10.03.2021

Литолого-генетические особенности слюдянской толщи юго-западного Прибайкалья


Слюдянская толща в разрезе от оз. Байкал до карьера месторождения Перервал представлена отложениями докембрийского осадочно-метаморфического комплекса общей мощностью около 3,3 км. В разрезе толщи мраморы составляют 40%, гнейсы биотитовые 25%, гнейсы амфиболпироксеновые 22% и породы кварц-диопсидовые, метаморфизованные в условиях гранулитовой фации 13%.

При крупномасштабном геологическом картировании в ходе изучения разреза было зафиксировано около 430 контактов главных групп пород друг с другом, частота совместной встречаемости которых приведена в табл. 36, где вертикальные ряды по отношению к горизонтальным выражают перекрывающие взаимоотношения между контактирующими породами. Так, гнейсы биотитовые (вертикальная графа 1) перекрывают в разрезе породы кварц-диопсидовые, мраморы и гнейсы амфибол-пироксеновые соответственно 30, 48 и 15 раз. В свою очередь, гнейсы биотитовые (горизонтальная графа 1) подстилают эти же породы (последовательность та же) в 34, 44 и 16 случаях.

Из данных приведенных в табл. 36 следует, что: а) гнейсы биотитовые наиболее часто непосредственно контактируют с мраморами с пародами кварц-диопсидовыми и гораздо реже — с гнейсами амфибол-пироксеновыми; б) породы кварц-диопсидовые обычно ассоциируют с мраморами, гнейсами биотитовыми и почти не контактируют с гнейсами амфлбол-пироксеновыми; в) мраморы чаще всего встречаются в непосредственных контактах с гнейсами амфибол-пироксеновыми и несколько реже — с породами кварц-диопсидовыми, гнейсами биотитовыми; г) для гнейсов амфибол-пироксеновых наиболее характерна ассоциация с мраморами, гораздо реже они контактируют с гнейсами биотитовыми и крайне редко — с пародами кварц-диопсидовыми; д) породы подстилают и перекрывают друг друга почти равновелико, т. е. их смена в разрезе подчиняется законам симметричной цикличности; е) наибольшие числа за редким исключением располагаются по обеим сторонам около заштрихованной диагонали, что также свидетельствует об указанном типе цикличности разреза. Если бы циклы были асимметричными (типа ритмов), то в таблице соответственно взаимоотношению пород были бы заполнены лишь клетки, расположенные выше заштрихованной диагонали, и крайняя левая нижняя клетка; ж) в таблице заполнены все без исключения клетки — это означает, что цикличность разреза не всегда идеальная, а имеют место случаи выпадения определенных элементов из чередующегося фациального набора пород.

Прослеженное распределение позволило для разреза слюдянской толщи наметить следующий ряд последовательной смены пород (при трансгрессии): гнейсы биотитовые —> (породы кварц-диопсидовые) —> мраморы —> (гнейсы амфибол-пироксеновые). В этом ряду в скобки заключены породы, при формировании которых существенную роль играли продукты вулканической деятельности. Биотитовые гнейсы приняты за наиболее мелководные терригенные осадки по комплексу литологических признаков: знаки ряби, косая слоистость, наличие конгломератовидных пород. Несмотря на некоторую проблематичность каждой из находок, вряд ли случайно, что признаки мелководных осадков обнаружены лишь в одной группе пород — биотитовых гнейсах.

Каждый петрографический тип пород имеет закономерно обусловленные вариации в пределах группы, отражающие, главным образом, первичную литолого-фациальную изменчивость осадков и некоторую преемственность накопления материала двух смежных фаций. Так, среди группы гнейсов биотитовых выделяются биотитовые, графит-биотитовые, графит-гранат-биотитовые, гранат-биотитовые, гранат-диопсидовые и другие разновидности. Причем с глиноземистыми биотитовыми гнейсами, как отмечалось Б.М. Роненсоном и другими исследователями, обычно контактируют магнезиальные мраморы со шпинелью. Графитсодержащие биотитовые гнейсы ассоциируют с графитовыми мраморами, а кварцитовидные разновидности — с кварц-диопсидовыми породами.

Амфибол-пироксеновые гнейсы включают разновидности роговообманково-пироксеновые, пироксен-ротовообманковые, амфиболовые, пироксеновые, кальцит- и скаполит-пироксеновые. Последние обычно контактируют с мраморами посредством пироксеновых кальцифиров, что нередко имеет вид достаточно тонкого переслаивания.

В группу кварц-диопсидовых пород на Слюдянке объединяется широкая гамма разновидностей от диопсидовых кварцитов до разностей кальцит-диопсидовых и кальцит-кварцевых с содержанием силикатов более 50%.

Среди мраморов по соотношению кальцита и доломита выделяются мраморы кальцитовые, доломит-кальцитовые, кальцит-доломитовые и доломитовые, в различной степени обогащенные силикатными минералами, среди которых преобладают форстерит и диопсид. Пачки силикатных, кремнисто-карбонатных и карбонатных пород имеют ритмичноцикличное строение, обусловленное сложным сочетанием тектонических, гидрохимических и гидродинамических факторов, действовавших в процессе седиментации. Изменение гидрохимических и гидродинамических условий является ведущим в образовании тонкой внутрислоевой ритмичности, относящейся к рангу слойчатости, а также в формировании ритмов I (элементарные), II и III порядков. При этом ритмы III порядка выступают уже в качестве единиц, фиксирующих своим строением смену фациально-седиментационных зон и формирующих элементы цикла I порядка.

В карбонатных породах толщи элементарные ритмы имеют мощность от первых дециметров до 2—2,5 м, ритмы II порядка — 5—6 м, а мощность ритмов III порядка колеблется от 10 до 25 м.

Пример ритмично-цикличного строения карбонатных пачек приведен на рис. 65, где изображен неполный разрез «перевальской пачки», обнажающейся в ядре Асямовской синклинали. Здесь выделяется 10 ритмов III порядка мощностью от 10 до 24,5 м (средняя мощность около 17 м). Каждый ритм состоит из двух элементов: нижнего — более магнезиального и верхнего — существенно известкового, в которых обычно переслаиваются различные по магнезиальности карбонатные и кремнисто-карбонатные породы (ритмичность более мелкой размерности). В ритмах I—V наблюдается постепенное уменьшение мощностей нижних элементов при соответственном увеличении роли верхних более известковистых. В ритмах VI—X магнезиальные (нижние) элементы играют уже значительную роль, а иногда они даже мощнее верхних. Ритмы I—VIII образуют хемогенную часть литолого-фациального комплекса, которая в совокупности с биотитовыми гнейсами (терригенные осадки) и тонким переслаиванием пород смежных фаций (гнейсы биэтит-пироксеновые, породы диопсидовые зеленоватосерые) отражают элементарный цикл — сложный многослой с ритмичным чередованием входящих в него пород. Ломаная линия содержаний кремнезема имеет сложный вид. Высокие содержания кремнезема совпадают со слоями кварцдиопсидовых и волластонитовых пород.

В ритмично-цикличном разрезе толщи выделяется 33 элементарных цикла I порядка мощностью от 60 до 190 м с отчетливо выраженными трансгрессивными и регрессивными подциклами. Сочетания близких по строению элементарных циклов формируют 10 циклов II порядка мощностью от 200 до 495 м, которые, в свою очередь, образуют 4 цикла III порядка (745—910 м).

По полноте набора литолого-фациальных групп среди элементарных циклов различаются двух- и трехкомпонентные с участием в их составе от 5 до 14 литогенетических разновидностей. При этом в трансгрессивной последовательности выделяются следующие литологофациальные комплексы.

Терригенные осадки — песчано-алеврито-глинистые (метаморфические аналоги: Ia — гнейсы биотитовые, графит-биотитовые, гранат-биотитовые; 1б — гнейсы силлиманит-биотитовые, биотит-кордиеритовые; Iв — гнейсы пироксен-биотитовые).

Терригенно-хемогенные осадки — глинисто-карбонатные, а также участки разреза с тонким переслаиванием пород смежных фаций (некоторые метаморфические аналоги: IIa — гнейсы биотит-пираксеновые, IIб — породы диопсидовые зеленовато-серые).

Хемогенные осадки — IIIa — доломиты с известково-агниевым отношением до 2,2; IIIб — известковые доломиты (2,2—4); IIIb — доломитовые известняки (4—9); IIIг — известняки (известково-магниевое отношение более 9). Метаморфическими аналогами являются мраморы с различными соотношениями между кальцитом и доломитом, а также разнообразными силикатными минералами.

Кроме перечисленных выше пород, в строении разреза принимают участие амфибол-пироксеновые гнейсы и кварц-диопсидовые породы, нередко апатитсодержащие. Эти две группы пород в сумме составляют около 35% всей мощности разреза. При такой значительной распространенности они почти не контактируют между собой, однако появляются в разрезе последовательно, как бы друг за другом.

Амфибол-пироксеновые гнейсы, участвуя в строении циклов, тяготеют к сочетанию с мраморами, но не имеют определенной позиции, не укладываются четко в нормально-седиментационный ряд, а блуждают, смещаясь в нем. Присутствие этих пород в элементарных циклах нередко увеличивает их мощность в 2—3 раза. Пачки амфибол-пироксеновых гнейсов часто мощнее пачек биотитовых гнейсов, формирующихся за счет более грубозернистых осадков. Точки химических анализов амфибол-пироксеновых гнейсов на диаграммах попадают в поля магматогенных пород и располагаются вдоль вариационной линии долеритов Карру. Однако наиболее вероятно, что в большинстве своем они в исходном состоянии представляли собой пирокластический материал с преобладанием ювенильных продуктов подводного (островного) вулканизма.

Кварц-диопсидовые породы также несут черты своеобразия и выступают как образования вулканогенно-хемогенные, приближающиеся к ряду пород отдаленно-кремнистых вулканогенных формаций, в формировании которых не исключается участие продуктов сольфатарной деятельности. Поскольку в слюдянской толще апатитом заметно заражены только кварц-диопсидовые породы, можно полагать, что кремнезем и фосфор поставлялись к местам отложения одновременно и из одних вулканических очагов, а их закономерное распределение в разрезе обуславливалось законами седиментации.

Необходимо отметить, что в верхних частях разреза хамар-дабанской серии как амфибол-пироксеновые, так и кварц-диопсидовые или подобные им породы почти не встречаются. Таким образом, прекращение или ослабление вулканической деятельности обусловливает исчезновение из разреза сразу двух типичных для толщи пород, слагающих в сумме более одной трети рассматриваемой части разреза.

На основании изложенного можно оценивать слюдянскую толщу как терригенно-вулканогенно-карбонатную формацию эвгеосинклинального типа с вулканизмом основного известково-щелочного ряда (табл. 37).

В заключение необходимо отметить, что текстурный анализ осадочно-метаморфических толщ, подкрепленный петрографическими методами изучения горных пород, приобретает ведущее значение при изучении глубокометаморфизованных докембрийских комплексов. Это вносит определенную объективность в решение генетических особенностей ряда своеобразных пород, а также способствует обнаружению новых видов полезных ископаемых, связанных с докембрием. Так, на р. Слюдянке к известным месторождениям флогопита, лазурита, графита, апатита, цементных и облицовочных мраморов добавилось месторождение волластонита.





Яндекс.Метрика