Анализ геолого-структурных и геофизических данных о соотношениях железисто-кремнисто-гнейсовой формации с железисто-кремнисто-сланцевой формацией

К архейской гнейсовой формации отнесены железистые кварциты многих участков магнитных аномалий, расположенных в бортовых частях Брянско-Белгородского и Орловско-Оскольского синклинориев (Курско-Бесединские, Кодинцевские, Комаричские, Корочанские, Шидловско-Шаталовские, Восточно-Орловские и другие аномалии).

На первый взгляд, выделение архейской железисто-кремнисто-гнейсовой формации представляется достаточно убедительным. Действительно, железистые кварциты, связанные с гнейсовым комплексом, характеризуются своеобразием состава и текстурноструктурного строения: массивным, массивно-скрытополосчатым сегрегационно-вкрапленным (рябчиковым) обликом, более крупной раскристаллизацией (размер зерен магнетита до 1—2 мм) и высоким содержанием железа. Это самые богатые по железу (40—45%) разновидности железистых кварцитов КМА. Силикаты представлены минералами, отвечающими амфиболитовой (лучистые амфиболы тремолит-актинолотового ряда, роговая обманка и щелочные амфиболы) и гранулитовой (гиперстен, диопсид, геденбергит, гранаты) фациям. В подкрепление точки зрения, согласно которой железистые кварциты, связанные с гнейсами, относятся к архейским образованиям, указывается, что для этих кварцитов характерно отсутствие закономерностей в распределении типов кварцитов, установленных для железисто-кремнисто-сланцевой формации протерозоя.

Несмотря на своеобразие железистых кварцитов, ассоциирующих с гнейсами, при отнесении их к древнейшей формации возникают неувязки с геологическими фактами:

1) железистые кварциты массивного облика с неясно выраженной полосчатостью и обогащенные железом, аналогичные тем, которые ассоциируют с гнейсами, отмечаются и в периферических частях региональных структурных зон, сложенных железисто-кремнисто-сланцевой формацией, в частности, в железисто-кварцитовой толще Ольховатского месторождения и, особенно, в пределах Болотовской структуры, где количество и мощность пластов массивных кварцитов увеличивается от западного крыла к восточному, т. е. в направлении внешнего борта Орловско-Оскольского синклинория;

2) в ряде случаев железистые кварциты, ассоциирующие с гнейсами и кристаллическими сланцами, претерпевают слабый метаморфизм зеленосланцевой фации и сохраняют облик, типичный для железисто-кремнисто-сланцевой формации (Фатеевские, Корочанские и Валуйские аномалии);

3) зоны железистых кварцитов, связанных с гнейсами, часто переходят по простиранию в структуры, образованные железистыми кварцитами курской серии (железисто-кремнисто-сланцевая формация). Иными словами, имеет место приуроченность железистых кварцитов, ассоциирующих с гнейсами, и железисто-кремнисто-сланцевой формации к одному стратиграфическому уровню. Примеры таких переходов — железистые кварциты Корочанской, Прохоровской, Фатеевской, Осоцкой, Коншинской и Истобнянской аномалий;

4) в базальных частях михайловской и курской серий, в том числе и на площадях, где последняя непосредственно лежит на гранито-гнейсовом архейском комплексе, не отмечен рудный детрит, который мог бы возникнуть за счет размыва железисто-кремнисто-гнейсовой формации. Однако этот факт остается без должного внимания.

Относительно того, что пачки железистых кварцитов, связанные с гнейсовыми толщами, не обладают аутигенно-минералогической зональностью, подобной той, которая наблюдается в железисто-сланцевой формации, что якобы свидетельствует в пользу их формационной самостоятельности, заметим, что такие представления основаны на чисто дедуктивных рассуждениях и не отвечают фактическому материалу. Вопреки сложившемуся представлению об однородном строении железисто-кварцитовых пачек, ассоциирующих с гнейсами в разрезах, где они вскрыты на полную мощность (скв. 59-к, Шаталовские аномалии и др.), в действительности наблюдается их внутренняя стратификация и закономерная смена горизонтов по разрезу. Базальная и верхняя части пачки сложены безрудными и существенно силикатными кварцитами, средняя часть — существенно магнетитовыми кварцитами. Таким образом, здесь мы имеем аутигенно-минералогическую зональность в строении кварцитовой пачки, аналогичную той, какая характерна для железисто-кремнисто-сланцевой формации.

В качестве аргумента в пользу выделения в разные формации железистых кварцитов, ассоциирующих с гнейсами и с филлитами, используется небольшой масштаб залежей железистых кварцитов, связанных с гнейсами, что рассматривается как одна из основных особенностей этой формации (хотя имеются и исключения, как, например, Фатеевские аномалии). Объяснение этому нетрудно найти в имеющихся данных по характеру изменения мощности железисто-кремнистой формации. В восточном борту Щигровско-Оскольского синклинория железисто-кварцитовая свита (курская серия) распадается на пять отдельных пачек и пластов, мощность которых соизмерима с мощностью связанных с гнейсами железисто-кварцитовых пачек, расположенных к востоку от упомянутого синклинория. Мощность железисто-кварцитовых пачек, приуроченных к восточному крылу последнего, колеблется от нескольких метров до 15—20 м. Аналогичная картина наблюдается и в восточном крыле Ольховатской синклинали (восточный борт Михайловско-Брянско-Белгородского синклинория).

Все сказанное достаточно убедительно свидетельствует о том, что существующие представления о выделении архейской гнейсовой формации основаны на упрощенном подходе к данному вопросу. Отнесение железистых кварцитов, ассоциирующих с гнейсами, к наиболее древней (архейской) железисто-кремнистой формации сделано без всестороннего учета геологических данных по этим кварцитам. В сущности эта формация выделена на основе одного критерия — степени метаморфизма. Учет же всех геологических факторов, относящихся к условиям залегания этих кварцитов, их составу и строению, позволяет рассматривать кварциты, связанные с гнейсами, как более высокометаморфизованную фацию железисто-кремнисто-сланцевой формации курской серии. Возможно, железистые кварциты, связанные с гнейсами, отвечают лагунной фации железисто-кремнисто-сланцевой формации курской серии, что подтверждает локальный характер распространения железистых кварцитов, связанных с гнейсовым комплексом. Такие представления о фациальной природе последних чрезвычайно важны и для объяснения своеобразного текстурного облика этих кварцитов. Надо заметить, что на KMA железисто-кремнистые формации достоверного архейского возраста неизвестны, а имеющиеся данные по геологии региона не позволяют однозначно утверждать, что кристаллические сланцы и гнейсы, отнесенные к обоянской серии, — архейские. По-видимому, в ряде случаев к обоянской серии (архею) ошибочно отнесены интенсивно метаморфизованные породы курской серии. Поэтому вопрос о границе между археем (обоянской серией) и протерозоем во многих случаях проблематичен и требует уточнения. Решение его только на основе степени метаморфизма пород слишком упрощено.

Относительно вопроса о том, почему породы железисто-кремнистой формации, связанной с курской серией, оказались интенсивно метаморфизованными в пределах периферических частей региональных протерозойских структур, где метаморфизм соответствует гранулитовой фации, следует указать, что в последнее десятилетие украинскими геологами установлено, что в метаморфических толщах Украинского кристаллического щита на одном стратиграфическом уровне по латерали наблюдается усиление степени метаморфизма от синклинальных структур в направлении обрамляющих их антиклиналей. Очевидно, антиклинальные структуры, отвечающие периоду заложения и развития протерозойских геосинклинальных трогов, срединным поднятиям и кратоновой раме, отличались повышенной тепловой проницаемостью.

Железистые кварциты яковлевской и белгородской подсвит выделены в самостоятельные железисто-кремнисто-кластогенную или железисто-кремнисто-сланцево-карбонатную формации. Необходимо отметить, что отнесение железистых кварцитов упомянутых подсвит к кластогенным образованиям находится в противоречии и не увязывается со следующими данными:

1) железистые кварциты яковлевской и белгородской подсвит ассоциируют с такими же вмещающими породами, что и кварциты курских подсвит: они подстилаются и перекрываются черными пиритоносными филлитовыми сланцами, а местами и содержат в себе их прослои;

2) ассоциация с железистыми кварцитами яковлевской и белгородской подсвит конгломератов не является присущей только кварцитам этих горизонтов; конгломераты отмечены также и в основании верхнекурской железисто-кварцитовой пачки (Чернянское месторождение); наши полевые наблюдения показывают, что псефитовые текстуры достаточно широко распространены и в самых железистых кварцитах, относимых к курской серии, т. е. в железистых кварцитах железисто-кремнисто-сланцевой формации; эти обломочные текстуры представляют собой миниолистостромы, образование которых связано с проявлением подводных оползней;

3) железистые кварциты яковлевской и белгородской подсвит характеризуются структурно-текстурной общностью с железистыми кварцитами нижней и верхней курских подсвит.

Различия этих признаков в кварцитах верхних подсвит, относимых к кластогенной формации, и нижних подсвит, отождествляемых с хемогенной железисто-кремнисто-сланцевой формацией, не больше, чем в кварцитах разных стратиграфических горизонтов внутри последней. В целом железистые кварциты верхних подсвит (яковлевской и белгородской) характеризуются такими же гранобластовыми структурами, что и кварциты нижних подсвит. Прослои пород типа метаконгломератов и метапесчаников встречаются в тех и в других, в частности в кварцитах нижних подсвит они отмечались на Чернянском и Погромецком меторождениях. Столь же слабо обосновано отнесение железистых кварцитов белгородской подсвиты к железисто-кремнистой карбонатной формации, основанное якобы на широком развитии во вмещающих кварциты этой пачки толщах карбонатных пород (мраморизованные известняки и доломиты). Кстати отметим, что небольшой мощности карбонатные породы имеются и в толще образований, вмещающих железистые кварциты курских подсвит (Ольховатское месторождение).

В связи с этим заметим, что для выделенной Л.Н. Формозовой карбонатной итабириговой формации (Бразилия) характерны не только мраморизованные известняки и доломиты во вмещающих итабириты породах; они присутствуют и в самой толще итабиритов, где образуют переслаивание с ними. В наших условиях в белгородской подсвите железистых кварцитов, относимой к карбонатной железисто-кремнистой формации, карбонатных пород не содержится. Нет их и в породах, непосредственно вмещающих железистые кварциты, которые ассоциируют здесь с весьма слабо метамор-физованными углисто-глинистыми сланцами (филлитами), часто имеющими аргиллитоподобный облик. Карбонатные породы (метаморфизованные известняки) отделены от железисто-кварцитовой подсвиты мощной (до 200—300 м) толщей филлитов и алеврофиллитов. Поэтому «влияние» их на формационную природу железистых кварцитов белгородской подсвиты не больше, чем на другие подсвиты железистых кварцитов, присутствующих в протерозойском разрезе КМА.

Таким образом, из сказанного следует, что железистые кварциты яковлевской и белгородской подсвит по парагенезису с вмещающими породами совершенно тождественны железистым кварцитам курских подсвит, относимых к сланцевой железистокремнистой формации. К тому же известные железисто-кварцитовые подсвиты KMA приурочены к единому структурно-вещественному комплексу протерозоя, представленному в главной своей части терригенными образованиями (филлитами, алеврофиллитами, метапесчаниками при подчиненной роли карбонатных пород). K этому следует добавить, что отмеченная выше близость железистых кварцитов яковлевской и белгородской подсвит с железистыми кварцитами курских подсвит подчеркивается полной литологической общностью и особенно с силикат-магнетитовыми разновидностями последних. Поэтому отнесение одних подсвит (нижних двух) к сланцевой, а других (верхних) к кластогенной или карбонатной формациям представляется неправомерным и не согласующимся со всей совокупностью геологических фактов. Железистые кварциты всех четырех подсвит протерозойского разреза KMA представляют собой образования единой железисто-кремнисто-сланцевой формации, являясь ее составными частями.

В целом с учетом приведенных данных нами предлагается на KMA выделять две формации: железисто-кремнисто-метабазитовую — аналог киватинской формации по Л.Н. Формозовой и алгоманской по Гроссу, и железисто-кремнисто-сланцевую, параллелизуемую большинством исследователей с криворожской формацией.