22.03.2021

Особенности состава и условия накопления древнейших конгломератов Кольского полуострова


Общеизвестно, что восстановление условий осадконакопления в раннем докембрии трудная и подчас неразрешимая задача. Поэтому любая находка метаморфических пород, осадочное происхождение которых бесспорно, очень важно, тем более, если они имеют не локальное, а площадное распространение.

В обобщающей монографии О.А. Луневой, посвященной описанию конгломератов Кольского полуострова, самыми древними конгломератами считались конгломераты лявозерской свиты раннепротерозойского возраста. Чапомские конгломераты ею не рассматривались, так как они были известны со времени их первого обнаружения

Н.А. Островской в 1954 г. только в протяженных береговых обнажениях р. Чапома, изолированных от выходов окружающих пород болотами.

В последние годы чапомские конгломераты были откартированы нами на значительной площади (около 14 кв. км). В связи с этим появились данные о том, что они являются древнейшими на Кольском полуострове, предположительно верхнеархейскими образованиями.

История развития взглядов на возраст конгломератов, а также описание их стратиграфического положения среди метаморфических комплексов изложены ранее. Здесь кратко остановимся только на тех сведениях, которые необходимы для дальнейшего описания.

Конгломераты входят в состав мощной верхнечапомской серии (выделена нами впервые) — самой древней (верхнеархейской) стратифицирующейся серии на Кольском полуострове (возраст серии 2790-6-+50 млн. лет определен по породам и минералам в координатах 206Pb/238U—207Pb/235U в лаборатории, руководимой Э.В. Собатовичем, в Институте геохимии и физики минералов АН Украины).

Верхнечапомская серия представлена карбонатсодержащими биотитовыми, амфибол-биотитовыми плагиогнейсами, сланцеватыми амфиболитами и валунными, валунногалечными и галечными конгломератами. Контакты серии с нижележащими, интенсивно гранитизированными гнейсами нижнеархейского возраста тектонические и нередко сопровождаются мощными зонами окварцевания. Гнейсы и конгломераты верхнечапомской серии падают под метаэффузивы пурначской серии (AR2p), причем контакты между ними тектонизированы.

Породы, объединенные нами в верхнечапомскую серию, раньше относились к кислогубской свите (мелкозернистые плагиогнейсы и конгломераты) и пялочной свите (сланцеватые амфиболиты) нижнепротерозойского возраста. Следует подчеркнуть, однако, что в своей первой работе Н.А. Островская рассматривала гнейсы, амфиболиты и конгломераты в составе единой свиты Кейв протерозойского возраста.

Конгломераты играют значительную роль только в районе верхнего течения р. Чапома, где они имеют мощность около 2—2,5 км, фациально замещая остальные члены серии (рис. 1). По простиранию на юго-запад они сменяются амфиболитами, а на северо-восток — мелкозернистыми гнейсами. На остальной территории в верхнечапомской серии конгломераты не встречаются, если не считать маломощного выхода, обнажающегося по р. Стрельна. Отсутствие находок конгломератов является, по-видимому, следствием очень плохой обнаженности.

В низах разреза верхнечапомской серии обнажаются темно-зеленые сланцеватые амфиболиты (мощность около 100 м), которые вверх по разрезу сменяются мелкозернистыми биотитовыми плагиогнейсами. В зоне перехода наблюдается частое переслаивание амфиболитов и гнейсов (мощность прослоев — первые десятки сантиметров) и интенсивное рассланцевание амфиболитов.

Примерно в 50 м от контакта с амфиболитами в биотитовых плагиогнейсах начинают встречаться единичные гальки. Количество и размер их постепенно увеличивается и в 250—300 м от контакта наблюдаются первые валуны.

Выше по разрезу идет переслаивание галечных и валунно-галечных конгломератов с биотитовыми лейко- и мезократовыми плагиогнейсами (береговые обнажения р. Чапома). Цемент конгломератов по составу и облику очень близок плагиогнейсам, переслаивающимся с ними. Переходы между конгломератами и гнейсами весьма постепенные, мощность прослоев безгалечных гнейсов не превышает 10 м. В качестве примера приведем фрагмент разреза нижней части толщи конгломератов (снизу вверх):


Выше по разрезу характер переслаивания сохраняется, несколько увеличивается количество грубообломочного материала. Обломочный материал составляет 5—30% породы, сортирован плохо, окатан хорошо, представлен, как и в низах разреза, гранитоидами, гранитизированными плагиогнейсами и кварцем. В зонах рассланцевания цемент становится меланократовым, обломочный материал деформируется. Конгломераты на этом участке прослеживаются на расстоянии 760 м; залегают спокойно, моноклинально, аз. пад. 300—320° угол 45—55.

Выше по разрезу (после 700 м задернованного пространства) обнажаются конгломераты существенно иного облика (именно их Н.А. Островская относила к верхам свиты Кейв). Это мелкогалечные, хорошо сортированные конгломераты с единичными и маломощными (I—2 м) прослоями карбонатных пород. Обломочный материал составляет 20—40, иногда до 70% объема породы и представлен хорошо окатанными, нередко сильно расплющенными гальками тонкозернистых биотитовых гнейсов и редкими, хуже окатанными, иногда угловатыми мелкими гранитными гальками. Эти породы также имеют северо-восточное простирание, углы падения — 15—75°. В них зафиксирована одна пологая синклинальная складка с размахом крыльев 20 м.

В зонах рассланцевания гальки микрогнейсов исчезают, сливаясь с цементом, а гальки гранитов становятся «идеально окатанными». Ниже приводится фрагмент разреза мелкогалечных конгломератов:

На простирании описанных выше конгломератов в юго-западном направлении (в 1,5 км) наблюдаются коренные обнажения валунно-галечных конгломератов, аналогичных конгломератам нижних частей разреза. Залегание конгломератов валунно-галечных и мелкогалечных согласное.

Сопоставление мелкогалечных и валунно-галечных конгломератов показало, что изменение состава и размеров обломочного материала сопровождается закономерным изменением состава цемента.

Обломочный материал валунно-галечных конгломератов плохо сортирован, в его составе редко преобладают граниты, гранитизированные гнейсы, в цементе постоянно наблюдается незначительное количество карбоната. Изменение состава обломочного материала в мелкогалечных конгломератах (резкое увеличение содержания тонкозернистых гнейсов галек) и их размера и степени сортировки сопровождается резким увеличением карбоната в цементе, что, очевидно, связано с изменением условий осадконакопления.


Анализ характера залегания конгломератов, сравнение закономерностей изменения состава обломочного материала и цемента позволяют предположить, что валунногалечные и мелкогалечные конгломераты участвуют в строении единого разреза На рассмотрении этого вопроса пришлось остановиться более подробно, так как ряд исследователей относят мелкогалечные конгломераты к основанию рижгубской свиты имандра-варзугской серии среднепротерозойского возраста, хотя эти конгломераты наблюдаются только в изолированных обнажениях, и, строго говоря, можно строить лишь более или менее правдоподобные догадки относительно их стратиграфического положения.

Выше мелкогалечных конгломератов залегает верхняя часть толщи (рис. 2), откартированная в серии сплошных коренных обнажений (протяженностью около 300 м). На этом интервале произведено десять подсчетов состава, размеров и сгруженности обломочного материала конгломератов.

Разрез конгломератов следующий (снизу вверх вкрест простирания):


Выше по разрезу в конгломератах постепенно убывает количество обломочного материала, они сменяются плагиогнейсами с «плавающей» галькой и затем обычным плагиогнейсами верхнечапомской серии.

Конгломераты верхней части толщи также характеризуются выдержанным северо-восточным простиранием и слагают, по-видимому, крутопадающую на северо-запад моноклиналь, незначительно осложненную мелкими приразломными складками. Лишь на северо-западном фланге их простирания на расстоянии около 700 м очень плавно меняются на северо-западные.

Анализ приведенного выше разреза и подсчета сгруженности обломочного материала показал, что снизу вверх в конгломератах количество обломочного, особенно грубого материала сначала возрастает, а затем резко падает. Содержание карбонатного материала, наоборот, увеличивается в верхах разреза. Эти факты свидетельствуют об изменении скорости эрозии приподнятых блоков и о грубой ритмичности в образующейся толще. Такой же ритм проявлен и в нижней части разреза толщи, где галечные конгломераты снизу вверх постепенно сменяются валунно-галечными и затем мелкогалечными с прослоями карбонатных пород.

Обломочный материал конгломератов в целом хорошо окатан, степень сортировки разная и самая низкая характерна для средней части толщи (рис. 3). В процессе динамометаморфизма в зонах древних разломов валуны и гальки часто интенсивно деформированы, раздавлены, уплощены и расколоты диагональными трещинами.

Петрографическое изучение обломочного материала показало, что он представлен в основном гранитоидами разных текстурно-структурных особенностей (от пегматоидных до аплитовидных при преобладании среднезернистых разностей) и состава (плагиограниты, граниты нормального ряда), а также и гранитизированными плагиогнейсами. Кварцевые гальки единичны (см. табл. 2). Сопоставление состава этих пород с породами, слагающими в восточной части Кольского полуострова выступы нижнеархейского фундамента, показало их идентичность, что позволяет говорить о сносе материала с востока и юго-востока. В мелкогалечных конгломератах верхов нижней части разреза помимо гранитных галек, по составу аналогичных обломочному материалу валунно-галечных конгломератов, наблюдается большое количество галек мелко-тонкозернистых биотитовых гнейсов нормального состава, часть из которых, возможно, образовалась по кислым эффузивам. Основная масса этих пород представлена мелкозернистым (около 0,1 мм) кварц-полевошпат-микроклиновым агрегатом с биотитом. Изредка в этой массе удается наблюдать крупные (0,5—2 мм) таблитчатые или призматические кристаллы калишпатизированного плагиоклаза, калишпата и кварца с неровными корродированными гранями, которые были, по-видимому, порфировыми вкрапленниками в эффузивах кислого состава. В единичных кристаллах плагиоклаза удалось наблюдать четкое зональное строение. Кроме того, в одном гравийном обломке установлена микролитовая структура. Микролиты плагиоклаза (0,2x0,05; 0,1х0,03 мм) характеризуются неясно зональным строением и сдвойникованы по альбитовому закону (альбит № 5).

Цемент конгломератов представлен чаще всего мелкозернистыми биотитовыми, реже амфибол-биотитовыми плагиогнейсами и гнейсами, часто карбонатсодержащими. Количество темноцветных минералов колеблется и резко увеличивается в рассланцованных разностях. Содержание карбоната также весьма непостоянно, но увеличивается в мелкогалечных разностях, которые образуются в конце цикла осадконакопления.

Сопоставление с известными на Кольском полуострове конгломератами показало, что чапомские конгломераты не имеют аналогов ни по положению в общем разрезе верхнеархейских образований, ни по мощности, ни по составу и особенностям внутреннего строения.

В период, предшествовавший формированию верхнечапомской серии, консолидированный в конце нижнего архея фундамент был расколот серией разломов северо-восточного и северо-западного простираний. Расколы сопровождались активной вулканической деятельностью и резко дифференцированными вертикальными перемещениями блоков фундамента. В результате сформировался прогиб сложной конфигурации, где происходило накопление обломочного материала, снесенного с соседних приподнятых блоков. Скорость подъема и разрушения блоков была непостоянной. В прогибе сначала накапливался мелкозернистый псаммитовый материал, затем возросла доля грубообломочного материала вследствие увеличения скорости подняти и эрозии. Приподнятый блок интенсивно денудировался, обломочный материал выносился водными потоками и сбрасывался в прогиб, образуя мощный шлейф дельтовых отложений, что подтверждается формой площади распространения конгломератов.

Появление мелкогалечных конгломератов с прослоями карбонатных пород свидетельствует о снижении темпа вертикальных движений. Как было показано выше, при формировании мощной конгломератовой толщи можно выделить, по крайней мере, два грубых ритма, иными словами — скорости вертикальных движений менялись неоднократно.

Необычно большая мощность конгломератов связана с устойчивым поднятием, с которого происходил однонаправленный снос материала. Формационно толща конгломератов, очевидно, близка молассам.





Яндекс.Метрика