03.03.2021

Углеродистые породы докембрия и нижнего палеозоя Среднего Тянь-Шаня


Исследование углеродистых толщ Срединного Тянь-Шаня, а также входящих в их состав пород и руд позволяет обсудить некоторые общие геологические вопросы, например об особенностях палеоклимата в Евразии на рубеже докембрия и кембрия, а также проблемы генезиса осадочно-метаморфизованных месторождений. В 185 образцах углеродистых пород докембрия и нижнего палеозоя этого региона было определено содержание органического углерода (Cорг) по методике, изложенной в работе С.К. Уметалиевой.

Как известно, история геологического развития Срединного Тянь-Шаня отличалась достаточным своеобразием от развития Северного Тянь-Шаня: дорифейским временем становления континентальной коры, широким развитием углеродистых и железистых пород рифея — нижнего палеозоя и ведущей ролью экзогенной металлогении. В рифее — раннем палеозое Срединный Тянь-Шань находился на северном краю праконтинента, севернее которого простирались байкальские и каледонские геосинклинали Северного Тянь-Шаня. Реликты вышеупомянутого праконтинента обнажаются и во флангах Срединного Тянь-Шаня — в горах Улутау (Казахстан) и в хр. Куруктаг (Юго-Восточная Азия). Геологические разрезы рифея — нижнего палеозоя этого огромного Улутау-Среднетяньшаньского пояса имеют очень много общего с разрезами чехла Корейско-Китайской, Южно-Китайской и Таримской платформ.

Работами М.М. Адышева, С.Г. Анкиновича, Л.И. Боровикова, Е.И. Зубцова, К.Е. Калмурзаева, В.Г. Королева, В.Н. Огнева, К.С. Сагындыкова, В.М. Синицына, Н.А. Созинова, В.Н. Холодова, В.В. Шабалина, В.С. Шибкова и многих других геологов доказано, что породы кремнисто-углеродистой формации раннего палеозоя Тянь-Шаня и Центрального Казахстана тянутся почти непрерывной полосой до Пхеннамского прогиба Корейско-Китайской платформы. На этом огромном пространстве кремнисто-углеродистые отложения раннего палеозоя сформировались на межорогенном этапе развития земной коры. В.М. Синицын, много сил отдавший изучению климатов древних эпох, писал, что «не исключена климатическая обусловленность этого пояса». По М.А. Жаркову, раннекембрийские Сибирский и Ирано-Пакистанский солеродные бассейны «находились в двух аридных зонах: северной и южной. Где-то между ними (т. е. почти в районе Тянь-Шаня. — К. С.) проходил экватор».

По новым данным, в указанных регионах соленакопление началось еще в венде. Другие доводы в пользу этой природной палеоклиматической зональности приведены в работах Л.Б. Рухина, В.Н. Холодова, В.В. Шабалина и К.С. Сагындыкова. В венде — раннем палеозое в районе Срединного Тянь-Шаня господствовал гумидный, а в среднем палеозое — аридный климат. Об этом свидетельствует присутствие следующих образований: железных руд, углеродистых сланцев, алюмофосфатов, пестроцветных терригенных пород (венд); фосфоритов, углеродистых сланцев, железо-марганцевых руд, доломитов (нижний палеозой); красноцветных терригенных пород, гипсов, доломитов, свинцово-цинковых руд (средний палеозой). Приведенные данные указывают на вероятность открытия в пределах этого экваториального пояса остальных фациально-генетических групп гумидных накоплений: россыпных месторождений алмазов, золота, олова, титана, тяжелых редких элементов и редких земель, а также месторождений алюминия и марганца.

Вендско-раннепалеозойские аридные зоны располагались в пределах Сибирской и Индостанской платформ и на их обрамлении. Их разделял простиравшийся от Норвегии до Тянь-Шаня (через Урал) орогенный пояс. В пределах среднетяньшаньского сегмента этого пояса в рифее — венде образовались (стратиграфически сверху вниз) породы спарагмитовой, порфировой и фалаховой формаций. Углеродистые породы и руды отмечаются и в составе этих формаций. В общем органический углерод обогащает многие породы рифейско-нижнепалеозойского комплекса, несмотря на то что они накапливались в резко меняющейся тектонической обстановке на орогенной и межорогенной стадиях. Органический углерод (Cорг) в осадочных породах верхнего докембрия Срединного Тянь-Шаня не только присутствует в повышенном количестве, но и распространен значительно широко по сравнению с аналогичными породами Каратау-Таласской зоны Северного Тянь-Шаня. Особенно большое количество Cорг заключено в образованиях спарагмитовой формации, непосредственно подстилающей кремнисто-углеродистую формацию нижнего палеозоя. В этом отношении спарагмитовая формация одновременно принадлежит и к терригенно-углеродистой формации, описанной А.В. Сидоренко, Св.А. Сидоренко, Н.А. Созиновым. Терригенно-углеродистая железистая (венд) и кремнисто-углеродистая ванадиеносная (нижний палеозой) формации являются отдельными членами единого ряда углеродистых формаций (формационного типа Н.П. Хераскова).

Можно полагать, что раннепалеозойская глобальная эпоха аккумуляции углеродистых осадков была подготовлена уже на предыдущем этапе геологической истории. Раннепалеозойский этап развития был наиболее благоприятен для накопления органического вещества и в тектоническом отношении. Оно было приурочено к Пхеннамскому прогибу Корейско-Китайской платформы, Кельпинскому прогибу Таримской платформы и, вероятно, к миогеосинклинальному прогибу Срединного Тянь-Шаня.

В строении спарагмитовой орогенной формации участвуют пачки пород, напоминающие как флиш, так и молассу. К последней относятся конглобрекчии, необоснованно принимаемые некоторыми геологами за тиллиты. Эти конглобрекчии либо ритмично переслаиваются с гравелитами, песчаниками и алевролитами, либо через серию фациальных переходов (гравелиты, песчаники и алевролиты) замещаются железными рудами.

Часто конглобрекчии (тиллиты согласно другим авторам) имеют темную, почти черную окраску. Содержание Cорг в разнозернистом матриксе конглобрекчий достигает 3,68%. В гравелитах, песчаниках, алевролитах и аргиллитах содержание Cорг постепенно возрастает от 0,3 до 2,0—4,0%, а в некоторых разностях глинистых углеродистых сланцев — до 12, 67%. С углеродистыми породами переслаиваются магнетитовые, гематитовые, силикатные и карбонатные железные руды. Среди них наиболее обогащены органическим веществом (1,0—3,5% Cорг) магнетитовые руды, наименее — силикатные руды, кварциты и железистые кварциты. Содержание Cорг в концентрате магнетита составляет 0,21%, а гематита — 0,32%. Таким образом, органический углерод в породах и рудах верхнего протерозоя пользуется почти таким же распространением, как и в отложениях раннего палеозоя. Так же как и во многих железорудных месторождениях докембрийского возраста, в железных рудах Джетымского бассейна отмечается повышенное содержание ряда элементов. Устанавливается прямая зависимость между содержанием Cорг и германия в железных рудах. Следует отметить, что исследование роли углерода в концентрации или рассеянии того или иного элемента нами только начато. Бесспорно, что режим CO2 наряду с O2 и H2S играл ведущую роль при формировании аутигенно-минералогической зональности железных руд и сопутствующих элементов.

Парагенезис углеродистых пород, гематитовых, магнетитовых, карбонатных, силикатных руд железа, кварцитов и железистых кварцитов Джетымского бассейна указывает на их большое сходство с железистыми кварцитами Кривого Рога, KMA и области Верхнего озера, несмотря на резко различные тектоническую позицию и возраст. По-видимому, процессы регионального накопления железа на огромном отрезке времени от раннего до позднего докембрия и в различных тектонически обстановках (геосинклинальных в раннем докембрии и орогенных в позднем докембрии) оставались близкими. Таким образом, изучение углеродистых и железистых пород верхнего докембрия Срединного Тянь-Шаня может дать новый материал, необходимый для решения проблемы генезиса и эволюции железорудных формаций Земли. В частности, результаты исследования железистых кварцитов и аутигенного магнетита Джетымского бассейна подтверждают правильность представлений, развиваемых А. В. Сидоренко и его последователями. Материалы по Тянь-Шаню подтверждают правильность выводов, сделанных Н.А. Корниловым, В.С. Федорченко, А.Н. Плаксенко, Л.Я. Ходюшем и другими геологами, о первично-осадочном или раннедиагенетическом происхождении главнейших рудных минералов железистых кварцитов раннего докембрия — магнетита и карбонатов железа. Нахождение магнетитовых руд среди других руд железа нельзя объяснить только контактовым воздействием гипотетических интрузий. Новый подход открывает возможности для обнаружения богатых первично-осадочных магнетитовых руд в железорудных толщах, находящихся на различных стадиях изменения.

Породы рифея — раннего палеозоя, в разной степени обогащенные Cорг, в дальнейшем были сильно изменены под влиянием различных, тектонических, метаморфических, магматических, гидротермальных, гипергенных процессов. Степень постседиментационных изменений углеродистых и железистых пород Срединного Тянь-Шаня в большей мере зависит от истории развития конседиментационных структур, от интенсивности тектонического режима, чем от времени их формирования. В пределах мурсашского типа разреза степень постседиментационных изменений пород рифея — венда и палеозоя отвечает катагенезу и метагенезу.

На участках с более сложной тектонической обстановкой степень метаморфизма возрастает в породах не только позднего протерозоя, но и палеозоя. В разрезах большенарынского типа, где в несколько раз увеличивается мощность формации и наблюдаются изоклинальные складки и надвиги, степень изменения пород рифея — палеозоя доходит до фации зеленых сланцев. Вдоль глубинных разломов и зон интенсивного рассланцевания породы претерпевают еще более сильные изменения вплоть до амфиболитовой фации (локальный динамотермальный метаморфизм по Н. А. Елисееву или зональный метаморфизм по Л.Н. Добрецову). В таких районах Срединного Тянь-Шаня представляется редкая возможность изучать влияние различных ступеней метаморфизма пород на направленность преобразования первично-диагенетического оруденения углеродистых формаций. В связи с этим очень интересен следующий факт. В метасоматически измененных углеродистых породах рифея — палеозоя, по данным А.Б. Бакирова, К.Б. Кепежинскаса, Т.У. Укудеева и нашим, отмечается повышенное содержание золота, серебра, висмута и ряда других элементов. Это подтверждает взгляды В. И. Попова с соавторами, считающих, что восходящие термальные воды могут избирательно выщелачивать из более проницаемых и поверхностно-активных пород (дисперсные осадочные, туфогенно-осадочные и туфогенные) сингенетичные рудные концентрации и преобразовывать их в сингенетично-катагенетические и катагенетично-метаморфические руды. Такие руды сопряжены с определенными типами осадочных и осадочно-метаморфических формаций. В частности, ванадиевые, молибденовые и рениевые катагенетические руды возникли при образовании мелких поперечных «лестничных» роскоэлит-кварцевых прожилков, секущих только алевритовые слои кремнисто-углеродистой формации нижнего палеозоя. Следовательно, генезис стратиформных («телетермальных») месторождений тесно связан с представлениями о сингенетично-катагенетических и катагенетично-метаморфических образованиях.

Вышсотмеченные особенности углеродистых пород докембрия — раннего палеозоя Срединного Тянь-Шаня, по-видимому, должны быть учтены при разработке более совершенной классификации углеродистых формаций.





Яндекс.Метрика