22.03.2021

Типы углеродистых формаций


Глубокий метаморфизм и дислоцированность докембрийских образований осложняют проведение формационного анализа и не позволяют с полной уверенностью воссоздать картину палеогеологических условий их формирования. Вместе с тем изучение первичной природы и литолого-геохимических особенностей углеродистых отложений позволяет сгруппировать конкретные формации в несколько формационных типов. В зависимости от первичного состава и геотектонического положения выделяются четыре формационных типа: терригенно-углеродистые, кремнисто-углеродистые, карбонатно-углеродистые и вулканогенно-углеродистые.

Терригенно-углеродистые формации. Анализ размещения отложений этих формаций показывает, что накопление осадков происходило непрерывно в течение всей докембрийской истории Земли. В то же время в отдельные периоды, в относительно узких временных интервалах, иногда отмечается максимальное их проявление на всех континентах. Такие периоды обычно совпадали с моментами тектонического покоя, когда на континентах шло формирование пенеплена и преобладало химическое выветривание. Накопление же осадков самих формаций происходит во внутренних бассейнах, заложенных на жестком основании.

Наиболее древние терригенно-углеродистые формации отмечаются уже в архее, где они тесно ассоциируют с вулканогенно-осадочными и первично-осадочными породами. Углеродистое вещество в этих формациях, как правило, метаморфизовано и превращено в графит. К указанному возрастному интервалу относятся хорошо известные формации углеродистых сланцев и кварцитов Каапвальского кратона (Юго-Восточная Африка), района Исуа (Юго-Западная Гренландия) и, возможно, углеродсодержащие первично-терригенные и терригенно-вулканогенные формации Канадского и Балтийского щитов, Приазовского массива и др.

Большое количество разнообразных по составу и ассоциациям терригенно-углеродистых накоплений встречается в верхнем архее или нижнем протерозое. На этом стратиграфическом уровне весьма часто наблюдаются ассоциации углеродистого вещества с железистыми кварцитами и первично-терригенными и терригенно-карбонатно-глинистыми осадками. Широкое развитие имеют вулканогенно-терригенные ассоциации, отмечаются также терригенно-кремнисто-углеродистые ассоциации. В этом возрастном интервале уже окончательно сформировались все природные ассоциации углеродистых отложений, которые затем встречаются в среднем и верхнем протерозое и фанерозое. К ним можно отнести углеродистые кианитовые сланцы свиты Кейв Кольского полуострова, углеродистые алевролиты и алевропелиты тимской свиты протерозоя района КМА, графитовые сланцы и кварциты иенгрской серии Алдана и многие другие.

Наиболее широко развиты терригенно-углеродистые осадки в верхнем докембрии и нижнем палеозое. На всех континентах в отложениях верхнего рифея, венда и нижнего палеозоя встречаются достаточно мощные терригенно-углеродистые формации. В раннем докембрии их мощность достигает нескольких сот или первых тысяч метров, а в позднем докембрии она составляет десятки и даже первые метры, и лишь формации, накопившиеся в условиях активного тектонического режима, характеризуются большими мощностями. Площади распространения этих формаций исчисляются многими тысячами квадратных километров.

Кремнисто-углеродистые формации. Отложения этих формаций пользуются широким распространением в отложениях докембрия всех континентов. Наибольшее развитие они получили в позднем докембрии и нижнем палеозое. Среди докембрийских формаций к указанному типу можно отнести углеродистые кремнистые сланцы нижнего протерозоя Алтае-Саянской области, протерозойские углеродистые формации Дальнего Востока и многие другие.

В раннем докембрии кремнисто-углеродистые формации также весьма широко распространены и изучены главным образом в пределах месторождений железистых кварцитов, с которыми кремнисто-углеродистые сланцы парагенетически тесно связаны. Такую связь высокоуглеродистых пород с железистыми кварцитами можно наблюдать в формациях таконитового типа, широко распространенных в среднем гуроне в штатах Мичиган, Висконсин, Миннесота (США) и в провинции Онтарио (Канада). Кремнистоуглеродистые формации известны также в пределах Казахстана, Узбекистана, Киргизии, Дальнего Востока и Алтае-Саянской области, где они в виде узких поясов прослеживаются на многие сотни и тысячи километров и отражают положение подводных окраин материков в позднем докембрии и раннем палеозое.

Анализ имеющегося материала показывает, что накопление осадков кремнисто-углеродистых формаций происходило главным образом в пределах шельфа краевых морей и в эпиконтинентальных бассейнах, имевших открытую связь с океаном. Они накапливались в обстановке относительно менее стабильных зон по сравнению с условиями формирования терригенно-углеродистых формаций.

Карбонатно-углеродистая формация. Это еще одна широко распространенная во времени и пространстве ассоциация. Наиболее древние накопления углеродистого вещества в этой формации отмечаются в архее, где они тесно ассоциируют с вулканогенно-осадочными и карбонатными породами. Разнообразные по составу и ассоциациям карбонатно-углеродистые накопления характерны для верхнего архея или нижнего протерозоя. Весьма часто встречается ассоциация углеродистого вещества и первично-карбонатных и терригенно-карбонатно-глинистых осадков; широким развитием пользуются вулканогенно-карбонатные ассоциации. К указанному возрастному уровню можно отнести углеродистые карбонатные отложения федоровской свиты иенгрской серии Алданского щита, углеродистые алевролиты и алевропелиты в ассоциации с карбонатами КМА, шунгиты Карелии и др. Максимального развития накопление карбонатно-углеродистых осадков достигло в позднем докембрии и раннем палеозое.

Характерная особенность карбонатно-углеродистых формаций — обилие (до 10% и более) углеродистого вещества, пигментирующего основную карбонатную ткань породы. Обычно осадки этих формаций представляют отложения мелководных эпиконтинентальных морских бассейнов начальных циклов трансгрессий, а также бассейнов барьерного или архипелагового типа. Накопление их происходило в обстановке сероводородного заражения придонных вод и свободно аэрируемой среды. Морское происхождение большей части углеродистых сланцев подтверждается содержащимися в них ископаемыми органическими остатками и литологической однородностью пород на площадях свыше десятков или сотен тысяч квадратных километров.

Вулканогенно-кремнисто(карбонатно)-углеродистые формации. Отложения этих формаций весьма характерны для докембрия. Среди докембрийских образований к формациям этого типа можно отнести ятулийские шунгиты (I—III пачки) Карелии, верхнеархейские графиты Приазовского массива и Карелии, углеродистые сланцы серии Киватин (Канада), нижнепротерозойские сланцы Русс Лабрадорского трога Канады, сланцы свиты Претория на юге Африки. Комплекс пород формаций обычно представлен переслаиванием углеродистых, кремнистых (или карбонатных) сланцев, яшм, известняков, доломитов, иногда грубых кластических пород с продуктами подводного вулканизма.

Несмотря на достаточно тесную связь углеродистых отложений с вулканогенными образованиями, детальный анализ эпох накопления углеродистого вещества показывает, что наиболее стабильная ассоциация углеродистого вещества отмечается не с вулканогенными, а с карбонатными, кремнистыми и глинистыми фациями. В эпохи же накопления вулканогенного материала, т. е. в периоды максимальной тектонической подвижности, накопление углеродистого материала резко сокращалось или совсем прекращалось.





Яндекс.Метрика