10.03.2021

Литостратиграфические комплексы кристаллического фундамента Русской плиты в пределах Татарского свода


Дорифейский кристаллический фундамент Татарской системы сводовых поднятий, протягивающейся от Предуральокого до Предтиманского прогибов, изучен к настоящему времени по керну более 2500 скважин. О возрасте и природе пород фундамента высказывались многие исследователи. Изучению первичной природы глубокометаморфизованных докембрийских образований фундамента предшествовали многолетние детальные петрографо-петрологические исследования и подробное изучение метаморфизма архейского и протерозойского супракрустальных комплексов. Проводилось также изучение (калий-аргоновым методом) радиологического возраста пород.

Архейакий амфиболито-гнейсово-мигматитовый суперкрустальный комплекс представлен тремя толщами: приказанской, черемшанской и икской.

В составе наиболее древней приказанской, или волжско-вятской толщи преобладают двупироксеновые и другие плагиогнейсы, амфиболиты и их мигматиты, а также чарнокиты (от эндербитов до гиперстеновых гранитоидов). Породы образуют полосы северо-восточного простирания, чередуются в плане и в разрезах скважин с биотит-плагиоклазовым и гнейсами и их мигматитами. Местами в них встречены тела магнетитовых гнейсов, эулизитов, эклогитоподобных пород. Вместе с тем характерно почти полное отсутствие глиноземистых пород и гранатсодержащих парагенезисов.

Черемшанская, или нижнекамско-черемшанская толща слагается главным образом глиноземистыми графитосодержащими гнейсами: гранат-биотит-силлиманит-кордиеритовыми, гранат-биотитовыми, гиперстен-гранат-биотитовыми с подчиненным количеством двупироксеновых кристаллических сланцев, амфиболовых и гранат-амфиболовых плагиогнейсов и амфиболитов, нередко гранатовых. Породы черемшанской толщи повсеместно мигматизированы и гранитизированы, содержат большое количество тел плагиоклаз-микроклиновых «метасоматических» гранитоидов, в том числе эпидот- и гранатсодержащих. Среди последних встречены гранитоиды типа житомирских и бердичевских. Исходный материал черемшанской толщи накапливался, по всей вероятности, за счет размыва и терригенной дифференциации древнейших образований приказанской толщи, с добавлением продуктов сопутствующего вулканизма и магматизма. Поэтому черемшанская толща считается нами моложе (в пределах архея), чем приказанская. Мощность толщи, по-видимому, была значительная, порядка нескольких километров.

Икская толща преимущественно мигматитовая. Среди подавляющего количества плагиоклаз-микроклиновых мигматитов и микроклиновых (калиевых) гранитоидов присутствуют реликты биотитовых плагиогнейсов, при резко подчиненном количестве (по встречаемости) амфиболовых и биотит-амфиболовых гнейсов и амфиболитов. Для гнейсов и амфиболитов характерно почти полное отсутствие пироксен- и гранатсодержащих ассоциаций в незначительном количестве скважин обнаружены реликты глиноземистых гнейсов. На наш взгляд, икская толща сформировалась путем интенсивной мигматизации и гранитизации первично терригенных аркозово-песчаных осадков, обусловивших обилие калиевых гранитоидов, как это отмечается для других регионов. Возрастное положение икской толщи пока четко не установлено, но возможно, что она в пределах архея Татарского свода является наиболее молодой.

Протерозойский супракрустальный комплекс в настоящее время можно подразделить на три толщи или овиты: сармановскую, кукморскую и унийскую. Изученность геолого-тектонического положения протерозойских образований пока слабая, ибо они вскрыты к настоящему времени единичными скважинами, часто удаленными друг от друга на десятки и даже сотни километров. Тем не менее они представляют большой интерес по ряду причин: во-первых, они являются сравнительно слабо метаморфизованными и не гранитизированными породами, весьма своеобразными по литолого-петрографическим особенностям; во-вторых, их территориальное размещение, особенности метаморфизма крайне интересны для понимания геолого-тектонической эволюции региона в протерозойское время.

К сармановской толще, или свите, по Лапинской, Богдановой, нами относятся плотные тонкозернистые амфиболиты Сармановской скв. 61 и Т.-Тамакекой скв. 529, жедритовые, куммингтонит-роговообманковые, актинолитовые и другие кристаллосланцы, вскрытые в мобильной зоне между «южным» и «северным куполами» Татарского свода. Сармановская толща, к которой могут быть отнесены также и турмалинсодержащие микрогнейсы Грахани, гематитовые кварцито-песчаники Янги-Аула и подобные им породы, по возрасту соответствует, на наш взгляд, пебозерской (гимольский, парандовской) и другим нижнепротерозойским сериям Балтийского щита, криворожской серии Украины и михайловской толще курской серии КМА. Цифры радиологически определенного (калий-аргоновым методом) возраста пород этой толщи (1200—1500±50 млн. лет) не согласуются с геологическими представлениями, так как прорывающие их неметаморфизованные габбро-диабазы рифея по абсолютному возрасту нередко являются даже более древними.

Кукморской свитой мы предлагаем называть недавно вскрытые на Кукморском выступе Татарского свода гранат-кианит-плагиоклаз-двуслюдяные турмалинсодержащие кристаллические сланцы. Они обладают почти горизонтальной сланцеватостью и вскрыты здесь Северокупольной скв. 205 в интервале 1653—1757,2 м; вскрытая их мощность составляет более 104 м, из которых верхние 63 м представлены элювиальной корой выветривания. Подобные породы с кианитом вскрыты в составе фундамента востока Русской плиты впервые. Судя по минеральному парагенезису, в котором участвуют кианит, гранат и мусковит, описываемые метапелиты формировались в условиях мусковит-кианит-альмандиновой субфации амфиболитовой фации умеренно-повышенных давлений (кианитовый тип метаморфизма), чем отличаются от метапелитов унийской овиты, метаморфизованных в условиях низких давлений (андалузитовый тип метаморфизма, по В. А. Великославинскому). Мы считаем, что кукморская свита представляет собой более глубокие и, следовательно, более древние, чем унийская, «корни» ранне-протерозойоких отложений, интенсивно размытых средне-верхнепротерозойской и нижнепалеозойской эрозией. По геолого-петрографическим признакам данная свита сопоставима с тикшозерской серией нижнего протерозоя Карелии и, возможно, с низами верхней толщи кейвской серии.

Унийской толщей, или свитой, мы называем андалузит-биотитовые тонкозернистые метапелитовые сланцы, вскрытые профильной скв. 3 у пос. Уни Кировской области, и аналогичные им породы из других пунктов. По целому ряду признаков (например, по наличию в них известковистых конкреций размером до 25—40 см в диаметре) унийская толща является литолого-формационным аналогом ладожской формации Карелии, возраст которой определяется одними исследователями как нижнепротерозойский, другими — как среднепротерозойский. В составе Русской плиты по возрасту к ним близка воронцовская серия Воронежского массива. Определенный калий-аргоновым методом возраст унийских сланцев равен 1967 млн. лет (определения М.А. Гаррис), возраст известковистого роговика из той же скважины — 1683 млн. лет (коллекция Л.А. Варданянца, данные Н.И. Полевой). Этот роговик при детальном изучении оказался известковистой конкрецией, весьма сходной с теми конкрециями, которые, по данным Д.А. Великославинского, являются характерной особенностью нижних толщ ладожской формации.

Трудности восстановления первичной природы исходных образований исследуемых литостратиграфических комплексов заключаются, в первую очередь, в особенностях изучения докембрия востока Русской плиты лишь по материалам глубокого бурения, которые представляют собой керн небольших (4—8 см) диаметров. Несмотря на это, нами сделана попытка конкретизировать существующие представления о первично осадочном и вулканогенно-осадочном составе главных типов гнейсов и сланцев кристаллического фундамента Татарского свода. В этих целях все накопленные за последние 15—20 лет химические анализы метаморфических пород были пересчитаны В.И. Филипповским петрохимическими методами и установлена с некоторой долей вероятности орто-параприрода исследуемых пород. Предполагаемые седиментогенные породы были пересчитаны на исходные компоненты по литохимическому методу О.М. Розена, дополненному В.И. Филипповским.

Протерозойские образования, за исключением некоторых амфиболовых ортосланцев Тлянчи-Тамакского и Уратьминского районов, в подавляющем своем большинстве попали в поле седиментогенных пород, несмотря на то, что разными методами не всегда получены однозначные данные. Вместе с тем, почти все метапелиты и значительная часть кварцитов !всеми использованными методами определяются как первично осадочные образования, что уверенно подтверждает наши наблюдения относительно первичной природы. Так, на основании пересчетов В.И. Филипповского установлено, что среди осадочных эквивалентов выше указанных протерозойских образований имели место: известково-глинистые песчаники (мелкозернистые турмалиносодержащие кварц-биотит-хлоритовые сланцы или «микрогнейсы» Граханской скв. 6); слабоизвестковистые хлорит-гидрослюдисто-монтмориллонитовые глины (биотит-жедритплагиоклазовые кристаллосланцы Уратьминской скв. 700); тонкопереслаивающиеся глинисто-карбонатные, близкие к мергелям, породы (тонко чередующиеся роговообманковые и кальцит-диопсид-амфибол-плагиоклазовые кристаллосланцы Тлянчи-Тамакской скв. 583); гидрослюдистые глины с примесью (20—35%) кварц-полевошпатового материала (мусковит-кварцевые сланцы Уральской скв. 53, Унийской скв. 3 и Северокупольской скв. 205) и др. Реконструкция первичной природы докембрийских кварцитов исследуемого региона несколько затрудняется вследствие их гетерогенности — наряду с кварцитами первично осадочного происхождения имеются также и кварциты, являющиеся продуктами кислотного выщелачивания, аналоги которых детально охарактеризованы и на Алданском щите.

Архейские образования представляют собой более трудный объект для реконструкции их первичной природы вследствие полиметаморфических и ультраметаморфических преобразований. Для них с помощью петрохимических пересчетов установлено, что среди биотитовых плагиогнейсов отношение магматогенных и седиментогенных пород составляет примерно 2:1, гранат-биотитовых — 1:1. Глиноземистые гнейсы, содержащие более 20% Аl2О3, на всех диаграммах ложатся в поле осадочных пород. В то же время, двупироксеновые, биотит-пироксеновые породы, а также значительная часть амфиболитов и чарнокитов обнаруживают состав первично магматических образований. Что касается отдельно чарнокитов, то они распространены в фундаменте Татарского свода в значительной мере. Встречаются все переходные разновидности чарнокитов: от так называемых основных до метадиоритов и реже чарнокит-гранитов. Основные чарнокиты, развитые по основным кристалло-сланцам, относятся к магматогенным породам. Однако встречаются также основные кристаллосланцы и чарнокиты, обнаруживающие в разрезах скважин признаки первично осадочного происхождения, такие как тонкое переслаивание с глиноземистыми парагнейсами, отмеченное в Шенталинских, Сулинских и других скважинах.

Таким образом, первичными аналогами основных кристаллосланцев и ортоамфиболитов явились, по-видимому, основные магматические (как эффузивные, так и интрузивные) породы в эффузивно-осадочной толще архея. Аналогами же архейских парагнейсов, парасланцев и параамфиболитов можно считать, вероятно, глинисто-алевролитовые, известковисто-глинисто-алевритовые и алевро-псаммитовые образования с значительной примесью вулканогенного материала.

Резюмируя вышеизложенное, важно отметить, что на востоке Русской плиты в раннедокембрийское время господствовали условия осадконакопления, во многом напоминающие нормально геосинклинальные. При этом субстрат пород приказанской толщи, где четко проявляется ведущее значение первично вулканогенного материала, должен быть отнесен к наиболее древним образованиям архейского комплекса Татарского свода.





Яндекс.Метрика