04.03.2021

Особенности накопления органического вещества в условиях некомпенсированного прогибания и полезные ископаемые


В геологической истории геосинклинальных и платформенных областей периодически складываются условия, с которыми связано некомпенсированное осадконакопление. Развитие седиментационных бассейнов на этом этапе обусловлено спокойным тектоническим режимом и преимущественным преобладанием биохемогенной седиментации, которая выражается в накоплении обогащенных органическим веществом (OB) углеродисто-кремнистой, доманиковой и глинистой формаций. Современными областями некомпенсированного осадконакопления являются все океаны, а также некоторые окраинные (Охотское, Японское), внутриматериковые (Черное, южная часть Каспийского) и рифтовые (Красное) моря.

Согласно Н.М. Страхову, накопление осадков, богатых OB, в океанах и окраинных морях происходит в их краевых частях, а во внутриматериковых морях — в центральной части. В Черном море накопление OB сапропелевого типа и, как следствие этого, сероводородное заражение были вызваны проникновением в древнечерноморское время средиземноморских холодных вод, обогащенных азотом, фосфором и кремнеземом. Сероводородное заражение придонного слоя характерно для западных шельфовых зон Африки и Южной Америки, что связано с интенсивным подъемом глубинных вод, обогащенных биогенными элементами.

Итак, в рассмотренных случаях цепь явлений одинакова: поступление в зону фотосинтеза большого количества биогенных элементов, обогащение осадков OB и сероводородное заражение придонных вод и осадков.

При этом следует отметить, что среди современных областей некомпенсированного прогибания выделяются такие, которые имеют связь с океаном, либо изолированные, имеющие затрудненную связь с ним. При этом в составе этих областей выделяются зоны окислительной, восстановительной и резко восстановительной геохимических обстановок, а также зоны сероводородного заражения.

Последнее сопровождается появлением в водах резерва одних элементов (Р, Mn и др.) и удалением других (V, Mo и др.), концентрирующихся в осадках в виде металлоорганических комплексов и сульфидов, как это наблюдается в Черном море.

Близкие условия, по-видимому, существовали и в древних седиментационных бассейнах с некомпенсированным осадконакоплением. Об этом свидетельствуют данные геохимического исследования осадочных пород, образовавшихся на этапе некомпенсированного опускания, а также ассоциации полезных ископаемых, связанные с ними.

В зависимости от тектонического режима и типа бассейна в них сформировались породы, в разной степени обогащенные OB: фтаниты (эвгеосинклинали), углеродисто-кремнистые образования (краевые части срединных массивов, платформ), битуминозные и доманиковые отложения (авлакогены, перикратонные и интракратонные области, передовые прогибы, межгорные впадины), шунгиты (докембрийские рифтовые системы). При проникновении океанских вод в платформенные области некомпенсированного прогибания происходило накопление углеродистых глин (Прибалтийский и Волжский бассейны).

Фтаниты (O2—S2) Сакмарской зоны Южного Урала относятся к эвгеосинклинальным образованиям, которые в современном тектоническом плане находятся в составе аллохтонов, надвинутых с востока. Фтаниты тесно связаны со спилитами, яшмами, образование которых происходило в глубоководных условиях без существенного поступления терригенного материала.

Близкие по составу отложения углеродисто-кремнистой формации (Эт) тесно связаны в латеральном направлении с формационными комплексами океанической стадии развития земной коры. Внизу обычно находятся породы спилит-диабазовой (толеит-базальтовой) или спилит-кератофировой, существенно вулканогенной формации. Они сменяются (обычно с перерывом) либо образованиями кремнисто-карбонатной, а затем яшмовой формаций, либо породами самой яшмовой формации. Эти формации образуют не только вертикальные, но и латеральные ряды.

В Центральном Казахстане, по данным В.Г. Королева, А.А. Недовизина, Э.А. Еганова, наблюдается переход яшмовой формации в углеродисто-кремнистую. В тектоническом плане районы распространения углеродисто-кремнистых формаций отвечают краевым частям срединных массивов (Центральный Казахстан, Средний Тянь-Шань), возникших в результате раскола древних платформ. Перекрывающие кембрийские отложения являются уже платформенными образованиями. Таким образом, срединные массивы в кембрии развивались как «маленькие платформы», что отвечает представлениям А.Л. Яншина.
Особенности накопления органического вещества в условиях некомпенсированного прогибания и полезные ископаемые

Другим немаловажным фактором в понимании генезиса пород углеродисто-кремнистой формации является их омоложение в соответствии с омоложением образований спилито-кератофировой формации в направлении от Центрального Казахстана к Южному Тянь-Шаню. Маломощная углеродисто-кремнистая формация по латерали замещается карбонатной, в составе которой выделяется рифовая субформация.

На начальной стадии развития геосинклиналей в условиях интенсивного сноса терригенного материала образовывались толщи, относимые к аспидной формации и находящиеся нередко в тесной взаимосвязи с породами спилито-кератофировой формации. Характерной особенностью пород аспидной формации является постоянное присутствие в них рассеянного OB, что позволяет относить ее к сланцевой или черносланцевой формации.

Развитие островных дуг по периферии геосинклинальных поясов приводило к ограждению областей некомпенсированного прогибания на платформах от океана и к накоплению доманиковых отложений (нижний кембрий Восточно-Сибирской платформы, верхний девон — нижний карбон Восточно-Европейской платформы).

С наступлением орогенного этапа развития геосинклиналей связь платформенных областей с океаном затруднялась еще сильнее. Накопление доманиковых отложений на этом этапе было связано с передовыми прогибами (Предуральский прогиб).

Передовые прогибы не типичны для байкалид и каледонид. В шовных зонах часто развивались краевые вулканические пояса, в непосредственной близости от которых происходило накопление кремнистосланцевых толщ (Карагандинский синклинорий, Центральный Казахстан). Приуроченность краевых вулканических поясов к зонам растяжения сближает их с активизированными структурами растяжения (авлакогены, рифты). Для авлакогенов типично развитие доманиковых отложений на этапе максимальных растяжений (вендский доманик).

Метаморфизм сланцевых толщ привел к появлению шунгитов в до-кембрийских рифтовых системах (Балтийский щит).

Как уже было отмечено, накопление богатых OB толщ было связано с поступлением в области некомпенсированного прогибания значительного количества биогенных элементов. Обогащение последними океанических или морских вод происходило в эпохи магматической активизации, что, согласно данным А.Б. Ронова, соотносится с эпохами максимального накопления Cорг. Океанические и морские воды обогащались не только биогенными, но и другими элементами (V, Mo, Fe, M и др.).

Изменение миграционной способности химических элементов в зонах повышенного накопления OB приводит к аккумуляции в осадках ряда элементов (таблица). По этой причине происходило накопление во фтанитах рассеянного фосфора (Сакмарская зона Южного Урала). В породах углеродисто-кремнистых толщ концентрировались ванадий, молибден и другие элементы (Большой Каратау, Казахстан). Формирование фосфоритов осуществлялось в рифовой и зарифовой фациях, где преобладали окислительные условия при достаточном содержании кальция (Малый Каратау). Для доманиковых отложений не характерны большие концентрации ванадия, молибдена, так как они образовались в бассейнах закрытого типа (Восточно-Уральская область, Bocточно-Сибирская платформа). При проникновении океанских вод на платформы в краевых зонах области распространения сланцевых толщ образовывались желваковые и ракушняковые фосфоритовые залежи (Восточно-Европейская платформа).

С кремнисто-сланцевой толщей (D3—C1) девонского краевого вулканического пояса (Центральный Казахстан), накапливавшейся в условиях некомпенсированного прогибания, связаны залежи сульфидных руд. Согласно О.А. Осетрову, формирование сульфидных полиметаллических месторождений в черносланцевых толщах происходило на нескольких этапах: одновременно с вмещающими отложениями (Филизчай, Раммельсберг, Брокен-Хилл и др.) и после их формирования (палеозойские месторождения Иртышского и Аппалачского поясов и др.).

Таким образом, тектонический режим и тип бассейна в зонах некомпенсированного прогибания предопределяли состав формировавшихся отложений, обогащенных OB, и спектр полезных ископаемых.





Яндекс.Метрика