Геохимические особенности экзогенных и эндогенных карбонатных пород как критерии их отличия

В секторе геологии и геохимии метаморфических пород ВИМС в течение ряда последних лет проводятся работы по разработке основ диагностики первичной природы метаморфических пород. Частью этих исследований является проводимое авторами систематическое изучение карбонатных пород докембрия с целью выявления их первичной природы и воссоздания условий древнейшего карбонатного осадконакопления.

Известно, что метаморфизованные осадочные породы карбонатного и смешанного глинисто-карбонатного состава по ряду признаков часто конвергентны эндогенным карбонатным образованиям, карбонатитам, скарнам. Очевидно в связи с этим, что выявление генезиса карбонатных пород имеет большое значение как для решения общегеологических вопросов, так и для прогнозирования полезных ископаемых.

Несмотря на то, что в последнее время уделяется много внимания изучению в отдельности как карбонатитов, так и докембрийских седиментогенных карбонатных пород, попытки прямого сопоставления их химического состава не предпринимались. Подобное сравнение было проведено авторами в двух докембрийских регионах — на Алданском и Балтийском щитах, в результате чего было установлено, что большую роль в решении вопроса о генезисе карбонатных пород имеют геохимические признаки. Было проанализировано количественным спектральным и химическим методами в лабораториях ВИМС и ИМГРЭ 80 проб (от 5 до 25 проб по каждой выборке). В результате математической обработки на ЭВМ по типам карбонатных пород были вычислены основные параметры распределения элементов, а также произведено сравнение выборок по критерию t (критерий Стьюдента, уровень значимости от 95 до 99%). Данные со значимыми различиями содержаний по элементам сведены в табл. 45.

В пределах северо-западной окраины Алданского щита развиты архейские высокометаморфизованные отложения, относимые к чарской серии, и отложения нижнепротерозойской удоканской серии, выполняющие несколько узких троговых прогибов и обширный протоплатформенный Кодаро-Удоканский прогиб. Глубинные разломы, по которым за-ложились эти структуры, являются также контролирующими для раннепротерозойских пород ничатского комплекса, представленных щелочными гранитами, сиенитами, альбититами. В одном из массивов щелочных эгириновых гранитов, в его апикальной части, Л.Б. Белоножко обнаружены эндогенные карбонатные породы, преимущественно кальцитовые в центральных частях карбонатных обособлений и силикатно-карбонатные — по их периферии. Специфика геохимии этих пород выражается в повышенном содержании в них редких земель, ниобия, фосфора, стронция.

В результате изучения геохимических особенностей седиментогенных карбонатных отложений во вмещающих породах удоканской серии, в разной степени метаморфизованных, выявлено, что содержания в них перечисленных элементов существенно различаются. Сравниваемые образования особенно резко различаются по стронций-бариевому отношению (17 — для эндогенных и 0,45 для седиментогенных пород). Получены следующие значения изотопного состава углерода регионально метаморфизованных седиментогенных карбонатных пород нижнепротерозойской удоканской серии (анализы выполнены в лаборатории МИНХ и ГП под руководством Э.М. Галимова). В доломитовых кальцифирах икабийской свиты bC13 +0,5 промилле, +1,3 промилле и в доломитовом мраморе бутунской свиты — минус 0,3 промилле, т.е. получены цифры, соответствующие bC13 фанерозойских морских известняков. В лаборатории изотопной геологии докембрия ВИМС (руководитель Ю.А. Борщевский) выполнены определения изотопного состава углерода эндогенных карбонатных пород ничатского комплекса. Установлено, что коэффициент bC13 в них равен 8,5—9,3 промилле, т. е. соответствует таковому в карбонатитах.

В восточной части Балтийского щита были отобраны пробы из карбонатитов массива Вуори-Ярви, расположенного в поле развития гранито-гнейсов и гнейсо-гранитов беломорской серии архея. Карбонатиты образуют систему жилоподобных и линзовидных тел (длиной до первых сотен и шириной до первых десятков метров).

Для сопоставления с карбонатитами Вуори-Ярви были опробованы кальцифиры белогубской свиты гранулитового комплекса условно архейского возраста, тонко переслаивающиеся с кристаллическими сланцами основного состава, и нижнепротерозойские карбонатные отложения варзугской серии. Сравнение геохимических особенностей карбонатитов и регионально-метаморфизованных осадочных карбонатных пород показало, что они различаются по содержанию в породах циркония, фтора, бора, стронция, бария, ниобия, а также по отношению стронция к барию.

Таким образом, на примере двух крупнейших докембрийских регионов, в которых развиты как осадочные регионально метаморфизованные, так и эндогенные карбонатные образования, удалось установить, что между этими породами имеются четкие геохимические критерии отличия. Поэтому геохимические признаки могут способствовать решению вопроса о генезисе карбонатных пород, что имеет большое значение для прогнозирования полезных ископаемых.