Генезис сариолийских конгломератов и вмещающих толщ в связи с проблемой тиллитов раннего докембрия


Сариолийская серия на большей части Балтийского щита начинает третий структурно-формационный комплекс докембрия, выделяемый вслед за П. Эскола под названием карельского. Ее возраст близок к 2600—2700 млн. лет. Однотипные по положению с сариолийской серией базальные слои гуронского комплекса Канады, серия Доминионриф в южной Африке и другие имеют много сходных формационных черт, главной из которых является их «тиллитоподобный» облик.

П. Эскола по материалам Балтийского щита Ф. Петтиджон, П. Шенк по канадским источникам, Дю Гойт на основании находок на Африканском континенте обосновали ледовую гипотезу происхождения ряда докембрийских образований и, в первую очередь, валунно-галечных конгломератов. Сариолийские конгломераты описаны как тиллиты, однако при детальном литологическом изучении валунно-галечных конгломератов некоторые исследователи отмечали, что обломочный материал отлагался не ледниками, а водными потоками.

На Балтийском щите до недавнего времени в состав сариолийской серии включались исключительно терригенно-осадочные образования. Предполагаемая ранее связь сариолийских конгломератов с вулканизмом сейчас считается очевидной. По мнению петрозаводских геологов, вулканические извержения происходили в условиях замыкания лопской геосинклинали и способствовали формированию нижнепротерозойской осадочно-вулканогенной молассы.

Согласно данным наших исследований, извержения возникли вслед за длительным периодом континентального платформенного стояния территории Балтийского щита и знаменуют начальный этап нового карельского тектоно-магматического мегацикла, отмечая собой стадию активизации эпилопской области завершенной складчатости. Основная площадь излияния локализовалась в пределах сравнительно неширокой (до 50 км), но протяженной (более 450 км) зоны сочленения Беломорского блока и Карельского массива. Краевая часть массива в этот период представляла собой систему блоков, разделенных узкими депрессионными структурами (рис. 38). В пределах структур вулканические породы сочетаются с осадочными: конгломератами, аркозами, туффитами. Как правило, в нижней части разреза преобладают вулканогенные породы, в верхней — осадочные, главным образом, конгломераты. В пределах самого массива в таких же, но менее глубоких грабеноподобных структурах развиты почти исключительно осадочные породы; лишь иногда устанавливаются прослои и линзы вулканогенных образований. По данным изучения более 80 разрезов, объем лав, излившихся на территории Карелии в сариолийский цикл, в среднем превышает 2,5 тыс. км3, тогда как осадочные породы составляют не многим более 500 км3.

Анализ мощностей сариолийских отложений и характер соотношения с перекрывающими их ятулийскими образованиями показывает, что сариолийские структуры были захоронены под плащем ятулийских образований практически в неизмененном виде. Они образуют линейновытянутые полосы преимущественно северо-западного простирания со скачкообразным, чаще асимметричным характером уменьшения мощностей отложений от центра к периферии. Структуры напоминают тектоно-вулканические депрессии, возникающие в связи с заложением и развитием тектонических швов и зон параллельных разломов (рис. 39).

В ряде мест в основании сариолийской серии устанавливаются горизонты метаморфизованной химической коры выветривания площадного типа. Существенно, что она развита на сумских вулканитах, подстилающих сариолийские образования, но относящихся к тому же этапу тектонической активизации, что и сариолий. По обрамлению карельского массива среди вулканогенных образований сариолия развиты мощные (до 200 м) и протяженные (15—30 км) горизонты и линзы мономинеральных кварцевых псефитовых и псаммитовых пород, продуктов кор выветривания. Иногда в валунных конгломератах наблюдаются валуны с коркой химического выветривания. Они встречаются на разных стратиграфических уровнях серии. В селецком разрезе, где сариолийская серия представлена в основном осадочными образованиями и разрез серии имеет слабо выраженный регрессивный характер, сариолий завершается кварцито-песчаниками, образованными также за счет продуктов размыва химических кор выветривания. По-видимому, в период формирования сариолийской серии климатические условия, так же как и в последующее ятулийское время, были благоприятными для интенсивного химического выветривания и, если исходить из принципа актуализма, то такие условия не совместимы с ледовым типом литогенеза.

Весьма интересными и информативными для генетических построений являются наблюдения над контактами пород сариолийской серии. Устанавливается три типа нижних контактов осадочных пород: а) постепенный с корой выветривания в основании; разрез нижней части осадочного горизонта имеет как бы регрессивный характер; б) с разбитыми трещинами на блоки породами фундамента (блоки вверху как бы смещены со своего первоначального положения и порода приобретает облик элювиальной брекчии, постепенно замещаемой канглобрекчией элювиально-делювиального типа, которая сменяется конгломератом); в) неровный с островершинными выступами и глубокими карманами.

Верхние контакты осадочных тел также можно разделить на три типа: а) постепенный, выраженный изменением состава или зернистости, текстуры, структуры; б) резкий, когда один литолотический тип породы замещается другим, но граница между ними ровная без следов размыва и в) с размывом (нередко наблюдаются карманы глубиною до нескольких десятков сантиметров и шириной до первых метров, образованные вследствие эрозионной деятельности потоков). Среди боковых контактов наиболее характерны: взаимное вклинивание пород друг в друга по типу «ласточкиного хвоста» или простого «клина» и врезание одних пород в другие (более грубые отложения заполняют промоины в менее грубых).

Для сариолийской серии характерна ритмичность разного масштаба от макро до элементарной. Устанавливается от одного до трех макроритмов, имеющих трансгрессивно-регрессивное строение с редуцированной регрессивной частью. Мощность макроритмов от 100 до 500 м. Ритмы более мелких порядков обусловлены сменой типов пород, изменением состава, степени сортированности и окатанности материала, текстурой и т. д. и выражены нечетко. Четко устанавливается ритмичность, выраженная пульсационными движениями дна бассейнов осадконакопления или прилегающих частей суши, и более мелкая, связанная с зарождением и отмиранием потоков. Ритмичность обусловлена, скорее всего, интенсивной сейсмичностью района, нежели деятельностью флювиогляциальных потоков.

По составу обломков конгломераты разделяются на гранитоидные, вулканогенные и смешанного состава. В резко подчиненном количестве в них встречаются гальки кварца, гнейса, амфиболита, кристаллического сланца, кварцита и редко карбонатных пород. Распределение разных типов конгломератов (за исключением вулканогенных) на площади определяется составом подстилающих пород.

Вулканогенные зеленокаменные конгломераты всегда тяготеют к центрам палеовулканов. Для них характерно присутствие обломков с четкой концентрической структурой и зонами закалки. Размеры их колеблются от первых миллиметров до 15 см и более. Встречаются как округлые, эллипсоидальные формы, так и угловатые. Наблюдаются скрученные и первично изогнутые разновидности. Содержание таких обломков составляет от 1—2 до 100 на площади в 1 м2. Они особенно характерны для конгломератов, состоящих исключительно из обломков вулканических пород или с редкой примесью гранитоидов. Иногда обнаруживаются гальки гранитоидов с оторочкой, обогащенной хлоритом и биотитом.

Вулканогенные конгломераты такого типа сходны с тефроидами и часто являются более или менее обработанными в водной среде продуктами выбросов вулканов; иногда это туфоконгломераты и агломераты. Зональные обломки представлены вулканическими бомбами и лапиллями. Концентрические лапилли очень напоминают пепловый град, имеют локальное распространение и приурочены к вулканическим центрам. Чаще встречаются слабо отсортированные разновидности. Размер обломков колеблется от валунно-глыбовых (наиболее крупные глыбы гранитного состава) до гравийных, преобладают крупно- и среднегалечные конгломераты. Нередко наблюдается грубая слоистость градационного типа, отражающая смену неотсортированных пород более отсортированными. Распространенным типом слоистости в конгломератах является чередование разногалечных по размеру пластов. Окатанность и форма обломков разная. Для гранитоидов и других пород фундамента характерна хорошая окатанность, только в основании серии наблюдаются слабоокатанные обломки. Для вулканогенных пород характерны слабая окатанность, овально-удлиненные, изометрические и плоские формы. Хорошо «окатанными» являются вулканические бомбы, лапилли и часть переотложенных пирокластов. Форма галек также зависит от их состава. Для гранитоидов характерна округлая изо-метричная форма. Встречаются караваеобразные валуны, а также идеально окатанные, напоминающие пушечные ядра. Редко можно встретить утюгообразные формы. Часто обломки расколоты в процессе переноса. На основании таких наблюдений можно говорить о большой динамической силе потоков.

Упаковка материала в конгломератах достаточно плотная, однако нередки случаи, когда содержание галек и валунов в породе колеблется от 1 до 10—25%. Породы, несущие валуны, бывают неслоистые и тонкослоистые. Нередко обломки концентрируются в линзовидные скопления, достигающие иногда нескольких метров в длину при мощности от первых сантиметров до 1 м и более.

Тонкослоистые пелитовые и пелит-псаммитовые породы всегда имеют темно-зеленовато-серую окраску и состоят из гидрослюды и хлорита с тем или иным количеством полевого шпата, апатита, кварца и гидроокислов железа. Слоистость — ленточная, градационная, напоминающая сезонную. С такими породами иногда связаны горизонты туфов, лав, туфоконгломератов, лавобрекчий. В ряде случаев они образуют изолированные площади на участках предполагаемых центров излияний. Это дает основание считать их туффитами, возникшими в условиях замкнутых бассейнов, заполнявших опускания кальдерного типа.

Необходимо подчеркнуть наличие косой слоистости и ориентировки галек. Косая слоистость встречается редко, но отмечается как в конгломератах, так и в чередующихся с ними псаммитах. Наблюдается однонаправленная грубая косая слоистость потокового типа (в конгломератах и аркозах) и перекрестная косая слоистость типа мелководья и прибрежного волнения (в аркозах). Углы первоначального наклона слойков в сериях первого типа составляют 30—54°, в ряде случаев отмечались углы до 50—55°. Наклон их всегда в стороны прогибов. Во втором случае — углы наклона слойков обычно не превышают 25° и имеют разную направленность.

В Карелии часто встречаются участки, где сариолийские конгломераты практически недеформированы, и в этих случаях нередко удается наблюдать первичное расположение галек. Массовые замеры длинных осей галек дают возможность выделить два типа ориентировки относительно простирания палеоструктур сариолийского осадконакопления: параллельную и под различным острым углом к направлению оси прогиба. Реже можно измерить наклон галек. Отмечаются случаи их первоначального наклона как в направлении оси прогиба, так и в противоположную сторону. Два противоположных направления наклона нередко наблюдается для галек разной размерности в пределах одного слоя. Бывают случаи, когда гальки, особенно крупные, располагаются под очень крутым утлом (до 60° и более) к плоскостям напластования. Создается впечатление, что эти валуны и гальки после отложения из густой взвеси как бы снизу подмывались последующими движениями потока и дополнительно выпрямлялись в сторону его течения иногда до полного опрокидывания их против течения.

Итак, в формировании осадочно-вулканогенных образований сариолийской серии главную роль играл эндогенный фактор; влияние климата, хотя и отразилось на образовании кор выветривания и их продуктов, но было менее значительным. Действие экзогенных факторов проявилось в основном в пределах массива, где накапливались мощные (до 500 м) пласты валунно-галечных конгломератов и аркозов. Однако здесь их действие контролировалось вулкано-тектоническими процессами. Рассматриваемые отложения по типу литогенеза принадлежат осадочно-вулканогенному типу.





Яндекс.Метрика