Ильмено-горском кристаллич. блоке, где они представлены двупироксеновыми кристаллосланцами, гнейсами, кварцитами селянкинской свиты, возраст метаморфизма к-рых — 2,1 млрд лет. К архею отнесены также гранито-гнейсы, кварциты и амфиболиты, слагающие структуру Шумихинского купола в сев. части Челябинской обл. Структуры ЦУП перекрыты мощными (5—12 км) толщами терригенных и карбонатных пород раннего рифея — венда, к-рые образовывались во время 3 крупных циклов осадконакопления, связ. с периодами наступления моря и интенсивного разрушения поднятий — бурзянского, юрматинского и кара-тауского. На начальных стадиях циклов формировались толщи кварцевых песчаников и конгломератов, местами происходили излияния базальтовых и риолитовых магм. В сравнительно стабильной обстановке середины — конца циклов накапливались карбонатные породы — известняки, доломиты и сидериты, глинистые сланцы — продукты перемыва кор выветривания с ВЕП и др. поднятий. С базальтовым магматизмом на ранних и поздних стадиях циклов связано формирование многочисл. диабазовых даек и силлов (Бакало-Сат-кинский район и др.), на поздних также внедрялись массивы интрузивных пород: бур-зянский цикл завершают Кусинско-Копан-ские габбро-долериты с титаномагнетитовым оруденением, граниты Рябиновского и Бердя-ушского массивов. В надвиговой структуре ЦУП вместе с докембрийскими породами залегают палеозойские образования — ордовикские песчаники, силурийские кремнистые толщи, силурийские и девонские эффузивы и известняки, вмещающие Нязепетровскую габбро-пироксенитовую интрузию с апатит-халькопирит-титаномагнетитовыми рудами. Особое место в геол. разрезах, наруш. надвигами, занимают позднедевонские известняки с пластовыми залежами руд Южно-Уральского бокситоносного района. Вост. границей ЦУП служит Главный Уральский глубинный разлом (ГУГР), к-рый прослеживается на сотни километров и ныне представляет собой зону сильного смятия, рассланцевания и брекчироются массивы серпентинитов, несущие тела хромитов, залежи талька и асбеста, мелкие и богатые месторожд. золота (Миас. р-н). На границе ГУГР, в суженной сев. части МВП, в на-двиговых пластинах сохранились продукты излияний ордовикских базальтовых лав, чередующихся с яшмами и глубоководными кремнями. В направлении с Ю. на С., к Уфим. выступу, кремни сменяются мелководными песчаниками. Поднятиям позднесилурийского времени (420—410 млн лет) соответствует эпоха накопления известняков (сохранились фрагментами в зоне ГУГР). Самый продолжит. этап развития МВП соответствует мощному девонскому вулканизму (420—360 млн лет), с к-рым связано образование многочисл. медно-цинк. колчеданных месторожд. Алек-сандринского и Верхнеурал. рудных районов (см. Палеовулканизм). Мощные толщи грубообломочных базальт-риолитовых туфов и лав (4—5 км) в рудных районах сформировались в течении нескольких крупных ритмов вулканизма и густо насыщены малоглубинными интрузиями рио-литов и дацитов. Характерными чертами вул-канич. структур МВП являются небольшие углы наклона слоев и хорошая сохранность элементов вулканич. рельефа: куполов, депрессий и др. В суженной сев. части МВП на широте Уфим. выступа мощность рудоносных разрезов сокращается до неск. сотен метров. Здесь при позднейшем сжатии вулканич. породы превращались в толщи «зеленых» сланцев, среди к-рых сохранились реликты структур туфов и лав основного и кислого состава; преобладающее развитие в сланцевых толщах получили мелкообломочные и слоистые породы. В горизонтах кислых лав и туфов локализуются колчеданные руды Миасского (Мелентьевского) и Карабашского рудных районов. Коры выветривания сланцев в теч. мн. лет отрабатывались старателями на золото. Базальт-риолитовый вулканизм сменился образованием базальт-андезит- дацитовой ассоциации (представлена преим. вулканогенно-осадочными фациями, а на флангах рудных районов — базальт-андезит-базальтовыми и базальт-андезит-дацито-выми туфами и меньше — лавами). Этот магматизм был связан с деят-стью крупных вулканов диаметром ок. 30 км; мощность туфовых отложений вблизи вулканов достигает 2—3 км, на склонах отд. пачки туфов выклиниваются или замещаются вулканогенно-осадочными породами. К мелким вулканокупольным структурам на склонах вулканов приурочены месторожд. серебра и золота (Курасанские и др.). Новый этап вулканизма в позднем девоне — раннем карбоне (375—320 млн лет) наиб, полно проявился в Магнитогорском районе. Вначале происходили подводные излияния базальтов, позднее — мелководные и наземные извержения лав и туфов повыш. щелочности и различного состава (от основного до кислых), сходных с рифтогенными образованиями. С этим магматизмом связаны малоглубинные интрузии габбро-гранитоидного состава, железорудные месторожд. (Магнитогорское, М. Куйбас) и проявления медных и молибденовых руд. Позднее (315—260 млн лет) в осевой зоне МВП накапливались терригенно-карбонатные отложения, завершавшие центростремит. тенденцию эволюции осадкообразования и магматизма — от бортов к центру — в теч. не менее 250 млн лет (интерпретация этих событий неоднозначна). Вост. границей МВП является Уйская зона смятия (УЗС). Ее зап. ограничением служит Кацбахско-Миасский, вост.— Петропавловский разломы. УЗС имеет в плане форму изгибающейся полосы тир. 10—25 км и прослеживается из Оренб. обл. на С.-С.-В. на расстояние ок. 250 км, до юж. окончания Иль-меногорского кристаллич. блока, где она расщепляется на узкие ветви. УЗС сложена блоками различных по составу вулканич., вулканогенно-осадочных, осадочных и метаморфич. пород, в разной степ, смятых и раздел, телами серпентинитов. Размер отд. блоков достигает 50 км и более. В блоке девонских известняков в УЗС локализуется Амурское цинк, месторожд.; здесь известны также проявления золота и хромитов. УЗС является одноврем. зап. границей Вост.-Урал. мегазоны, внутри к-рой выделяются Восточно-Уральский прогиб (ВУПр) и Восточно-Уральское поднятие (ВУПд). По границам ВУПр симметрично располагаются рифтогенные структуры, к к-рым приурочен ордовикский базальтовый вулканизм. В зап. зоне, на меридиане пос. Сухтелинского (Верхнеурал. р-н), базальты слагают останцы щитовых вулканов, на склонах к-рых сохранились пакеты пологих лавовых потоков. В восточной части ВУПр вулканич. толщи ордовика более дифференцированы, содержат мощные пачки лав и туфов ср.— кислого состава. Здесь дайки базальтов и риолитов — выводные каналы трещинных извержений — прорывают гнейсовидные гранитоиды Пластовского массива. В маломощных пачках риодацитов локализованы колчеданные руды Поляновского месторожд. Подводные лавовые излияния этого рифта приурочены к бортам; позднее вулканизм сместился в его осевую часть, от бортов к оси рифта сносился мат-л мощных туфовых выбросов. Позднее в восточной части ВУПр сформировались толщи силурийских наземных спекшихся туфов и лав ср., реже кислого состава; в сев. части ВУПр — пачки мелководных известняков. Геол. разрезы этих образований сходны с разрезами Ср. Урала. Девонские ассоциации представлены (снизу вверх) базальтами трещинных излияний и вулканич. песчаниками из мат-ла более древних пород. Одноврем. с песчаниками в сев. части ВУПр формировалась базальт-риолитовая толща, вмещающая медно- и цинк.-колчеданные руды (Султанов-ское месторожд.). В позднем девоне в районе Чел. сформировалась крупная зона базальт-андезит-дацитового магматизма, сопровождающегося медно-золото-порфировым и полиметалл ич. оруденением (дер. Томино Сосновского района; пос. Березняки Еткульского района). Этот магматизм сравнительно слабо проявлен по всей терр. ВУПр, вулканич. породы в разрезах нередко замещаются вулканогенно-осадочными образованиями. В кам.-уг. время южноурал. структуры перекрывались осадками «великой визейской» трансгрессии, а затем — терриген-ными и карбонатными толщами ср. и позднего карбона. Локально развиты красноцветные гипсоносные осадки пермского периода (долина р. Синары). Магматизм в ВУПр завершали интрузии гранитов (Султаевский и др.), большая часть к-рых локализовалась на границе со структурами ВУПд (260—250 млн лет). ВУПд соответствует юж. части Гл. гранитного пояса Урала, в к-ром крупные разновозрастные и многофазные гранитоидные массивы залегают в купольных структурах среди гнейсов, различных кристаллосланцев, амфиболитов и мраморов рифея — венда. Метаморфич. породы (изотопный возраст 1350—900 млн лет) местами содержат остатки докембрийских микрофоссилий. Локально развитые по границам ВУПр и ВУПд грубообломочные ордовикские осадки с глыбами гранитов, обломками кварцитов, амфиболитов и гнейсов указывают на докембрийский возраст первых фаз грани-тоидных массивов и регион, метаморфизма амфиболитовой фации. Метаморфич. породы куполов гранитизированы, мигматизированы, в них отмечаются признаки многоактных складчатых и разрывных деформаций и нередко широтное «антиуральское» простирание. Развитые на склонах куполов кам.-уг. терригенные и карбонатные толщи метаморфизованы слабо. Разрезы их обычно нарушены надвигами, местами пластины кам.-уг. толщ чередуются с пластинами метаморфитов. Наиб, мощный гранитный магматизм проявился в ВУПд в позднем палеозое, когда сформировались граниты поздних фаз Чел., Варламовского и др. массивов. Каменносанар-ский, Степнинский и др. массивы прорывают зоны смятия на границах ВУПд и ВУПр, что указывает на прекращение активных движений в структурах Юж. Урала и начальную фазу его превращения в стабильное субплатформ. образование. В зоне ВУПд локализуются месторожд. и рудо проявлен и я золота (Коч-карско-Пластовская группа), редких металлов, пьезокварца и др. полезных ископаемых, в корах выветривания гранитов — месторожд. каолина (Журавлиный Лог и др.). Вост. граница Восточноурал. мегазоны проходит по системе субмеридиональных разломов, к-рые от широты Чел. приобретают сев.-сев.-вост. направление; эту границу обозначает также триас-юрский грабен, слож. базальтами, песчаниками и алевролитами, содержащими пласты углей Челябинского буроугольного бассейна. В Заурал. мегазоне (ЗМ) объединяются неск. структур высоких порядков, раздел, крупными разломами и отличающихся характером и масштабами магматизма, метаморфизма и осадконакопления. Зап. структуры Зауралья сохраняют сходство со структурами Восточноурал. мегазоны, а к В. обнаруживаются значит. отличия, связ. с кам.-уг. магматизмом Зап. Казахстана. В зап. части ЗМ выходят блоки-останцы докембрийского фундамента: Ильиновский и Нижнесанарский (с крупным гранитоидным массивом) на С. и Марииновский на Ю. Палеозойские образования здесь представлены мелководными кембрийскими известняками с фауной археоциат (долина р. Санарки), базальтами и серпентинитами ордовика, силурийскими кремнистыми толщами, известняками и эффузивами основного — ср. состава. В ср. девоне формировались толщи песчаников, базальтов, в позднем девоне — карбонатные и мелководные песчаниковые толщи, локально развивались мощные вулканич. толщи базальт-андезитового состава. К поздним интрузиям, завершающим этот вулканизм, приурочены медно-молибденопорфировые месторожд. (Михеевское, Тарутинское) . Структура палеозойского основания осложнена триас-юрскими грабенами, где известны базальты и осадочные породы с остатками флоры. Далее к В., на широте г. Троицка, в ЗМ проявляются многочисл. сланцево-тер-ригенные образования рифея — венда и ордовика. Кварцевый и кварц-полевошпатовый состав песчаников указывает на размыв кристаллич. фундамента. Глинистые и глинистокарбонатные сланцы с фауной ордовика переслаиваются с базальтами повыш. щелочности. В этих разрезах локализуются гранит, массивы с молибденовой минерализацией (Владимирский) и редкометалльным оруденением. В центр, части ЗМ четко проявляется габбро-гранитоидный вулкано-интрузивный магматизм кам.-уг. времени. К этим магматитам приурочены полиметаллич., золоторудные и медно-порфировые месторожд. и проявления. Особенности восточной части ЗМ обусловлены мощным кам.-уг. магматизмом, в ходе к-рого сформировались крупнейшие железорудные (на терр. Казахстана) и небольшие золото-, медно- и молибдено-порфировые месторожд. Докембрийские и палеозойские образования большей части ЗМ укрыты рыхлым чехлом мор. осадков мелового и палеогенового периодов, мощность к-рых в восточной части Челябинской обл. превышает 400—500 м. Эти осадки содержат небольшие залежи бокситов, россыпи минералов титана. Наряду с субмеридиональными глубинными разломами, определяющими морфологию крупнейших структур Юж. Урала, заметную роль играют диагональные и субши-ротные разломы. Они обусловливают размещение и форму массивов интрузивных пород, локализацию крупных вулканич. построек, конфигурацию басс. накопления разновозрастных осадков, локализацию месторожд. полезных ископаемых. Палеогеогр. рек-ции показывают, что горообразование в вост. зонах Юж. Урала началось в позднем девоне, ок. 375 млн лет назад. Возникшее на месте Восточноурал. мегазоны поднятие быстро разрушалось, продукты разрушения сносились на 3., в МВП и т. н. Зил а и реки й басс. В начале кам.-уг. периода (360—345 млн лет назад) в зонах древних разломов происходило образование узких грабеновых структур, в к-рых накапливались угленосные осадки (Полтаво-Брединский угленосный район и Измайловский,). Позднее (345—330 млн лет назад) Юж. Урал уже представлял собой выровн. поверхность, на к-рой отлагались мор. осадки «великой визейской трансгрессии» — конгломераты, песчаники, известняки. Только в Магнитогорском районе и в ЗМ в то время сохранялся вулканизм, формировались толщи туфов и лав основного, ср. и кислого составов. Новые поднятия на отрезке 320— 300 и 280 млн лет назад знаменовали начальный период столкновения ВБП и ЗСП; поднятия сопровождались накоплением хаотич. и грубообломочных толщ (моласс), мощным гранитоид-ным магматизмом, сосредоточ. гл. обр. в структурах ВУПд. Поднятия Урала на отрезке 250—240 млн лет назад превратили его в границу климат, раздела: к 3. от Урал, гор господствовал сухой жаркий климат, в к-ром формировались месторожд. солей и гипса; в восточной части Юж. и Ср. Урала, в теплом влажном климате,— месторожд. углей; к В., на ЗСП, климат был относительно холодным. В раннем триасе (235 млн лет назад) в различных зонах Юж. Урала происходило внедрение щелочно-ультраосновных лампроитовых магм, подобных алмазоносным лампроитам Австралии. Лампро-иты на Юж. Урале образовывали мелкие дайки, штоки и трубки взрыва, в к-рых ныне находят мелкие алмазы. К концу триас-юрского времени горы снова были разрушены, поверхность Урала выровнена, и на ней развивались мощные коры выветривания. К ним приурочены никелевые месторожд. Уфалейского района, каолиновые месторожд. на гранитных массивах, месторожд. маршаллитов и др. полезных ископаемых. Начиная с мелового периода (140 млн лет назад и позднее) горы вновь начали подниматься, размыв коры выветривания привел к формированию в долинах рек богатых россыпей золота и титановых минералов. Поднятия отд. блоков Юж. Урала продолжаются: так возникли переотлож. из древних осадков россыпи золота, каньонообразные и порожистые участки речных долин (pp. Ай, Уй и др.). Совр. Урал. горы созданы молодыми поднятиями; долины рек горного Урала врезаны в поднятия на 100 м и более, на такую же (или большую) выс. подняты в горах др.-четвертич-ные осадки — речные пески и галечники. (См. цветную вклейку «Геологическое строение Челябинской области».)
