22.03.2021

Ассоциации и вещественный состав седиментационных пород


Анабарский комплекс. Седиментогенные породы присутствуют практически повсеместно, образуя прослои и линзы. Преимущественным развитием они пользуются в верхней — хапчанской — серии. Для нее характерна ассоциация первично-терригенных гранатовых гнейсов повышенной глиноземистости с карбонатными породами. Другая ассоциация развита в низах разреза комплекса среди пород далдынской серии, где присутствуют пластообразные слои магнетитовых кварцитов и железных руд. Представительные анализы приведены в табл. 3.

Средний состав гранатовых гнейсов (см. табл. 3, № 6) характеризуется умеренно повышенным содержанием кремния и алюминия, избыток последнего отражается в значительном содержании нормативного силлиманита (рис. 4). Магнезиальность этих пород невелика, а железистость заметно повышена по сравнению с нижележащими плагиогнейсами (эндербитоидами). Окислы щелочных металлов содержатся в умеренных количествах, натрий немного преобладает над калием. В целом эти породы соответствуют по составу грауваккам генотипической местности в Верхнем Гарце Центральной Европы. Характерно, что средний состав этих отложений близок к преобладающему типу граувакк — алевролитовому — и располагается в средней части вариационной линии граувакк (см. табл. 3, № 6, рис. 4).


Пелитовые (глинистые) породы характеризуются существенно повышенной глиноземистостью. Среди них нередки высокоглиноземистые разновидности (табл. 3, № 7); при этом окисное железо резко преобладает над закисным. Содержания щелочных металлов относительно понижены и калий существенно преобладает. В совокупности эти признаки, вероятно, указывают на значительную роль продуктов размыва зрелых кор выветривания.

В первично-терригенных породах достаточно часто встречается графит, приуроченный к определенным прослоям, где его содержания достигают 10%.

Смешанные карбонатно-терригенные породы достаточно разнообразны: от известково-магнезиальных диопсид-кальцитовых и диопсид-доломитовых кальцифиров до диопсид-плагиоклаз-кварцевых гнейсов (соответствующих в целом глинисто-кремнистым известнякам и доломитам) вплоть до железистых анкеритовых кальцифиров и андрадит-диопсидовых пород. Последние составляют достаточно характерную группу в пределах Анабарского комплекса. Их химический состав (табл. 3, № 8) свидетельствует о том, что в исходных породах до метаморфических процессов декарбонатизации в большом количестве присутствовали карбонаты кальция, а железо входило главным образом в окисной форме (нормативный гематит 3,5%, табл. 3). Анализ роли окисного железа показывает, что поскольку наблюдается переслаивание максимально и минимально окисленных сланцев, например андрадит-магнетитовых и графитовых, то следует полагать, что кислород во время метаморфизма не мигрировал и не происходило выравнивания его по всей метаморфической толще. Этот важный вывод позволяет предполагать, что высокоокисленные пелитовые осадки, помимо осаждения в виде самостоятельных слоев, поступали и накапливались в бассейне также и в период осаждения карбонатов.

Карбонатные отложения, образующие соли до 200 м мощностью (обычно 5—10 м), представлены мраморами и кальцифирами кальцитового и доломитового составов. Наблюдаются все переходы к смешанным породам. Встречается графит, распределенный в тонких (1—2 см) слоях внутри однородных кальцитовых мраморов.

Особое место занимают скаполитсодержащие породы: пироксеновые кристаллические сланцы, пироксен-плагиоклазовые гнейсы. Они тесно ассоциируются с карбонатными и смешанными осадками, а по предварительным данным скаполит является сульфатным (валовое содержание сульфат-иона в этих породах достигает 0,5—1%). Рассмотрение генезиса подобных пород показывает, что их наиболее вероятный и осадочный аналог — загипсованные отложения аридных областей. Это позволяет предполагать, что осадконакопление верхней части разреза происходило в условиях эвапоритизации, по-видимому, в параметрах, близких к аридным. Об этом косвенно свидетельствует присутствие доломитов и широкое распространение смешанных, карбонатно-терригенных осадков (см. рис. 4, 8).

Серия Исуа и гнейсы Амитсок Гренландии. Наиболее крупное геологическое тело вулканогенно-осадочных пород — слои Исуа, образующие в плане крутопадающий дугообразный пояс длиной 32 км при ширине 0,8—3 км. Однако обычно седиментогенные породы слагают значительно более мелкие «включения» — прослои. Такие включения распространены практически повсеместно, по набору пород менее полны и получили самостоятельное название «ассоциация Акилиа». Преимущественным распространением здесь пользуются амфиболиты и пироксениты соответственно толеитового и коматиитового составов в ассоциации с плагиогнейсами, кварц-магнетитовыми рудами и тонкополосчатыми кварцитами, а также первично-терригенные породы. Среди последних наиболее распространены биотит-плагиоклазовые кристаллические сланцы с различным содержанием граната, ставролита, кордиерита, силлиманита, калиевого полевого шпата (образованные, вероятно, по осадкам пелитовой группы), а также обогащенные кварцем биотитовые, нередко карбонатсодержащие гнейсы с гранатом, силлиманитом и магнетитом (по-видимому, первично-обломочные). В этих отложениях нередко встречается графит, установлено присутствие органических веществ, в том числе сложных углеводородов и некоторых соединений, присущих биологическим системам, например цитозин, и др.

С первично-терригенными породами переслаиваются кальцитовые и анкеритовые мраморы и кальцифиры. Присутствуют также гнейсы, образованные по калиевым риолитам. Отмечают, что, по-видимому, гнейсы по дацитам и натровым риолитам также достаточно широко распространены, но «их трудно отличить от петрографически сходных гнейсов Амитсок». Представительные анализы седиментогенных пород, образующих естественный ряд от обломочных и глинистых к карбонатным, показывают, что среди исходных пород присутствовали граувакки (см. табл. 3, № 9). Они отличаются преобладанием натрия над калием, сравнительно высоким содержанием кальция и отсутствием избытка глинозема. В целом это позволяет предполагать присутствие туфогенного и карбонатного материала в виде примесей в исходных осадках. Судя по диаграмме (рис. 3, № 4), эти породы наиболее близки к крупнозернистым разновидностям граувакк, от которых отличаются отсутствием избытка глинозема (нормативный силлиманит). Эти результаты рассмотрения петрохимических особенностей хорошо согласуются с геологическими данными. Действительно, рассматриваемый тип пород образует обычно цемент в так называемых кристаллических сланцах с фрагментами кислых лав. Помимо крупных включений, в таком цементе вполне вероятно присутствие псаммит-алевритовой вулканогенной примеси.

Первично-пелитовые породы (см. табл. 3, № 10) характеризуются существенным избытком глинозема, преобладанием калия в составе щелочных металлов, высоким содержанием железа, в том числе окисного. Смешанные карбонатно-глинистые отложения (см. табл. 3, № 11) также содержат относительно повышенные количества глинозема в сочетании с высокой общей железистостью при значительной доле окисного железа.

Сопоставление и интерпретация. Седиментогенные породы обоих регионов весьма сходны как по ассоциациям осадков, так и по некоторым особенностям состава. Выявляется естественная ассоциация базитов с полосчатыми кремнисто-железистыми рудами и устанавливается полный естественный ряд (идеализированный фациальный профиль): обломочные—глинистые—смешанные—карбонатные породы. Этот ряд в обоих регионах начинается граувакками; пелиты характеризуются высоким содержанием железа, в том числе первично окисного; смешанные (карбонатно-терригенные) породы также содержат повышенные его количества, окисного в пелитовой и закисного в карбонатной части; а среди карбонатных пород, наряду с кальцитовыми и доломитовыми отложениями, оказываются характерными железистые (анкеритовые) осадки.

В стратиграфических разрезах рассматриваемых регионов резко преобладают терригенные породы, по составу существенно калиевые, относительно высокоглиноземистые и достаточно свободные от карбонатной примеси. Эти особенности определяют положение фигуративных точек их анализов в поле гумидных отложений (см. рис. 4). По климатическим параметрам к ним, очевидно, тяготеют кальцитовые известняки. Смешанные, карбонатно-терригенные породы в Анабарском комплексе тяготеют к верхней, самостоятельной части разреза, где они ассоциируются с доломитами и сульфат-содержащими породами, что в совокупности позволяет предполагать эвапоритизацию в бассейне того времени, обусловленную, возможно, аридными климатическими параметрами литогенеза. Это частично нашло свое отражение в том, что карбонатно-терригенные осадки попадают в поле отложений аридного типа литогенеза (см. рис. 4, № 3). Смешанные отложения Гренландии при повышенном содержании железа и магния характеризуются дефицитом кремнезема, что определяет положение их фигуративной точки в поле микститов (см. рис. 4, № 6). Это, по-видимому, можно интерпретировать как результат поступления в осадок магматического материала либо вследствие дезинтеграции базитов ложа бассейна (собственно микститы), либо как результат поступления в осадок вулканического материала. В целом проведенный предварительный анализ показывает значительную общность режимов осадконакопления. Это гумидный тип литогенеза который сочетался с вулканогенно-осадочным и во времени сменялся аридным.

Сиалическое основание, по-видимому, поставляло материал для граувакк, образованных, как и в генотипической местности — Верхний Гарц Центральной Европы, за счет размыва гранодиоритов. В областях размыва, поставлявших материал пелитовых осадков с повышенным содержанием окисного железа, были распространены коры выветривания ферриаллитного профиля. Широкое распространение анкеритовых карбонатов также, по крайней мере частично, связано с размывом железистых образований.

Общая особенность рассматриваемых комплексов — присутствие графита (до 10%) в седиментогенных породах. Этот минерал приурочен к определенным стратиграфическим горизонтам и характерен для первично-осадочных, преимущественно пелитовых отложений. Изучение углеводородов и органических веществ, присущих биологическим системам в серии Исуа Гренландии, показало, однако, что интерпретация этих соединений как остатков живых организмов пока затруднительна.

Рассмотренные выше черты естественных ассоциаций пород характерны также для плагиогнейсовых комплексов других регионов мира: Украины, Индии, Южной Африки и других, рассмотрение которых выходит за рамки работы. В целом можно суммировать имеющиеся данные по источникам вещества и условиям осадконакопления в этот наиболее древний из доступных исследованию отрезок геологической истории Земли.





Яндекс.Метрика