21.03.2021

Геохимические показатели условий осадконакопления карбонатных отложений докембрия в восточной части Балтийского щита


Изучение геохимических особенностей карбонатсодержащих комплексов восточной части Балтийского щита дает возможность получить ряд выводов, позволяющих подойти к пониманию некоторых условий седиментации.

Была предпринята попытка выявить черты условий осадконакопления, используя закономерности распределения элементов в карбонатных породах архея (гранулитовый комплекс, белогубская свита) и нижнего протерозоя (кейвская, варзугская и сортавальская серии). Более 250 проб были проанализированы химическими и количественными спектральными методами в лабораториях ВИМСа и ИМГРЭ на содержание в них кальция, магния, стронция, бария, бора, меди, свинца, хрома, никеля, кобальта, марганца, молибдена, титана, ванадия и др. Математическая обработка геохимических данных осуществлялась на ЭВМ «Наири».

В процессе геохимического исследования установлено, что средние концентрации всех изученных элементов в метаморфизованных карбонатных породах докембрия восточной части Балтийского щита сопоставимы со средними данными по крупным геоструктурным зонам фанерозоя. Для большинства элементов получены близкие цифры концентраций, а для ряда элементов (стронций, барий, марганец, бор) значения тождественны. Такое совпадение концентраций элементов в карбонатных породах докембрия и фанерозоя позволяет считать правомочным применение геохимических методов, используемых при изучении постдокембрийских карбонатных отложений, для докембрийских карбонатных пород с целью восстановления условий их седиментации.

Рассмотрение состава изученных карбонатных пород и пересчеты химических анализов на вероятные минеральные составы неметаморфизованных осадочных аналогов по методам О.М. Розена, А.А. Предовского и диаграмме А.Н. Неелова показали, что в процессе образования карбонатных отложений белогубской свиты гранулитового комплекса архея, сортавальской и варзугской серии нижнего протерозоя отлагались как доломитовые, так и кальцитовые разности карбонатных и глинисто-карбонатных пород, а в кейвской серии нижнего протерозоя — анкеритовые доломиты. В карбонатных породах изучавшихся комплексов по возрастным подразделениям установлены значительные колебания кальция, магния и кальций-магниевого отношения, которые связаны, по-видимому, с изменением условий их осадконакопления.

Концентрации таких элементов, как стронций, барий (соответственно 0,014—0,04% и 0,01—0,029%), и отношение стронция к барию (больше 1), позволяют предполагать, что карбонатные породы протерозоя осаждались в морских бассейнах с нормальной соленостью (табл. 15). Этот вывод сделан на основании того, что аналогичные содержания установлены в карбонатных породах, отлагавшихся в морских условиях в фанерозое. Карбонатные породы белогубской свиты гранулитового комплекса (содержание стронция — 0,079%, бария — 0,024%, Sr/Ва — 3,27) осаждались, по-видимому, в бассейнах с повышенной соленостью, так как содержание этих элементов и их отношение приближаются к значениям, характерным для карбонатных пород палеозоя, образовавшихся в усыхающих лагунах аридных зон. Повышенное содержание стронция (0,176%) в кальцитовых мраморах сортавальской серии может свидетельствовать о значительной роли органического вещества в процессе осаждения известняков.

Концентрации MnO в карбонатных породах кейвской и сортавальской серий нижнего протерозоя охватывают интервал от 0,02 до 0,05% (см. табл. 15). Такие содержания окиси марганца имеют карбонатные породы палеозоя, образовавшиеся в зонах аридного климата. Карбонатные отложения варзугской серии содержат MnO в количестве 0,117%, что сопоставимо со значениями MnO в карбонатных породах Русской платформы, отлагавшихся в условиях гумидного климата. Содержание MnO в кальцифирах гранулитового комплекса архея составляет 0,32%. Исходя из положения, выдвинутого А.Б. Роновым и А.И. Ермишкиной, о преобладании выпадения марганца в карбонатных осадках в прибрежно-морских лагунных частях морей, можно считать, что образование карбонатных пород комплекса происходило в морских лагунах.

В карбонатных породах изучавшихся комплексов выявлено содержание бора, колеблющееся от 0,0013 до 0,0045% (см. табл. 15), что также характерно для карбонатов морского генезиса. Об отложении их в морском бассейне свидетельствует и изотопный состав углерода (табл. 16), так как значения bС13 имеют интервал колебаний от +0,13 до +0,91 (изотопный анализ изученных карбонатных пород проводился в лабораториях масс-спектрометрии МИНХиГП под руководством Э.М. Галимова) и сопоставимы со. значениями SC13 для морских карбонатных пород различного возраста (-0,07 до +2,62).

Среди описываемых серий выявляются оба главных типа распределения элементов — пестрый и контрастный (рис. 15). Распределение элементов в породах белогубской свиты может быть отнесено к переходному типу без четко выраженных максимумов, что дает возможность предположить осаждение пород в аридной климатической зоне при плохо выраженной дифференциации осадочного материала и незначительном развитии процессов выветривания пород областей денудации. Для кейвской серии нижнего протерозоя получено распределение элементов, характерное для пестрого типа. Большая пестрота в распределении элементов, максимум меди, ванадия, никеля в карбонатных породах указывают на то, что сортировка сносимого материала была весьма слабой, береговая линия бассейна седиментации находилась на незначительном отдалении, бассейн был мелководным с несколько повышенной соленостью. Это подтверждается также составом карбонатов, определенных как анкеритовые доломиты, отложение которых возможно в усыхающих лагунах, находящихся в аридной зоне. Графики поведения элементов, построенные для пород варзугской серии (см. рис. 15), показывают упорядоченный контрастный тип распределения. Это позволяет полагать, что в момент отложения осадков этой серии существовал бассейн нормальней солености, находившийся в условиях гумидного климата, с хорошо выраженной дифференциацией осадочного материала и химическим выветриванием пород областей сноса.

Использование коэффициентов парной корреляции элементов подтверждает сделанные выводы. Сравнение кларков-концентраций в карбонатных породах изученных комплексов с кларками-концентрациями в карбонатных отложениях типичных геоструктурных зон фанерозоя показывает, что они сопоставимы с кларками-концентрациями, характеризующими карбонатные осадки, отлагавшиеся в геосинклинальных условиях.

Таким образом, в результате проведенной работы установлено сходство в распределении элементов в карбонатных породах докембрия восточной части Балтийского щита и фанерозоя, что свидетельствует об отсутствии принципиальных различий в условиях карбонатонакопления докембрия и постдокембрия. Все выше перечисленные геохимические методы могут быть рекомендованы для восстановления условий седиментации карбонатных пород докембрия.
Геохимические показатели условий осадконакопления карбонатных отложений докембрия в восточной части Балтийского щита





Яндекс.Метрика