10.03.2021

Условия формирования седиментогенных кремнисто-карбонатных образований в раннем докембрии Кольского полуострова


Метаморфизованные кремнисто-карбонатные образования, обнаруженные в составе древнейших вулканогенно-осадочных комплексов восточной части Балтийского щита, составляют незначительную долю их объема. Однако генетическая информативность седиментогенных кремнисто-карбонатных образований резко возрастает в раннедокембрийских структурно-фациальных зонах, характеризующихся многократным проявлением интрузивного магматизма и метаморфизма в последующие периоды формирования кристаллического щита.

На уровне глубоких эрозионных срезов Нотозерского блок-антиклинория в гранитизированных породах однородного гнейсового комплекса обнаружены лишь серии маломощных линз и прослоев кремнисто-карбонатных пород. Пространственно они ассоциируют с реликтами гранитизированных амфиболитов и агрегатными выделениями скаполитовых минералов. Последние не всегда удается отличить от жильных скаполитовых образований, также содержащих в незначительных количествах кварц и карбонат. В более высоких эрозионных срезах Нотозерского блок-антиклинория кремнистокарбонатные образования обнаруживают отчетливую парагенетическую связь с сериями пластообразных тел амфиболизированных метабазитов и представлены преимущественно диопсидовыми и кварц-диопсидовыми кристаллическими сланцами, содержащими в своем составе карбонатные минералы от 5 до 20 объемных процентов и нередко бедную сульфидную минерализацию.

В северо-западной части Кандалакшского антиклинория, в зоне сочленения беломорских гнейсов с нижней толщей гранулитового комплекса в районе Явр-озера, Кацким-озера слоистые диопсидовые кварциты с признаками седиментогенной природы приурочены к определенному стратиграфическому уровню и ассоциируют с гранитизированными породами метаграуваккового состава.

В железорудных толщах Центрально-Кольского антиклинория прослои и линзы кремнисто-карбонатных пород переслаиваются с рудными железистыми кварцитами и так называемыми лептитами — метаморфизованными аналогами кислых эффузивов. По данным М.С. Точилина и П.М. Горяйнова образование железистых кварцитов и кремнисто-карбонатных пород связывается с седиментогенными процессами, протекавшими при некомпенсированном прогибании межблоковых участков в обстановке влияния вулканических аппаратов.

Возникновение скарна на контакте кристаллических сланцев с кремнисто-карбонатными образованиями — широко распространенное явление в условиях высоких ступеней метаморфизма во всех других структурно-фациальных зонах Кольского полуострова.

Седиментогенная природа кремнисто-карбонатных образований раннего докембрия наиболее убедительно доказывается на примере горизонтов метаморфизованных осадочных пород, обнаруженных в структурно-фациальной зоне Гранулитового пояса. В наиболее полном стратиграфическом разрезе гранулитового комплекса Сальнотундровской структуры уровни распространения кремнисто-карбонатных образований охватывают весь разрез. В Нявк-тундровской структуре кремнисто-карбонатные породы обнаружены в уцелевшей от эрозии нижней части, а в Колвицкой структуре приурочены к верхней части разреза.

Детальное изучение структурно-геологических взаимоотношений кремнисто-карбонатных образований с окружающими метаморфическими породами гранулитового комплекса в районе Сальных тундр привело к выводу об однотипном строении осадочных ритмов в пределах нижней толщи гранат-полевошпатовых амфиболитов. В рассматриваемой пачке наряду с остатками строматолитовых построек, сложенных кварц-пироксеновыми кристаллическими сланцами, в основании залегают терригенно-глинистые осадки, преобразованные в глиноземистые кристаллические сланцы и биотитовые плагиогнейсы. В средней части пачки имеет место тонкое переслаивание доломитовых мраморов и тремолит-диопсидовых кальцифиров с графитсодержащими слюднсто-амфиболитовыми сланцами, которые в кровлевых частях разреза пачки сменяются карбонатсодержащими полевошпатовыми амфиболитами и типичными гранат-полевошпатовыми амфиболитами базитового состава. При этом мощности ритмов в области, примыкающей к осевой части структурно-фациальной зоны Гранулитового пояса, составляют 25—50 м и значительно отличаются от аналогичных образований периферийных областей, где преобладают блоковокупольные брахиформные структуры, облекающие деформированные блоки гранито-гнейсового фундамента, а мощность ритмов в периферийной зоне, как правило, не превышает 5 м. Причем, если судить о роли и количестве продуктов основного вулканизма при формировании вулканогенно-осадочных пород пачки по содержанию суммы рудогенных элементов Ni, Cr или V в метаморфизованных породах, то можно отметить сравнительно ослабленное влияние основного вулканизма в периферийных областях структурнофациальной зоны Гранулитового пояса и повышенное во внутренних его частях.

В подавляющем большинстве разрезов кремнисто-карбонатные образования имеют внутреннее тонкослоистое строение со значимым различием в содержании химических элементов.

Циклично-фациальный анализ кремнисто-карбонатных образований, встречающихся, как правило, в переслаивании с метасилицитами, глиноземистыми сланцами и смешанными типами метаморфизованных туфогенно-осадочных пород, позволяет установить некоторую периодичность появления их в стратиграфическом разрезе. Эта периодичность, вероятно, обусловлена накоплением зрелых осадков в кратковременное периоды стабилизации тектонического режима осадконакопления и вспышками основного или ультраосновного вулканизма. О значении последнего можно судить по наличию признаков осадочного взаимоотношения слабо карбонатизированных метаморфических пород ультрабазитового состава с косослоистыми магнезиально-кальциевыми кальцифирами. Эти признаки отмечаются в нескольких пластообразных телах на двух различных стратиграфических уровнях в гранулитовом комплексе Сальных тундр и подтверждают тесную ассоциацию предполагаемых пикритовых туффитов с кремнисто-карбонатными образованиями.

Изложенные данные хорошо согласуются с результатами изотопных исследований. Среднее значение bС13 для графитсодержащих глиноземистых гнейсов и кремнисто-карбонатных образований (кальцифиров), слагающих низы разреза гранулитового комплекса, составляет 1,8%, а в метаморфизованных породах кластогенной природы из верхних частей разреза гранулитового комплекса, по данным А.В. Сидоренко и др., достигает 2,78%, т. е. уровня фанерозойских осадков. Эти результаты в целом, вероятно, свидетельствуют о различной биологической активности углерода органического вещества, захороненного в хемогенных осадках на раннем этапе формирования гранулитового комплекса и терригенных осадках, сформировавшихся на позднем этапе. Кроме того, относительное обогащение С13, «утяжеление» в кремнисто-карбонатных и глиноземистых породах, ассоциирующих в пространстве с предположительно эффузивными образованиями основного состава, возможно, связано со сравнительно слабым участием и оборачиваемостью поставляемого вулканами мантийного углерода в биогенных и седиментогенных процессах, или, возможно, обусловлено большим насыщением водой, способствовавшей фракционированию углерода в период метаморфизма.

Исследованиями изотопного состава серы в сульфидах графиткар-бонатсодержащих амфиболовых сланцев, переслаивающихся с кремнисто-карбонатными породами строматолитового горизонта, также показана отчетливая тенденция относительного обогащения седиментогенных пород изотопом S32(bS34 = -7,2%), что, вероятно, обусловлено деятельностью организмов типа серобактерий в условиях морской среды раннего докембрия.

В общих чертах условия формирования кремнисто-карбонатных образований в раннем докембрии Кольского полуострова определяются результирующим взаимодействием важнейших геохимических факторов гипергенеза, сформулированных А.В. Сидоренко для всех осадков раннего докембрия. В качестве специфики условий образования рассматриваемой группы пород следует отметить повышенный фон вулканической активности, оказывающий существенное влияние на известные факторы гипергенеза за счет общего или периодического насыщения водного бассейна мелководных лагун или изолированных прибрежных бассейнов углеродом, серой и рудогенными элементами — хромом, никелем, медью. Об активной роли углерода, участвующего в биогенных процессах, наряду с установленным существованием синезеленых водорослей можно судить по результатам изотопного состава углерода графита. В целом условия формирования седиментогенных кремнисто-карбонатных пород, представляющих собой наиболее древние образования раннего докембрия Балтийского щита, могут быть охарактеризованы диапазоном условий существования строматолитовых водорослей и корректироваться результатами изотопных определений углерода в графите и серы в сульфидах даже на уровне полностью перекристаллизованных пород амфиболитовой и гранулитовой фаций.





Яндекс.Метрика