07.03.2021

Формационный метод изучения глубоко метаморфизованных и гранитизированных пород докембрия


Одним из важнейших достижений в геологии за последние годы является современное учение о геосинклиналях и о геологических формациях (осадочных и вулканогенно-осадочных). Представление о геологических формациях сложилось совсем недавно благодаря работам советских ученых. На основе этих достижений мы глубже проникаем в познание строения и закономерностей развития стратисферы, условий образования и размещения полезных ископаемых в земной коре. Эти же обобщения составляют научную основу для геологического картирования складчатых областей. На первых этапах доинверсионного развития геосинклиналей во внутренних их частях (эвгеосинклиналях) преимущественное распространение имеют вулканогенно-осадочные формации с их рудными дериватами, а в краевых частях (миогеосинклиналях) преобладают терригенно-осадочные формации, в составе которых содержится вулканогенный материал и продукты хемогенной седиментации.

В посторогенные этапы геосинклинального развития на новой структурной основе образуются новые по составу терригенно-осадочные и вулканогенно-осадочные формации.

Весь геологический опыт изучения щитов убеждает нас в том, что они прошли геосинклинальную стадию развития, начиная с раннего докембрия. До сих пор картирование щитов и особенно гнейсо-амфиболитовых и гранитизированных комплексов ограничивалось составлением лишь петрографических карт. На принципиальную возможность применения литолого-стратиграфического (формационного) метода к изучению щитов впервые с наибольшей ясностью было указано в работах А.В. Сидоренко, базирующихся на опыте изучения докембрия Кольского полуострова. В этих работах со всей убедительностью доказывается, что такие явления, как перекристаллизация, мигматизация, гранитизация, метаморфическая дифференциация и т. п. не уничтожают полностью первичных признаков осадочных пород.

Эти выводы вселяют уверенность в возможность геологического (стратифицированного) картирования суперкрустальных и гранитизированных пород.

В настоящее время уже можно говорить о первом опыте такого картирования, проводимого во многих районах страны.

Нами на основе формационного метода при изучении железорудных месторождений Приимандровского района был расшифрован своеобразный разрез Оленегорского месторождения. В качестве вмещающих пород здесь встречаются амфиболиты, амфиболовые гнейсы и местами гибридные породы гранодиоритового состава. Все эти породы имеют согласные контакты с железистыми кварцитами и участвуют вместе с ними в общей складчатости.

Как известно, возрастное положение железорудной формации Кольского полуострова, ее взаимоотношения с вмещающими породами и генезис разными исследователями рассматривались по-разному. Одни геологи отделяли ее во времени от вмещающих гнейсов и считали самостоятельной осадочно-метаморфогенной толщей верхнего архея. Другие связывали образование железорудной формации с историей формирования гиперстеновых диоритов.

Проведенное нами изучение железистых кварцитов Приимандровского района позволило установить три основных положения:

1. Железистые кварциты вместе с вмещающими их гнейсами и амфиболитами относятся к единой вулканогенно-осадочной формации. У контакта с железистыми кварцитами гнейсы имеют хорошо сохранившиеся реликтовые структуры эффузивных пород. В ряде случаев амфиболовые гнейсы по химическому и минералогическому составу приближаются к амфиболитам.

2. В висячем боку рудной толщи на контакте железистых кварцитов с амфиболитами и гнейсами имело место интенсивное проявление процессов гранитизации, которыми были затронуты не только вмещающие породы, но местами и сами железистые кварциты. Гранитизация гнейсов и амфиболитов сопровождалась образованием гранитоидных пород, которым некоторые геологи приписывали магматическое происхождение. В тесной генетической связи с гранитизацией находилось образование пегматитовых тел, которые имеют широкое распространение во всех железорудных месторождениях Приимандровского района.

3. Гранитизирующие и пегматитовые растворы-расплавы имеют метаморфическое происхождение. Они зарождались в толще гнейсов в процессе раскрытия трещин и поступали при благоприятной тектонической обстановке в верхние горизонты, где подвергали гранитизации различные породы и обусловливали образование пегматитовых тел.

Такой вывод о природе пегматитовых и гранитизирующих растворов-расплавов базируется на двух основных фактах.

1. В Приимандровском районе не встречено гранитных интрузий, с которыми можно было бы связать гранитизацию и пегматитообразование.

2. По данным разведочных и горнопроходческих работ, пегматитовые жилы, как правило, выклиниваются на глубине и по простиранию в сторону гнейсов.

Знакомство с литературой о пегматитах и теоретический анализ проблемы пегматитообразования приводят к выводу, что в докембрии пегматиты метаморфического происхождения имели весьма широкое распространение.

Учет подобного рода представлений о происхождении гранитизирующих и пегматитообразующих растворов-расплавов, по нашему мнению, имеет большое значение при картировании закрытых площадей, где взаимоотношения между слоистыми осадочно-метаморфизованными и гранитоидными породами докембрия нередко устанавливаются лишь по кернам отдельных скважин. В этих случаях возможно завышение числа тектоно-магматических фаз и усложнение трактовки истории геологического развития соответствующих регионов со всеми вытекающими из этого последствиями.

В результате применения формационного (литологического и структурно-стратиграфического) метода для западного побережья Кольского залива, бассейна р. Уры, получен первый опыт геологического картирования гнейсов Кольской серии, среди которых П.К. Скуфьиным установлена седиментационная ритмичность, косая слоистость и реликтовые псаммитовые структуры. Особенно отчетливо наблюдаются реликты седиментационной ритмичности в гранат-биотитовых и силли-манит-гранат-биотитовых гнейсах, обнажающихся в районе оз. Килп Явр. Отдельные слои ритмов прослеживаются по простиранию на десятки, а иногда и первые сотни метров. Ритмичность обусловлена как различиями в минералогическом составе гнейсов, так и их структурой. Мощность отдельных прослоев ритмов колеблется от 1 до 20 см, составляя в среднем 2—3 см.

В ряде случаев удалось подметить, что метаморфизм не затушевывает первичную ритмичность в осадконакоплении, а подчеркивает ее благодаря особенностям перекристаллизации материала в отдельных составляющих ритмов.

При изучении гиперглиноземистых гнейсов под микроскопом в отдельных шлифах были обнаружены реликты бластопсаммитовой структуры. В шлифах отчетливо наблюдаются окатанные и обломочные зерна кварца и полевого шпата размером 0,3—0,7 мм, сохранившиеся среди перекристаллизованной массы породы с гранобластовой структурой.

В большом количестве наблюдаются зерна кварца с регенерационной каймой, которые образуют структуры, подобные описанным А.В. Сидоренко и О.И. Луневой в метаморфизованных песчаниках свиты имандра-варзуга для района Риж-Губы.

Применение литологического метода дало возможность произвести более дробное расчленение гнейсов кольской серии в бассейне р. Уры и выявить складчатые структуры мелких и средних порядков.

Интересные данные получены в последнее время по гранитоидам юго-восточной части Воронежской антеклизы. Здесь в районе г. Павловска и Богучара по р. Дону давно было известно несколько выходов гранитов, первое детальное петрографическое описание которых произведено В.Н. Лодочниковым. Самый южный выход гранитов, расположенных у с. Комаровки Богучарского района, В.Н. Лодочникову посетить не удалось. Петрографическое изучение этого выхода и его сопоставление с другими обнажениями гранитов на Дону было произведено нами в 1939—1940 гг. Южный выход гранитоидов на Дону был отнесен нами к роговообманково-биотитовым гранодиоритам. В гранодиорите содержится большое количество ксенолитов амфиболита, что наряду с другими петрографическими признаками позволило назвать эту породу гибридной или гранитизированным амфиболитом.

В настоящее время юго-восточная часть Воронежской антеклизы достаточно хорошо разбурена и по ней уже накоплен большой новый фактический материал. Петрографическим изучением гранитоидов этой части антеклизы занимается О.И. Египко. Как показывают данные поисково-съемочных и геологоразведочных работ, полоса гранитоидов на юго-востоке Воронежской антеклизы вытянута в северо-западном направлении и протягивается вдоль р. Дона от Богучара до Лосево, входя в состав наиболее приподнятой части Воронежской антеклизы, осевая линия которой проходит по направлению Павловск — Острогожск — ст. Оскол — Щигры. Ширина этой полосы около 40 км. Она имеет зональное строение. К востоку от полосы гранитоидов расположено поле песчанико-сланцевых пород докембрийского возраста, а с запада к гранитоидам примыкает гнейсо-мигматитовый комплекс.

В составе этой полосы обнаружены реликты амфиболитов и амфибол-биотит-плагиоклазовых гнейсов размером от долей метров до 0,5 км, особенно насыщена ксенолитами и реликтами гранитизированных пород различного состава северо-восточная эндоконтактовая зона гранитоидных пород, протягивающаяся вдоль контакта с песчанико-сланцевыми породами. О.Е. Египко собран большой фактический материал, доказывающий постепенный переход слабоизмененных сланцев в гранитоидные породы в процессе гранитизации. Амфиболиты превращаются вследствие гранитизации в амфибол-плагиоклазовые гранито-гнейсы.

Петрографическое и петрохимическое изучение гранитоидов юго-восточной части Воронежской антеклизы показало, что эти породы имеют в общем метасоматическое происхождение и являются продуктами гранитизации. Исходными породами гранитоидов являлись как пелитовые, докембрийские осадки, так и вулканогенно-осадочные образования основного и кислого состава, которые в процессе метаморфизма и гранитизации являлись источником щелочных компонентов.

Большой фактический материал получен по гранитоидным породам при проведении картировочного бурения в Белгородском железорудном районе. Здесь по данным Ю.С. Зайцева, большим развитием пользуются гранитизированные породы, образованные по амфиболитам михайловской серии, представляющие собой мегаморфизованные продукты спилито-кератофировой формации, аналогичной метабазитовой серии криворожско-кременчугского района. В целом ряде случаев удается проследить последовательное замещение розовыми гранитами амфиболитов — от совершенно неизменных темно-зеленых плагиоклаз-роговообманковых сланцеватых амфиболитов до равномернозернистых мигматитов с реликтовыми выделениями актинолитизированной роговой обманки. Мигматиты имеют розовато-серую окраску с зеленоватым оттенком и гнейсовидное сложение вследствие ориентированного расположения темноцветных минералов. Минералогический состав таких мигматитов представлен микроклином — 30—55%, плагиоклазом 15—25%, эпидотом, серицитом, биотитом, хлоритом — 15—25%. В некоторых случаях встречаются продукты гранитизации сланцев курской серии, в том числе и железистых кварцитов.

Приведенные примеры показывают, что картирование докембрийских гранитоидных комплексов невозможно без учета и детального изучения явлений гранитизации, «снятие» которой дает возможность восстановить первичную природу осадочных и вулканогенно-осадочных формаций докембрийских геосинклиналей.

Формационный метод позволяет восстановить историю развития докембрийских геосинклиналей и их металлогении. Опыт такого изучения недавно был опубликован в работе Я.Н. Белевцева, А.И. Стрыгина, Т.И. Каляева на примере исследований Украинского кристаллического щита.

При изучении металлогении докембрия не только должен учитываться опыт металлогенического исследования более молодых складчатых областей, но и результаты этого изучения, которые во многом могут способствовать успешному исследованию последних. Нельзя понять особенности металлогенической эволюции земной коры, если не будет приниматься во внимание металлогения докембрия.

Формационный метод требует более глубокого анализа парагенетических соотношений между отдельными комплексами терригенно- и вулканогенно-осадочных пород, чем обычный фациальный анализ осадконакопления. Для формационного метода не безразличен источник осадочного материала. Без учета этого источника нельзя восстановить историю геологического развития региона, что и служит одной из главных задач формационного метода. Как известно, фациальный метод в литологии разрабатывался на примере главным образом платформенных отложений, тогда как формационный зародился при изучении осадочных образований геосинклинальных областей. Фациальный метод оказался более ограниченным, чем формационный, поскольку он базируется на учете преимущественно терригенного материала и в силу этого не дооценивает роли глубинного источника вещества.

Если рассматривать конкретно докембрийские осадочно-метаморфизованные образования, и в частности породы Криворожского бассейна и Курской магнитной аномалии, которая во многом очень сходна с первым, то с точки зрения формационного метода большого внимания заслуживает здесь выявление парагенетической связи между мета-базитовым комплексом и криворожской или аналогичной ей курской метаморфической серией.

Эти два комплекса пород до настоящего времени большинством исследователей разрываются в стратиграфической колонке и рассматриваются раздельно в фациальном профиле осадконакопления. Если в образовании метабазитового комплекса допускается преимущественное участие вулканогенного материала (спилит-кератофировая формация), то породы криворожской или курской серии рассматриваются многими геологами как метаморфизованные продукты терригенного сноса.

В настоящее время на основе нового фактического материала вопрос о возрастных взаимоотношениях между метабазитовой и криворожской сериями решается в пользу их большей синхронизации. Данные Г.И. Каляева по Криворожскому бассейну, М.Н. Доброхотова по Кременчугскому району и Ю.С. Зайцева по Курской магнитной аномалии с большой убедительностью подтверждают такой вывод. Нет необходимости говорить о том, что оба комплекса пород образовались в различных структурно-фациальных условиях. Формационный метод подводит нас к решению вопроса о парагенетической связи между метабазитовым комплексом и породами криворожской серии.

Что касается джеспилитов, то этот вопрос нами рассматривался ранее.

Назрела необходимость выяснения формационного положения филлитовых сланцев, которые вмещают и переслаивают горизонты джеспилитов на всей территории Криворожско-Курского района. Имеются достаточные основания говорить о том, что филлиты в какой-то степени были связаны генетически с вулканической деятельностью. Если это подтвердится дальнейшими исследованиями, то мы вправе будем считать, что на территории Криворожско-Курской геосинклинали в докембрии имели место самые грандиозные на земле вулканические процессы. Анализ металлогенической карты мира показывает, что основным рудогенерирующим процессом в докембрии был геосинклинальный вулканизм. Докембрийское рудообразование делилось на два основных типа: 1) вулканогенный и 2) тектоно-метаморфический.

Формационный метод, если его рассматривать глубже, включает не только вулканогенно-осадочный процесс, но и магматогенное рудообразование геосинклиналей в целом. Известно, что со спилито-керато-фитовой формацией генетически связана интрузивная офиолитовая формация. Подобную же связь, хотя и более разобщенную во времени, можно установить между спилито-кератофировой формацией и посторогенными интрузиями ультраосновных и основных пород со всеми характерными чертами их металлогении.

При тектоно-метаморфическом процессе происходила мобилизация рудного материала из вулканогенно-осадочных толщ и его переотложение в трещинах разрыва и отслаивания при участии гидротермальных растворов и минерализаторов. Таким путем в амфиболитах образовались редкометальные, а в гнейсах слюдоносные пегматиты, различные металлоносные гидротермальные жилы и т. д.

Из изложенного следует, что формационный метод, основанный на одновременном анализе главнейших геологических процессов — тектоники, магматизма, литогенезиса и метаморфизма, позволяет более правильно решать в методологическом отношении вопросы выяснения условий рудообразования, поскольку данный метод исходит из учета всех сторон взаимосвязанных природных явлений.

Опираясь на формационный метод, мы можем надеяться, что на территории Украинского щита и Воронежской антеклизы, представлявших в нижнем протерозое крупнейшую на земном шаре геосинклиналь, будут встречены еще многие новые виды полезных ископаемых мирового значения — медь, никель, кобальт, хром, платина, золото, серебро, редкие металлы, алмазы, бокситы и многие другие.





Яндекс.Метрика