21.03.2021

Геотектоническое положение докембрийских толщ, вмещающих металлоносные конгломераты, и их связь с формацией железистых кварцитов


В настоящее время известны металлоносные конгломераты практически всех возможных литологических типов, залегающие в самых разнообразных геологических условиях и имеющие различный возраст и генезис. Объектом исследований были олигомиктовые кварцевые пиритсодержащие конгломераты докембрийского возраста. Подобные конгломераты широко распространены в Канаде (Онтарио), в Южной Африке (Трансвааль), в Бразилии и в некоторых других районах мира.

На южной окраине Канадского щита металлоносные конгломераты приурочены к основанию гуронской серии нижнего протерозоя, залегающей резко несогласно на архейских образованиях нижнего структурного этажа. Архейские образования представлены гранитами и гранито-гнейсами, слагающими обширные поля в провинции оз. Верхнего, непосредственно к северу и северо-западу от области развития конгломератов. Граниты и гранито-гнеисы включают узкие полосы метаморфизо-ванных осадочных и вулканических пород, которые обычно протягиваются в субширотном направлении и представляют собой ядра изоклинальных синклинальных складок. Наиболее древними среди них являются слюдистые сланцы с подчиненными прослоями парагнейсов, кварцитов и внутриформационных полимиктовых конгломератов. Широко распространены зеленокаменные породы с единичными прослоями железистых кварцитов и яшм. Все эти образования, мощность которых достигает многих тысяч метров, объединяют в серии Коучичинг, Киватин и Coyдан и относят к киватинскому времени.

Более молодые, но тоже, по-видимому, архейского возраста породы серии Тимискаминг представлены мощной толщей (более 4 тыс. м) переслаивающихся полосчатых граувакк, валунных и крупногалечных полимиктовых, иногда гранитных конгломератов, зеленокаменных пород и туфов.

Среди гранитоидов нижнего структурного этажа обычно выделяют два комплекса: лаврентьевский (абсолютный возраст 2700 млн. лет), прорывающий образования киватинской группы, и альгоманский, возраст которого принимается как послетимискамингский (2400—2750 млн. лет).

Отложения верхнего структурного этажа докембрия, вмещающие кварцевые пиритсодержащие конгломераты, распространены в районе озер Верхнего (системы Гурон и Кьюиноу) и Гурон (система Гурон). В районе озера Гурон (рудный район Блайнд-Ривер) на коре выветривания пород нижнего структурного этажа залегает толща зеленоватосерых грубозернистых кварцевых песчаников с прослоями полевошпатовых кварцитов, аркозовых песчаников и кварцево-галечных пиритсодержащих металлоносных конгломератов, мощностью до 200 м (формация Матиненда). Отложения этой формации перекрываются очень мощной, пестрой и сложнопостроенной толщей, характеризующейся частым чередованием аргиллитов, алевролитов, граувакк, полимиктовых конгломератов и известняков с прослоями кварц-полевошпатовых песчаников и кварцитов, иногда включающих пласты кварцево-галечных конгломератов. Общая мощность гуронских отложений здесь достигает 4700 м.

К западу от оз. Гурон, в районе оз. Верхнего, отложения в нижней части разреза верхнего структурного этажа (система Гурон) представлены кварцитами с прослоями конгломератов, аспидными сланцами, доломитами (нижняя серия); железистыми кварцитами значительной мощности, кварцитами и аспидными сланцами (средняя серия) такими же кварцитами и сланцами с прослоями граувакк и эффузивов (верхняя серия). Общая мощность отложений системы Гурон достигает 6500 м. Верхняя часть разреза верхнего структурного этажа (система Кьюиноун) представлена красноцветными песчаниками, сланцами, известняками, полимиктовыми конгломератами. Почти по всему разрезу системы Кьюиноун широко распространены разнообразные вулканогенные породы. Общая мощность отложений верхнего структурного этажа докембрия в районе оз. Верхнего составляет более 1700 м.

По площади распространения наблюдается закономерное изменение состава и строения гуронских отложений. В направлении от оз. Гурон к оз. Верхнему преимущественно грубообломочные терригенные породы сменяются более тонкообломочными терригенными образованиями, железистыми кварцитами и эффузивами. В этом же направлении закономерно увеличивается мощность протерозойских отложений с 4700 м до 17 000 м. Гуронские отложения в районе оз. Гурон и оз. Верхнего имеют трансгрессивный характер, выражающийся в смене грубообломочных терригенных отложений сланцами и железистыми или карбонатными породами. Это позволяет высказать предположение, что накопление отложений системы Гурон происходило в едином обширном прогибе, причем грубообломочные терригенные толщи, включающие кварцево-галечные конгломераты, отлагались во внешней зоне этого прогиба, а мощные толщи железистых кварцитов с аспидными сланцами, кварцитами и эффузивами района оз. Верхнего — во внутренней его зоне, а не в отдельных изолированных геосинклинальных прогибах.

Ко времени возникновения гуронского прогиба к северу и северо-западу от него располагалась консолидированная область, о чем свидетельствует крайне ограниченное распространение на этой территории отложений системы Гурон, их относительно небольшая мощность и практически горизонтальное залегание. Толщи, развитые в краевых частях Гуронского геосинклинального прогиба, дислоцированы незначительно, но по направлению к центру прогиба дислоцированность быстро возрастает. Такая закономерность отмечена М.С. Марковым для Лабрадорского прогиба.

В пределах Южно-Африканского щита металлоносные кварцевые конгломераты пиритового типа развиты в системе Витватерсранд, отложения которой залегают резко несогласно на архейских породах нижнего структурного этажа (рис. 102).
Геотектоническое положение докембрийских толщ, вмещающих металлоносные конгломераты, и их связь с формацией железистых кварцитов

Наиболее древними архейскими образованиями в Трансваале является система Свазиленд, слагающая среди гранитоидов основания изолированные полосы, которые представляют собой реликты глубоких изоклинальных синклинальных складок. Система Свазиленд, мощностью свыше 8—10 тыс. м, сложена преимущественно метаморфизованными вулканическими и терригенными породами и интенсивно гранитизирована. Наиболее молодые гранитоиды основания имеют возраст около 2800 млн. лет. Однако встречаются и более древние гранитоиды. В районе Иоганнесбурга определение возраста гранитов показало 3200+60 млн. лет. Образования системы Витватерсранд, залегающие на коре выветривания пород нижнего структурного этажа, сложены аркозовыми песчаниками и кварцитами с многочисленными прослоями кварцевых конгломератов, гравелитов, сланцев и редко эффузивов, общей мощностью около 8 тыс. м. Они перекрываются вулканогенными породами, аркозовыми песчаниками, сланцами, доломитами и железистыми кварцитами систем Вентерсдорп и Трансвааль общей мощностью около 7 тыс. м.

К востоку от Витватерсранда, в районе Понголы, отложениям системы Витватерсранд соответствуют отложения системы Понгола, нижняя часть разреза которой сложена переслаивающимися кварцитами и мандельштейнами. В верхней части распространены главным образом кварциты, филлиты, железистые кварциты и сланцы, с прослоями лав и конгломератов. Некоторые пласты конгломератов несут убогое золотое оруденение. Общая мощность отложений системы Понгола составляет более 10 000 м.

Таким образом, для района Витватерсранд в отличие от района оз. Гурон в Канаде характерны значительно большая мощность отложений верхнего структурного этажа докембрия, широкое развитие железистых пород, сланцев и в меньшей степени эффузивов, распространение рудоносных конгломератов по всему разрезу и переслаивание грубообломочных пород с кварцитами, железистыми и другими сланцами. Такой характер разреза позволяет предположить, что накопление рудоносной толщи района Витватерсранд происходило в значительном удалении от стабилизированной области, ограничивающей прогиб, в обстановке относительно высокой тектонической подвижности.

В синклинорных структурах, расположенных между Орехово-Павлоградским синклинорием на востоке и Криворожским на западе, широко распространены вулканогенно-осадочные образования, включающие железистые кварциты. По данным В.А. Бойко, А.А. Макухиной и Г.Я. Терец возраст присутствующих среди этих образований пород соответствует криворожской серии (2300—2700 млн. лет). Закономерное изменение на площади состава и строения образований курской и криворожской серий и их возрастных аналогов позволяет наметить в восточной части Украинского щита прогиб, который условно можно назвать геосинклинальным. В его краевых частях распространена терригенная толща с горизонтами кварцевых конгломератов, а в центральной — мощная толща вулканогенно-осадочных пород, включающих железистые кварциты. Как и в других районах (Витватерсранд, Блайнд — Ривер) в пределах краевой зоны прогиба кварцевые пиритсодержащие конгломераты преимущественно распространены в локальных конседиментационных депрессиях, фиксируемых резким увеличением мощности рудовмещающей толщи и количества грубообломочных пород.

Таким образом, олигомиктовые металлоносные конгломераты, подобно железистым кварцитам, являются типичной докембрийской формацией и занимают вполне определенное место в истории геологического развития древних щитов.

Формации металлоносных конгломератов залегают в основании верхнего структурного этажа докембрия. Во всех районах их накоплению предшествовала глубокая захватившая огромные площади гранитизация, в результате чего мощные толщи вулканогенно-осадочных образований геосинклинального типа были преобразованы в гранито-гнейсы, мигматиты и гранитоиды, среди которых породы первичного субстрата сохранились лишь в виде ксенолитов и отдельных узких полос. Для архейских образований нижнего структурного этажа характерны валоподобные и купольные структуры, ядра которых обычно сложены гранитоидами и мигматитами. Гранитизация в районах распространения формации металлоносных конгломератов завершилась к началу протерозоя на рубеже около 2700 млн. лет, после чего произошел переход к устойчивому платформенному режиму развития.

Стабилизация тектонических условий способствовала широкому развитию кор выветривания и накоплению впоследствии олигомиктовых существенно кварцевых толщ. Длительное выветривание привело также к мобилизации металлов из пород субстрата.

Накопление формаций металлоносных конгломератов обусловлено тектонической активизацией, проявившейся в образовании крупных прогибов геосинклинального типа в ранее консолидированных областях. В отличие от типичных геосинклиналей эти прогибы, скорее всего, не были расчленены внутренними поднятиями. Эти специфические структуры, образовавшиеся в результате устойчивого длительного прогибания, представляли собой обширные бассейны осадконакопления шириной в сотни и протяженностью во многие сотни километров. С последними стадиями развития активизированных областей, по-видимому, следует связывать магматические проявления с абсолютным возрастом 1900—2000 млн. лет.

Накопление формаций металлоносных конгломератов происходило в краевых частях прогибов. По направлению к внутренним частям они сменяются формацией железистых кварцитов, что сопровождается возрастанием в разрезе роли эффузивных пород. В некоторых случаях обе формации наблюдаются в одном вертикальном разрезе, причем всегда терригенная конгломератовая формация подстилает в значительной мере хемогенную железистую. Иногда над железистой формацией залегает молласоидная формация, выше которой располагаются типично платформенные отложения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что накопление формаций металлоносных конгломератов в древних стабилизированных областях связано с тектонической активизацией, сменяющейся платформенным режимом.





Яндекс.Метрика