10.03.2021

Эпохи гипергенеза и древние коры выветривания докембрия Криворожского бассейна


Докембрийский период развития Криворожского бассейна характеризуется сложными геологическими процессами, выражающимися в чередовании эпох созидания, мобилизации вещества, осадконакопления, магматизма и сопутствующего ему метаморфизма, с одной стороны, и эпох разрушения — физического и химического выветривания — с другой. В пределах Криворожской геосинклинали выделяются следующие эпохи гипергенеза: верхнеархейский гипергенез (до отложения криворожской протерозойской серии); нижнепротерозойский; протерозойский; постпротерозойский; кайнозойский (табл. 33) гипергенез.

Верхнеархейская эпоха гипергенеза фиксируется по глубокому неоднородному размыву архейских сооружений, в связи с чем отложения протерозоя залегают на разновозрастных геологических комплексах архейских пород. В базальном горизонте протерозоя присутствуют валуны архейских безрудных кварцитов, плагиоклазовых гранитов и в разной степени измененных зеленокаменных пород.

Кора древнего выветривания изучена нами как на плагиогранитах, так и на покровных и дайковых основных породах Саксаганского района. В настоящее время эта кора соответственно представлена серицит-кварцевыми, кварц-биотит-серицитовыми и биотитсерицитовыми породами и сланцами. При этом для древней коры выветривания гранитоидов характерно присутствие реликтов ксенобластов гранитного кварца, зачастую сильно трещиноватых и корродированных.

Как следует из сравнения химических анализов исходных пород и продуктов их выветривания, в последних происходил частичный вынос кальция и натрия; железо и магний выносились в верхних горизонтах коры. Совершенно противоположная картина наблюдается для окиси калия: содержание ее увеличивается от свежих пород к выветрелым (табл. 34, 35).

Судя по вещественному составу и наблюдаемой зональности коры, палеогеографические условия ее формирования соответствовали гумидному климату, при преобладании глинистого выветривания сиалитного типа.

Непосредственные продукты переотложения охарактеризованной верхнеархейской коры выветривания исследованы в трех пунктах: в северной части Саксаганской полосы, на участке рудников им. В.И. Ленина и Розы Люксембург, в поле шахт «Новая-Южная» и 50-летия газеты «Правда», рудника им. Карла Либкнехта и на юге, в районе рудника им. Ильича- Во всех этих случаях вещественный состав сланцевых компонентов переотложенных продуктов очень близок составу самой коры выветривания.

Продукты переотложения верхнеархейской коры выветривания можно видеть во всей аркозо-филлитовой толще криворожской серии кристаллических сланцев. Залегающая на древней верхнеархейской коре выветривания нижнепротерозойская конгломерат-аркозофиллитовая свита образовалась как нормальная трансгрессивная кластогенная толща в условиях первого этапа формирования Криворожской синклинали и была перекрыта субаквальными эффузивами, позднее превращенными в тальковые сланцы, истинный характер которых был установлен далеко не сразу.


В центральной части бассейна вертикальные перемещения, сопутствовавшие излиянию ультраосновной магмы, были так велики, что поднимали поверхность пенеплена высоко над уровнем моря. В таких местах под влиянием гипергенеза шли процессы поверхностного разрушения, в результате которых вся аркозо-филлитовая толща была размыта, и на поверхности древней коры выветривания плагиогранитов местами образовались промоины (поле шахты «Гигант»). При этом поверхностные воды, обогащенные магнием при размыве только что излившихся ультраосновных лав, проникали в ранее образованную площадную «подаркозовую» сиалитную кору выветривания гранитов, что определило развитие вторичной, наложенной, в понимании И.И. Гинзбурга, коры выветривания.

Переслаивание тальковых сланцев с псаммитовыми и даже псефитовыми слоями — отложениями поверхностных потоков — может быть интерпретировано, как результат подъема и интенсивного выветривания только что излившихся лав, как предполагает Н.А. Елисеев в отношении аналогичных образований Сегозера в Карелии.

Вполне возможно, что слои кварц-карбонат-хлорит-тальковых сланцев представляют собой продукты переотложения верхних горизонтов этой древней коры выветривания, как и прослои и линзы существенно тальковых пород среди сланцев — низов железорудной формации.

Последующее монотонное хемогенно-органогенно-пелитогенное циклическое осадконакопление кремнисто-железистых и кремнисто-илистых тонкоритмических толщ в постепенно погружающихся геосинклинальных бассейнах было прервано среднепротерозойским тектоническим циклом. В результате местных поднятий наступила новая протерозойская эпоха гипергенеза, вызвавшая неравномерный размыв железорудной формации. При этом происходило выветривание приповерхностных частей толщи, железосодержащие минералы которой переходили в гидроокислы железа; последние после метаморфизма были превращены в железную слюдку. Соответствующие образования, относимые к древней метаморфизованной коре выветривания железорудной формации, представлены существенно железослюдковыми роговиками и рудами, залегающими непосредственно под метаморфизованными осадочными рудами низов верхней свиты. Продуктами переотложения древней коры железорудной формации являются слои осадочных метаморфизованных железных руд, сланцев и песчаников, а также мелкогалечниковых конгломератов, залегающих в основании верхнего отдела Криворожской серии кристаллических сланцев.

Верхнепротерозойское развитие Криворожской геосинклинали сопровождалось мощными воздыманиями горных сооружений (сложенных, преимущественно гранитоидами и древнейшими породами суперкрустального комплекса). В этом этапе можно различить ряд фаз, продуктами осадконакопления которых явились прибрежные грубокластогенные отложения трансгрессирующего моря, затем глинистые фации сероводородного заражения полузамкнутых бассейнов, лагунные фации осолоненных вод и, наконец, мощные молассовые накопления предгорий. Суммарная мощность всех отложений составляет не менее 5—6 км. Заключительной фазой развития Криворожской геосинклинали явилась полная ее инверсия, замыкание и образование на месте прежних морских бассейнов высокогорной страны.

Следующая — постпротерозойская эпоха гипергенеза была весьма длительной, она захватила целый ряд геологических эпох, в течение которых были смыты многокилометровые толщи пород докембрия (в частности, только мощность отложений верхней свиты, уничтоженных размывом в южной части Криворожского бассейна, составляет не менее 4—5 км). Постпротерозойский размыв сопровождался длительным и интенсивным выветриванием железорудных толщ, возможно, в условиях артезианской циркуляции грунтовых вод с весьма глубоким проникновением атмосферных агентов (вода, кислород). Преимущественными путями просачивания метеорных вод в железистых породах могли послужить ранее образованные (в период метаморфизма) зоны метаморфогенного и метасоматически-метаморфогенного оруденения, а также системы трещин в них. В результате в железистых (а частично — и в сланцевых) горизонтах железорудной формации, в местах проявления метаморфогенного оруденения, была образована чрезвычайно глубокая автоморфная кора выветривания. В настоящее время эта кора сохранилась (от последующего размыва) только в виде мощной линейной зоны, на всем протяжении Саксаганского района Криворожского бассейна.

В целом зона линейного выветривания, развитая, главным образом, в пределах так называемых, IV, V и VI железистых горизонтов, имеет ладьевидную форму. В центральной части района, на участках максимального развития метаморфогенных руд, залежи которых служили преимущественными путями циркуляции гиергенных вод, глубина возникших линейных зон выветривания превышает 1,5—2,5 км. Однако в промежутках между ними выветривание распространяется на сравнительно небольшую глубину или отсутствует совсем.

По мнению большинства исследователей Криворожского бассейна, окисление происходило в уже складчатых метаморфизованных толщах. Противоположное мнение о дометаморфическом выветривании опровергается всей суммой геологических данных. Верхний возрастной предел периода интенсивного окисления устанавливается присутствием в мартитовых рудах вмытых по трещинам спор карбонового возраста. В окисленных рудах и породах линейной зоны выветривания наблюдаются местами более поздние своеобразные процессы цементации, с образованием вторичных гипергенных минералов — гематита, лимонита и цементационного кварца. Образования этого цикла выветривания уже не подвергались позднейшему метаморфизму, хотя и содержат следы подвижек (зеркала скольжения) и пневматогидратогенных выделений (свежий золотосодержащий пирит в «красковых» и «бурожелезняковых» рудах). Безусловно гипергенный более поздний характер имеют крустифицированные жильные выделения сидерита и гетита.

Следует подчеркнуть, что климатические и другие условия образования окисленной железорудной линейной коры постпротерозойского выветривания, несмотря на ряд специальных высказываний, не могут считаться выясненными. Даже самый процесс окисления магнетита — мартитизация — до сих пор является предметом дискуссии, причем одни исследователи полагают, что окисление вызывается вхождением внутрь кристаллической решетки дополнительного кислорода, другие — потерей магнетитом соответствующего количества железа. Указывается также, что при современных условиях земной поверхности процесс мартитизации невозможен, однако гипергенное образование огромных масс мартита в прошлые геологические эпохи теперь не вызывает сомнений. Высказывалось мнение, что процессы окисления магнетита и выщелачивания кварца были многократно усилены подогревом пипергенных вод в глубинной зоне артезианской циркуляции. Возможно, что процессы окисления (мартитизации), «окраскования», с одной стороны, и выщелачивания кварца — с другой, были разорваны во времени и протекали при различных геохимических условиях.

Продукты перемыва и переотложения этой коры выветривания, несмотря на продолжительность и интенсивность процесса гипергенеза, не обнаружены. Это, конечно, совершенно естественно, если учесть, что наблюдаемая ныне линейная зона окисления железорудой формации, вероятно, представляет собой лишь глубокие корни сохранившейся от размыва сверхмощной и сложной по строению линейно-площадной коры.





Яндекс.Метрика