07.03.2021

Сопоставление докембрийских осадочно-метаморфических толщ в связи с поисками силлиманитовых руд


Силлиманитсодержащие породы являются в настоящее время промышленно ценным сырьем. В связи с этим в последние годы в ряде районов нашей страны развернулись широкие поисково-разведочные и исследовательские работы, направленные на изыскание месторождений высокоглиноземистых руд этого типа.

Промышленная ценность силлиманитовых руд особенно возросла с разработкой В.Н. Веригиным электротермического способа получения из них алюминия и силумина. По сравнению с существующим электролитическим методом получения алюминия из бокситовых руд способ В.Н. Веригина отличается большим экономическим эффектом, но требует наличия близ месторождений высокоглиноземистого сырья значительных энергетических баз.

В последние годы открыты и изучены крупные по запасам месторождения кианитовых руд на Кольском полуострове и два месторождения на востоке нашей страны — Кяхтинское и Китойское, имеющие большие запасы высококачественных силлиманитовых руд.

Открытие на востоке страны крупных месторождений силлиманитовых руд не снимает, однако, с геологов задачи поисков высокоглиноземистого сырья и в других районах страны. Это особенно касается территории Украины, докембрийские образования которой перспективны для обнаружения силлиманитсодержащих пород, а экономические предпосылки и высокоразвитая электропромышленность могут обеспечить алюминиевую промышленность достаточными энергетическими ресурсами.

Образование силлиманитсодержащих пород, как известно, обусловливается сочетанием двух факторов: во-первых, первичный субстрат, из которого они возникают, должен быть достаточно высокоглиноземистым, и, во-вторых, этот высокоглиноземистый субстрат должен претерпеть высокотемпературный метаморфизм в пределах верхней границы амфиболитовой и нижней границы гранулитовой фаций метаморфизма. Однако для выбора правильного направления поисков силлиманитовых руд необходимо знание не только их первичной природы и условий метаморфизма, при которых они возникают, но и закономерностей размещения силлиманитсодержащих пород в разрезах докембрийских толщ.

О первичной природе силлиманитсодержащих пород. «Снимая» метаморфизм с высокоглиноземнстых пород, а также изучая литологостратиграфические, минералогические, химические и другие их особенности, большинство исследователей в настоящее время приходит к выводу о первичноосадочном происхождении силлиманитсодержащих сланцев и гнейсов.

Вместе с тем высказываются и другие точки зрения. Так, например, И.В. Шергин, разбирая вопросы генезиса Кяхтинского месторождения силлиманитовых руд, пришел к выводу о контактово-метасоматическом их генезисе за счет приконтактного выщелачивания кислых эффузивов и их туфов с образованием пород типа вторичных кварцитов, которые в последующем были превращены в силлиманитсодержащие сланцы и гнейсы.

He возражая против возможного превращения кислых эффузивов и их туфов в силлиманитсодержащие сланцы и гнейсы, в результате глубокой метаморфической и метасоматической переработки мы тем не менее, основываясь на анализе большого фактического материала по докембрию Украины и литературных данных, присоединяемся к мнению большинства исследователей о первичноосадочной природе основной массы силлиманитсодержащих пород в докембрийских образованиях различных районов как России, так и зарубежных стран.

В пользу первичноосадочного происхождения силлиманитсодержащих пород свидетельствуют следующие факты:

1. Силлиманитсодержащие породы имеют обычно пластовое и линзообразное залегание и часто прослеживаются по простиранию без существенного изменения своего состава на значительные расстояния.

2. Эти породы обычно переслаиваются с карбонатными породами и кварцитами, первичноосадочная природа которых ни у кого не вызывает сомнения. Частая смена фаций по вертикали, как известно, характерна для осадочных толщ.

3. Силлиманитсодержащие породы, как и переслаивающиеся с ними карбонатные и кварцевые породы, часто содержат в своем составе графит, накопление которого в этих породах необъяснимо, по нашему мнению, с точки зрения магматических процессов.

4. Акцессорные минералы, как, например, циркон и апатит, в силлиманитсодержащих породах имеют округлые (вероятно, в результате окатывания) формы. Окатанная форма этих минералов является, по-видимому, реликтовой, унаследованной от периода осаждения.

5. Сланцеватые и линейно-полосчатые текстуры силлиманитсодержащих сланцев и гнейсов или их гнейсовидность совпадают, т. е. параллельны направлению напластования пород. Это также свидетельствует в пользу осадочного происхождения первичного субстрата данных пород, имеющих, вероятно, первичную слоистость.

6. Силлиманитсодержащим породам соответствуют определенные минеральные парагенезисы, среди которых присутствуют кварц, биотит, плагиоклаз, гранат, силлиманит и графит. Подобные ассоциации, по мнению многих исследователей, образуются только из глиноземистых, пересыщенных кремнеземом пелитоморфных осадков.

7. Одним из существенных критериев пород для отнесения их к осадочным или магматическим является химический состав. Естественно, что первичноосадочная порода в процессе своего исторического преобразования, связанного с диагенезом, метаморфизмом и влиянием на нее факторов, вызванных магматической деятельностью, не может сохранить свой первоначальный химический состав неизмененным.

Все эти преобразования первичного осадка проходят в открытых системах, в условиях которых возможен как привнос, так и вынос из породы ряда химических компонентов. Однако общие черты химизма пород, отражающие содержание в них основных компонентов, главным образом инертных к внешним влияниям, позволяют довольно отчетливо различить магматические и осадочные образования. Анализ химического состава силлиманитсодержащих пород различными способами свидетельствует об их осадочной природе. В качестве примера на рисунках 1, 2, 3 приводятся диаграммы химического состава высокоглиноземистых пород докембрия Украины, показывающие их устойчивое положение в полях глинистых и песчанистых осадков.

Следует также добавить, что анализ химического состава силлиманит- и корундсодержащих гнейсов из докембрийских толщ Украины, проведенный Н.А. Доморацким по разработанной им методике, также подтверждает их первичноосадочную природу. Первичноосадочная природа кианитовых сланцев свиты Кейв путем анализа особенностей их химического состава убедительно доказана И.В. Бельковым.

Таким образом, совокупность вышеизложенных фактов свидетельствует в пользу сложившегося у большинства геологов мнения о первичноосадочной природе субстрата, из которого произошли силлиманитсодержащие породы.

О природе первичного осадка высказываются различные предположения. Некоторые исследователи считают, что силлиманитсодержащие породы образовались за счет коллоидно-дисперсного седимента существенно каолинитового состава. Однако довольно высокие содержания в этих породах фемических компонентов создают разрыв при сопоставлении химических составов существенно каолиновых глин и высокоглиноземистых метаморфогенных пород.

Наиболее правильным, по нашему мнению, являются высказывания ряда исследователей, считающих, что первичноосадочный субстрат высокоглиноземистых гнейсов соответствовал, по-видимому, составу монтмориллонит-хлорит-каолинитового седимента. Если это справедливо, то количество железа и магния, имевшееся в первичном осадке, на конечных стадиях эпигенеза, возможно, осталось без изменения и соответствует содержанию этих компонентов в силлиманитсодержащих сланцах и гнейсах. В процессе метаморфизма обогащения глиноземом силлиманитовых сланцев и гнейсов также, вероятно, не происходило, хотя не исключена возможность некоторого его локального перемещения (равно как и других компонентов) внутри толщ высокоглиноземистых пород в связи с изменением кислотности — щелочности метаморфизующих растворов и другими факторами.

Положение силлиманитсодержащих пород в разрезах докембрийских толщ. Наиболее крупные месторождения силлиманитовых руд приурочены к архейским образованиям.

Архейский этап развития земной коры значительно отличается от всех последующих этапов как характером осадконакопления, так и тектоно-магматическими явлениями.

Рядом исследователей высказывается предположение о существовании в архее всеобщего геосинклинального режима, распространявшегося по всей земной поверхности, или так называемой «пангеосинклинали». Другие исследователи считают, что об архейском этапе развития можно говорить только как о догеосинклинальном со специфическими условиями осадконакопления. Однако ясно одно, что в архее существовали прогибы земной коры, в которых происходили излияния эффузивов, накопление подчас мощных толщ осадочно-терригенных, а также, возможно, хемогенных образований.

Специфичность развития земной коры в архее, безусловно, наложила свой отпечаток и на породы, которые образовались в то время. Одной из таких особенностей, как отмечают Е.И. Лавренко и Е.М. Лазько, является наличие в составе архейских глубокометаморфизованных пород мощных толщ иногда почти мономинеральных кварцитов обычно в ассоциации с высокоглиноземистыми гнейсами и некоторыми другими породами. Формация эта занимает в разрезе архейских толщ платформ определенное стратиграфическое положение, свидетельствуя о своеобразных условиях осадконакопления в течение сравнительно ограниченного промежутка времени. Следует отметить, что архейские толщи характеризуются не только накоплением мощных толщ кварцитов, но и связанных с ними высокоглиноземистых пород, а также перекрывающих кварциты карбонатных толщ, что будет доказано при характеристике и сопоставлении разрезов архейского возраста ряда районов.

Докембрий Украины. Наиболее древние образования докембрия Украины, относимые в возрастном отношении к нижнему архею, выявлены в пределах Среднего Приднепровья и представлены переслаиванием биотитовых и гиперстеновых плагиогнейсов с подчиненным количеством диопсид-плагиоклазовых гнейсов. Эти толщи пород получили различные названия. Ю.Ир. Половинкина, например, называет их ингульской свитой, а Я.Н. Белевцев и А.К. Прусс — днепровской.

С породами ингульской свиты Ю.Ир. Половинкина параллелизует так называемую побужскую свиту, выявленную в районе г. Первомайска на Побужье и представленную переслаивающимися между собой гиперстен-плагиоклазовыми и биотит-плагиоклазовыми гнейсами, из которых первые она считает глубокоизмененными основными эффузивами спилитовой формации, а вторые — измененными кислыми эффузивами (кератофирами) и нормально осадочными породами. Этой свите подчинены малые интрузии ультраосновных и основных пород.

Выше по разрезу Ю.Ир. Половинкина выделяет еще две свиты: днестровско-бугскую и тикичскую, из которых первая представлена переслаиванием пироксен-плагиоклазовых и биотит-плагиоклазовых гнейсов с топкими и редкими прослоями мраморов, а вторая — переслаиванием биотит-плагиоклазовых гнейсов с амфибол-плагиоклазовыми.

Породы всех перечисленных свит мало отличаются между собой по составу петрографических разностей и условиям залегания и при дальнейшем изучении могут оказаться или синхронными, или разновременными в пределах раннего архея, но однотипными по условиям осадконакопления и эффузивной деятельности в отдельных геосинклинальных зонах на территории Украины. Силлиманитсодержащих пород, описанных выше, не содержат.

Выше по разрезу залегают породы метаморфической толщи, получившие широкое развитие в Побужье, Приазовье и ряде других районов Украинского кристаллического щита. Разрезы этих толщ начинаются породами метабазитовой (в Приазовье) и чарнокитовой (в Побужье) сериями, представляющими собой, по мнению ряда исследователей, глубокоизменеиные основные эффузивы, переслаивающиеся с осадочно-терригенными образованиями. По мнению И.С. Усенко, для Приазовья породы данного этапа развития подвижных зон соответствуют первому ритму осадконакопления. Осадки второго ритма представлены так называемой тетерево-бугской свитой осадочно-терригенных пород, с которой синхронна габбро-перидотитовая формация.

Все известные в настоящее время более или менее крупные проявления силлиманитсодержащих пород архейского возраста на Украине залегают среди пород тетерево-бугской свиты и в верхней части подстилающей ее метабазитовой или чарнокитовой серии. Следует отметить, что породы тетерево-бугской свиты, в составе которой широко развиты графитовые, силлиманитовые и карбонатные породы, получили название архейской формации графитовых и силлиманитовых гнейсов и перекристаллизованных известняков.

Для подстилающих тетерево-бугскую свиту пород в районе Среднего Побужья наиболее характерен разрез на площади Соломиевского месторождения силлиманитсодержащих гнейсов. Здесь продуктивная толща, представленная переслаивающимися силлиманитсодержащими гнейсами, кварцитами и чарнокитами, подстилается и перекрывается мигматитами и чарнокитами с послойными телами микроклиновых гранитов. Помимо отмеченных пород, в этом районе в подстилающей и перекрывающей толщах послойных мигматитов и чарнокитов встречаются пластовые и линзообразные тела биотит-гранатовых, биотит-гипер-стеновых и биотит-гранат-амфиболовых плагиогнейсов. Кроме того, среди чарнокитов встречаются тела ультраосновных пород, представленных амфиболизированными гарцбургитами (рис. 4, пачка 2).

Аналогом этой толщи в стратиграфическом отношении в Приазовье являются породы района Драгунского месторождения. Продуктивная толща, представленная переслаиванием силлиманитсодержащих гнейсов с биотитовыми, биотит-гранатовыми, изредка роговообманковыми, пироксеновыми и биотит-пироксеновыми плагиогнейсами с послойными телами микроклиновых гранитов и мигматитов, залегает среди толщи биотит-роговообманковых мигматитов, амфиболовых гнейсов, амфиболитов и микроклиновых гранитов.

Породы района Драгунского месторождения, как и породы района Соломиевского месторождения, имеют северо-восточное простирание.

Для нижней части разреза тетерево-бугской свиты характерно наличие мощных толщ кварцитов. Типичным представителем данного типа отложений на Побужье является Кошаро-Александровское месторождение силлиманитсодержащих пород.

В нижней части разреза в этом районе залегают чарнокиты, перекрытые толщей мигматитов. На чарнокитах и мигматитах лежит толща осадочно-метаморфических пород, представленная грубозернистыми кварцитами, в переслаивании с которыми встречаются силлиманитсодержащие, биотитовые и гранат-биотитовые гнейсы. Среди этой толщи встречаются линзовидные маломощные прослои кристаллических известняков (пачка 3).

Аналогом этой толщи в Приазовье является толща кварцитов, обнажающаяся в бассейне р. Берды, близ с. Новотроицкого.

Выше по разрезу тетерево-бугской свиты в Побужье (с. Завалье) располагается толща карбонатных пород. В основании этой толщи лежат гранат-биотитовые, амфиболовые, графитовые и силлиманитовые гнейсы и кварциты, переслаивающиеся между собой (пачка 4). Карбонатная толща представлена мощными пластами магнезиально-карбонатных известняков и доломитов, среди которых выделяется горизонт силлиманитсодержащих гнейсов (пачка 5). Аналогом карбонатной толщи в Приазовье являются кристаллические известняки района среднего течения р. Берды.

Породы карбонатной толщи перекрываются в Побужье выделяемой А.Я. Древиным (устное сообщение) офиолитовой формацией, а в Приазовье — габбро-перидотитовой формацией, представляющими собой переслаивание гнейсовых пород различного минерального состава с пластовыми телами основных и ультраосновных пород (пачка 6). Породы тетерево-бугской свиты имеют субширотное и северо-западное простирания.

Рассматривая разрез тетерево-бугской свиты с точки зрения расположения в ней силлиманитсодержащих пород, отметим, что наиболее крупные скопления их сосредоточиваются в осадочно-терригенных образованиях, залегающих в основании разреза. Среди кварцитовых толщ, располагающихся выше по разрезу, силлиманитсодержащие породы встречаются часто, но представлены, как правило, быстро выклинивающимися по простиранию и маломощными линзами. Еще меньше силлиманитсодержащих пород в карбонатных толщах верхней части разреза.

Если применить формационные критерии, то в первом приближении в разрезе тетерево-бугской свиты по преобладанию тех или иных пород можно выделить следующие формации: осадочно-эффузивную, нижнюю осадочно-терригенную, верхнюю осадочно-терригенную, карбонатную и офиолитовую.

Принимая за основу вышеприведенное разделение тетерево-бугской свиты на формации, а толщи кварцитов условно за маркирующий горизонт, произведем сравнение разреза этой свиты и положения в них силлиманитсодержащих сланцев и гнейсов с разрезами архейских образований других районов нашей страны.

Балтийский щит. Свита Кейв. Поданным И.В. Белькова. кристаллические сланцы свиты Кейв подстилаются биотитовыми, гранат-биотитовыми и амфиболовыми гнейсами. На них без перерыва в осадконакоплении, но в условиях быстрого фациального перехода залегает толща кристаллических сланцев, которая разделена И.В. Бельковым на ряд пачек.

Пачка А представлена переслаиванием ставролит-гранатовых, слюдяно-гранатовых, мусковитовых и хлоритовых сланцев.

В составе пачки Б, залегающей на вышеперечисленных сланцах, существенная роль принадлежит в одних районах кианитовым, а в других — силлиманитовым сланцам, выше которых по разрезу залегают такие же кианитовые сланцы, но содержащие в своем составе ставролит и плагиоклаз.

Пачка В сложена грубозернистыми кварцитами, в которых в виде примеси часто встречается мусковит. На кварцитах залегают ставролитовые порфиробластические сланцы пачки Г.

Пачка Д, перекрывающая порфиробластические ставролитовые сланцы, представлена пластами мусковит-кварцевых сланцев и двуслюдяных ставролит- и гранатсодержащих сланцев.

В западной части центральных Кейв в стратиграфическом разрезе выделяются еще две пачки: пачка Е. сложенная карбонатными породами, которые представлены доломитизированными песчаниками с прослоями доломитов, и пачка Ж — представленная кварцито-гнейсами, гранат-ставролит-биотитовыми сланцами и двухслюдяными сланцами (см. рис. 4).

В истории накопления осадков Кейвского района И.В. Бельков выделяет четыре микроритма, при которых происходило накопление чередующихся богатых алюминием и органическим веществом пелитовых и псаммитовых осадков. Каждый из ритмов начинался отложением более грубых, обогащенных кварцевым материалом осадков, сменяющихся пелитовыми, обогащенными алюминием и органическим веществом.

Однако следует подчеркнуть, что из всех пород, слагающих разрез свиты Кейв, наиболее насыщенными высокоглиноземистыми минералами (кианитом и силлиманитом) являются породы пачки Б. Пачка Б включает основную массу кианитовых руд. Также необходимо отметить наличие, как и в тетерево-бугской свите Украины, в разрезе кейвской свиты толщи кварцитов, залегающих выше основной массы кианитовых пород и в свою очередь перекрывающихся толщей карбонатных пород, и присутствие среди кристаллических сланцев графитизированных разностей.

Анабарский массив. По данным М.И. Рабкина, архейский метаморфический комплекс расчленен на четыре серии.

Нижнюю серию слагают двупироксеновые и гиперстеновые плагио-гнейсы, пироксен-плагиоклазовые кристаллические сланцы (чарнокиты), среди которых в переслаивании с ними в верхней части разреза располагаются горизонты, прослои и линзы гранулитов, кварцитов и высокоглиноземистых гнейсов (пачка 2). Выше следует серия преимущественно гиперстеновых гнейсов, на которой располагается серия биотитовых, амфиболовых гнейсов, амфиболитов с прослоями и линзами силлиманитовых, кордиеритовых и других пород, а также мраморов и кальцифиров (пачка 3).

Верхняя серия представлена в основном карбонатными породами в виде мраморов, кальцифиров и скаполит-диопсидовых пород в переслаивании с биотит-гранатовыми, гранат-гиперстеновыми, салитовыми и амфибол-салитовыми породами. В этой же толще встречаются прослои и линзы силлиманитовых, кордиеритовых гнейсов и кварцитов (пачка 4).

Здесь наблюдается такая же последовательность накопления осадочно-терригенных и эффузивных толщ, как и в архее Украины. Однако имеются и некоторые отличия, связанные, вероятно, со специфичными условиями развития этой подвижной в архее области. Так, в выделяемой нами верхней осадочно-терригенной формации архея Анабарского массива преобладают породы, которые следует, по-видимому, считать эффузивными образованиями, превращенными в амфиболиты и амфиболовые гнейсы. В остальном же разрез архея Анабарского массива в общем схож с разрезом тетерево-бугской свиты Украины. Как и во всех рассматриваемых нами разрезах архейских образований, силлиманитсодержащие породы приурочены главным образом к осадочно-терригенным толщам. Среди карбонатных толщ они имеют подчиненное распространение.

Алданский щит. В результате многочисленных исследований, в разрезе Алданского щита выделяются в настоящее время четыре серии (снизу): олекминская, не игрекая, тимптонская и джелтулинская.

Олекминская серия характеризуется наличием различных мигматизированных биотитовых и биотит-амфиболовых гнейсов. Иенгрская серия представлена главным образом кварцитами и различными силлиманитовыми гнейсами. К тимптонской серии относится однообразная толща чарнокитовых пород с редкими прослоями карбонатных образований в нижней части разреза. И, наконец, джелтулинскую серию слагает мощная толща биотит-гранатовых гнейсов с многочисленными прослоями мраморов, переслаивающихся с диопсидовыми гейсами.

He останавливаясь детально на характеристике всех серий, отметим только, что породы нижней — олекминской — серии с какой-то долей вероятности могут быть сопоставимы с породами, являющимися более древними, чем тетеревобугская свита на Украине.

Наиболее интересной для нас является иенгрская серия пород, содержащая в своем разрезе скопления силлиманитсодержащих сланцев и гнейсов.

Разрез иенгрской серии в Алданском районе, по данным Г.М. Друговой, М.Д. Крылова и 3.Г. Ушаковой, представляется в следующем виде.

Нижняя свита. Представлена амфиболовыми и биотитовыми гнейсами, амфибол-биотит-плагиоклазовыми сланцами, пироксен-амфиболовыми сланцами и гнейсами, среди которых встречаются редкие и маломощные линзы кварцитов.

Средняя свита. Нижние горизонты средней свиты представлены сильно гранитизированными гнейсами и кварцитами с прослоями силлиманитовых гнейсов и сланцев. В одних районах в составе этих горизонтов преобладают кварциты, в других — кварциты встречаются в виде линз, а основную часть разреза слагают различные по минеральному составу гнейсы, в том числе и силлиманитсодержащие. Средние горизонты этой свиты представлены главным образом крупнозернистыми мономинеральными или фельдшпатизированными кварцитами. В средней части свиты кварциты переслаиваются с биотитовыми и силлиманитовыми сланцами и гнейсами. Для горизонтов, слагающих среднюю часть свиты, характерно обилие силлиманитсодержащих пород (пачка 2). Верхняя часть свиты сложена главным образом биотитовыми гнейсами с прослоями кварцитов и высокоглиноземистых гнейсов.

Верхняя свита. Разрез этой свиты начинается разнообразными кварцитами, среди которых имеются прослои кордиеритовых и силлиманитовых гнейсов (пачка 3). На кварцитах лежат мраморы, кальцифиры, диопсид-плагиоклазовые сланцы в переслаивании с графитовыми сланцами и редкими линзами и прослоями силлиманитсодержащих пород (пачка 4).

Таким образом, разрез иенгрской серии Алданского щита по набору пород и их стратиграфическому положению совпадает с разрезом тетерево-бугской свиты пород Украины. В разрезе этой серии, как и в тетерево-бугской свите, отчетливо выделяются амфиболитовая толща, нижняя и верхняя осадочно-терригенные толщи и толща карбонатных пород. Основная масса силлиманитсодержащих пород располагается в осадочно-терригенных толщах. Толща амфиболитовых пород не содержит силлиманитсодержащих гнейсов, а верхняя карбонатная толща содержит высокоглиноземистые породы, но в виде маломощных линзообразных прослоев.

Сопоставляя Украинский и Алданский докембрий, необходимо также подчеркнуть наличие в последнем, как и в тетерево-бугской свите, среди карбонатной толщи графитоносных пород, что свидетельствует об идентичных условиях их образования.

Западное Прибайкалье. Район Китойского месторождения силлиманитовых руд (по данным Н.П. Вишнякова) слагает китойская свита, входящая в состав шарышалгайской метаморфической серии, относимой к архею.

В основании китойской свиты залегают горизонты амфиболовых гнейсов, переслаивающихся с биотит-амфиболовыми и биотитовыми гнейсами и мигматитами. На этих породах согласно лежит продуктивный горизонт, состоящий из переслаивания мощных пачек силлиманит-содержащих и гранат-амфиболовых гнейсов, с гранулитом и биотитовыми гнейсами. Проведенные на Китойском месторождении разведочные работы показывают, что породы горизонта представлены переслаиванием пачек силлиманитсодержащих пород с гранат-амфиболовыми гнейсами (пачка 2).

Выше по разрезу на породах продуктивного горизонта залегает два горизонта, представляющие собой переслаивающиеся биотит-амфиболовые биотитовые и биотит-гранатовые гнейсы с редкими линзами и прослоями силлиманитсодержащих сланцев и мраморов. Все вышеперечисленные породы составляют нижнюю подсвиту китойской свиты.

Разрез верхней подсвиты начинается горизонтами биотитовых гнейсов и мигматитов, биотит-амфиболовых и амфиболовых гнейсов. В верхней части этих пород располагаются линзы силлиманит-кордиеритовых сланцев (пачка 3). Эти породы перекрываются карбонатной толщей, представленной в нижней части горизонтом мраморов и кальцифиров с линзами амфиболовых гнейсов, а в верхней — переслаивающимися биотитовыми и амфиболовыми гнейсами с линзами кордиерит-силлиманитовых сланцев и мраморов (пачка 4).

Район Китойского месторождения силлиманитовых руд по характеру смены пород различного состава вверх по разрезу почти полностью соответствует описанным выше разрезам других районов. Разница заключается в отсутствии в разрезе китойской свиты толщи кварцитов, положение которой здесь занимают гнейсы и сланцы биотитового и биотит-амфиболового состава. Вероятно, условия осадконакопления в верхнем архее здесь несколько отличались от условий в других районах, в связи с чем в этой геосинклинальной зоне не происходило накопления преимущественно кварцевого материала, а отлагался более тонко отсортированный, богатый фемическими компонентами седимент, обусловивший переслаивание горизонтов амфиболовых и биотитовых гнейсов с прослоями и линзами силлиманитсодержащих пород.

Рассмотренные выше разрезы верхнеархейских толщ позволяют говорить о вполне закономерной смене осадков, характерной для геосинклинальных областей.

Обычно выделяют три ритма, характеризующих полный цикл развития геосинклинальной области.

Первому ритму наиболее раннего этапа осадконакопления присуще развитие вулканогенных процессов и накопление мощных толщ спилит-кератофировых формаций, чередующихся со сланцеватыми и кремнистыми породами. Эти процессы наиболее интенсивно протекают в центральных частях геосинклинальных зон. Второй ритм осадконакопления характеризуется затуханием вулканогенных процессов и, наоборот, развитием, как отмечает Н.П. Семененко, процессов накопления терригенных продуктов. Для третьего ритма характерно накопление органогенно-химических осадков и незначительное накопление осадочно-терригенного материала.

Как было видно при сопоставлении разрезов верхнеархейских толщ, в ряде районов наблюдается четкая закономерная смена псаммитоморфных отложений пелитоморфными, а последних — органогенно-химическими, характеризующими второй и третий ритмы осадконакопления. Литологические особенности пород этих ритмов позволяют высказать предположения, что осадконакопление в это время происходило в прибрежно-морских и лагунных условиях.

Таким образом, изложенные данные дают основание сделать вывод, что наиболее перспективными для обнаружения промышленных скоплений высокоглиноземистых руд метаморфогенного типа являются отложения конца первого и начала второго ритмов осадконакопления в древних геосинклинальных зонах, т. е. нижние и верхние осадочно-терригенные формации. Из них более перспективными являются нижние осадочно-терригенные формации, так как накопление пород этих формаций происходило в наиболее глубоких частях геосинклинальных прогибов, где концентрировался тонко отсортированный глинистый материал, метаморфизованпый в последующем в сланцы и гнейсы с высокоглиноземистыми минералами. Карбонатные толщи третьего ритма являются малоперспективными для обнаружения в них крупных промышленных скоплений силлиманитовых и других по минеральному составу высокоглиноземистых руд.

Изучение закономерностей размещения высокоглиноземистых пород в нижнепротерозойских образованиях показывает, что их положение в стратиграфических разрезах, например железорудных аномалий Украины, подчинено тем же закономерностям, что и для разрезов архейских толщ. Основной закономерностью их размещения является приуроченность к нижним частям разрезов нижней и верхней свит.

Причем, если в нижних частях разрезов железорудных серий высокоглиноземистые породы тесно ассоциируют с метабазитами, залегая выше их, то в породах верхних свит высокоглиноземистые сланцы и гнейсы часто встречаются среди графитовых разностей, кварцитов и карбонатных пород. Однако для нижнепротерозойских высокоглиноземистых образований большое значение имеет фактор метаморфизации пород.

Хорошо раскристаллизованные силлиманитовые сланцы и гнейсы встречаются только в зонах их интенсивной гранитизации или в зонах контактового воздействия на высокоглиноземистые породы гранитоидных интрузий. Так, например, в Криворожско-Кременчугской полосе силлиманитсодержащие сланцы и гнейсы не встречаются в разрезах ни Криворожских, ни Кременчугских железорудных аномалий, но известны в разрезах ряда участков Правобережных, что объясняется более интенсивной метаморфической переработкой пород этих участков.

В результате изучения силлиманитсодержащих пород докембрия Украины установлена высокая степень их метаморфической переработки. Химический состав гранатов позволяет однозначно относить их к гранулитовой фации метаморфизма. Химический состав биотитов свидетельствует о том, что силлиманитсодержащие породы могут относиться не только к гранулитовой фации, но и к амфиболитовой и даже к эпидот-амфиболитовой фациям. Это объясняется тем, что биотиты менее устойчивы при полиметаморфических превращениях и явлениях диафтореза. Если сравнивать по степени метаморфизма высокоглиноземистые породы различных районов Украины, то отмечается, что наиболее высокотемпературному метаморфизму подвергались силлиманитсодержащие гнейсы Побужья, менее метаморфизованы силлиманитсодержащие сланцы и гнейсы из пород железорудных аномалий. Силлиманитсодержащие породы Приазовья по степени метаморфической переработки занимают промежуточное положение между породами этих двух районов.

При воздействии на силлиманитсодержащие гнейсы щелочных гранитизирующих растворов в них может образоваться корунд, примером является Драгунское месторождение Приазовья. Процесс образования корунда в силлиманитсодержащих гнейсах протекал при более низких температурах, чем региональный метаморфизм, при котором возникли высокоглиноземистые метаморфические породы.





Яндекс.Метрика