10.03.2021

Литологические закономерности распределения алюминия и титана глиноземистых отложений докембрия Украины


Поведение химических элементов в зоне гипергенеза зависит от многих условий и, главным образом, от их способности давать воднорастворимые соединения. При этом в части поведения Al и Ti отмечается возможность следующих явлений: а) обособления значительной части Al и Ti в нижних горизонтах кор выветривания; б) совместного извлечения при определенных значениях pH водных растворов Al и Ti, но раздельное их дальнейшее накопление в переотложенных продуктах; в) совместного накопления Al и Ti в переотложенных продуктах при условии их транспортировки в виде коагулятов или взвесей.

При совместном накоплении Al и Ti часто наблюдается закономерное изменение содержания одного элемента в зависимости от изменения содержания другого. По мнению Н.М. Страхова, подобная закономерность свойственна как глинам, так и песчано-алевритовым породам. Данные А.П. Виноградова и А.Б. Ронова, также свидетельствуют о том, что во всех стратиграфических разрезах Русской платформы изменение средних величин Al2O3 и TiO2 в глинах идет параллельно. Такая же закономерность наблюдается и в некоторых протерозойских образованиях. Н.А. Плаксенко установил прямую зависимость между содержанием TiO2 и Al2O3 в сланцах, залегающих на различных стратиграфических уровнях в толще железисто-кремнистых пород Курской магнитной аномалии (рис. 60).
Литологические закономерности распределения алюминия и титана глиноземистых отложений докембрия Украины

Подобная закономерность установлена и нами для ряда сланцевых горизонтов Криворожско-Кременчугской железорудной полосы, а также для дистеновых кварцитов Сущано-Пержанского района и пирофиллитовых сланцев Збраньковского месторождения в пределах Украинского щита. Следовательно, соотношение Al2O3 и TiO2 присуще не только рыхлым послепротерозойским глиноземистым образованиям, но и глубокометаморфизованным первично осадочным глинистым породам докембрия.

Однако детальный анализ соотношения титана и алюминия в бокситах и в глинах различных фациальных профилей показывает, что такая прямая зависимость между окислами алюминия и титана соблюдается не всегда.

Проведенный анализ соотношения титана и алюминия в силлиманитсодержащих породах докембрия на Украинском щите в высокоглиноземистых породах Кольского полуострова, Патомского нагорья (рис. 61) и Кяхтинского месторождения в Забайкалье также показывает отсутствие какой-либо связи между содержанием этих элементов. Такую же картину дал статистический анализ содержания TiO2 и Al2O3 в высокоглиноземистых метаморфических породах упомянутых выше районов (табл. 32). Как видно из таблицы, для высокоглиноземистых пород, находящихся на разных стратиграфических уровнях, будут различны и соотношения содержания титана и глинозема.

Н.М. Страхов выделил для бокситов три типа отношения между Al и Ti: а) содержание TiO2 растет параллельно с увеличением в бокситах содержания Al2O3 (упорядоченный тип титанового модуля) б) между содержанием TiO2 и Al2O3 никакой связи нет (неупорядоченный тип титанового модуля); в) титан в породах вообще отсутствует. Н.М. Страховым сделан вывод, что тип титанового модуля зависит только от формы переноса и осаждения Al2O3.

Наличие в породах Украинского щита глиноземистых разновидностей с неупорядоченным и упорядоченным типами титановых модулей позволяет сделать вывод, что тектоническая обстановка, господствовавшая при выветривании пород и отложении первичного глиноземистого осадка в раннепротерозойское время, в разных структурно-фациальных зонах была различна. Эти различия связаны с особенностями накопления осадков в эвгеосинклинальных и миогеосинклинальных областях единых геосинклинальных систем.

Геологическая история докембрия Украинского щита начинается с отложения мощной архейской толщи вулканогенных и в меньшей мере осадочных пород, испытавших в верхнеархейское время складкообразование и региональный метаморфизм. Осадочно-эффузивные толщи архейского возраста свидетельствуют о накоплении осадочного материала в геосинклинальных или субгеосинклинальных условиях. Магматизм в эту эпоху носил плагиомигматитовый и плагиогранитовый характер. Верхнеархейским диастрофизмом завершился длительный субгеосинклинальный период развития территории Украинского щита.

Во второй, нижнепротерозойский, период развития произошло заложение глубинных разломов, разделивших архейские образования на крупные блоки. Относительные дифференциальные перемещения блоков обусловили возникновение в центральной части щита и на восточной его окраине геосинклинальных областей, ограниченных и разделенных поднятиями. Нижнепротерозойская геосинклинальная область заложилась в результате дифференциального перемещения глыб блокированного фундамента, вследствие чего приподнятые складчатые блоки архейского фундамента, обрамлявшие геосинклинальные области, послужили источником хемогенного и терригенного материала, накапливавшегося в соседних прогибах. В центральной части щита, по мнению Я.Н. Белевцева, П.М. Рудницкого и др., раннепротерозойсний цикл характеризовался заложением Центрально-Украинской геосинклинали, в которую обломочный материал поступал с территории Приднепровского поднятия и Талыювской зоны. Наиболее ранними нижнепротерозойскими образованиями являются породы нижней свиты криворожской серии, в базальных отложениях которой найдены гальки более древних — архейских пород.

История геологического развития Украинской железорудной провинции проанализирована Г.И. Каляевым, который подчеркивает в своей работе возможность длительного параллельного развития эвгеосинклинальных и миогеосинклинальных областей. Это обстоятельство имеет большое значение для понимания условия осадконакопления в различных структурно-фациальных зонах. Процессы механической и химической дифференциации обусловили вынос кремнезема и железа из пород, подвергавшихся разрушению, в эвгеосинклинальные зоны с одновременным или несколько более поздним накоплением в других фациальных условиях (а именно — в миогеосинклинальных) осадков, обогащенных глиноземом. Поэтому широкое развитие нижнепротерозойских железорудных пород, на что обращал внимание еще И.В. Бельков, определило образование выоокоглиноземистых осадков в сопряженных структурно-фациальных зонах единого геосинклинального прогиба.

Особенности литологического состава пород нижней и средней свит криворожской серии позволяют высказать предположение, что тектонический режим во время накопления осадков в эвгеосинклинальной области не отличался относительной пассивностью. Действительно, чередование, например, железисто-кремнистых и сланцевых пород свидетельствует о периодичности хемогенного и терригенного режимов осадконакопления, что могло иметь место при колебательных движениях дна бассейна на фоне общего погружения геосинклинальной системы. Пассивные моменты жизни эвгеооинклинали характеризовались сносом в бассейн и накоплением в нем хемогенных осадков и, наоборот, в периоды интенсивного опускания дна бассейна в него поступали терригенные продукты, давшие горизонты сланцевых пород. Близость питающих провинций обусловила снос с них дезинтегрированного материала в периоды резких колебательных движений дна бассейна в виде механических обломков и взвесей, что и определило совместную миграцию и накопление титана и глинозема в сланцевых породах железорудных свит.

Другая обстановка господствовала во внешних областях геосинклинали во вторую половину раннепротерозойского цикла. Мощные толщи терригенных осадков начала этого цикла отлагались в миогеосинклиналях в мелководной зоне обширного морского бассейна, когда питающая область суши представляла собой медленно поднимающуюся горную систему. Господствовавший в этих областях на длительном отрезке времени режим прогибания геосинклинальной области и медленного воздымания обрамляющих ее платформенных блоков архейского фундамента характеризовался периодами устойчивого преобладания химического выветривания пород при медленном сносе дезинтегрированного материала в миогеосинклинальные зоны. Эти периоды определяли раздельное мигрирование из областей сноса Al и Ti в области накопления. Чередование сланцевых толщ, богатых глиноземом, псаммитового терригенного материала и хемогенных образований в виде карбонатных и магнезиально-карбонатных осадков говорит о периодичности изменений условий сноса при накоплении этих толщ, что, очевидно, было связано с периодическим воздыманием и выравниванием рельефа в областях сноса, сопровождающимися сменой процессов химического выветривания пород их механической дифференциацией. Здесь уместно упомянуть высказывание Н.М. Страхова, который отмечает, что «хотя для геосинклинальных зон на обеих стадиях их развития характерен активный режим, временами на ограниченных площадях тектонические движения становятся вялыми, тектонический режим пассивным, а осадочное породообразование приобретает ярко выраженный платформенный характер».

Таким образом, результаты изучения соотношений алюминия и титана в глиноземистых седиментогенных породах дают возможность уточнить условия тектонического развития той или иной области древней геосинклинальной системы.





Яндекс.Метрика