ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2008, № 3, с. 313-334
УДК 551.263:551.71(470)
КАЛЬЦИФИР-МЕТАБАЗИТ-ГНЕЙСОВЫЕ ЖЕЛЕЗИСТО-КРЕМНИСТЫЕ ФОРМАЦИИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОГО КРАТОНА
© 2008 г. Н. В. Аксаментова
Институт геохимии и геофизики НАН Беларуси Беларусь, 220141 Минск, ул. Купревича, 7;
E-mail: aksam@igig.org.by Поступила в редакцию 21.05.2007 г.
Приводится характеристика наименее изученных железорудных образований Восточно-Европейского кратона - архейских кальцифир-метабазит-гнейсовых железисто-кремнистых формаций, являющихся характерным членом разреза гранулитовых комплексов Украинского щита, Белорусско-Прибалтийского региона, Воронежского кристаллического массива. В составе этих формаций преобладают разнообразные метаседиментогенные породы - глиноземистые гнейсы, силикатно-маг-нетитовые, магнетитовые и безрудные кварциты, эвлизиты, кальцифиры, мраморы, ассоциирующие с метавулканитами. Впервые обобщены данные по химическому составу метаседиментогенных пород и реконструирован (с использованием программы MINLITH) возможный их первичный минеральный состав. Показано, что первоначально они, по-видимому, представляли собой литогенети-ческие серии, включающие связанные постепенными переходами и геохимической общностью осадки: от тонкозернистых терригенных невысокой степени зрелости до обедненных терригенным материалом хемогенных - железисто-кремнистых, железисто-кремнисто-карбонатных, кремнисто-карбонатных и карбонатных. Ассоциация предполагаемых первичных минералов указывает на осадконакопление в центральных частях крупных палеобассейнов в восстановительной среде при дефиците кислорода и избытке С02. Литологические особенности формаций разных регионов отражают, очевидно, разную удаленность областей седиментации от зон разгрузки подводных гидротерм и источников сноса терригенного материала, а сами формации в современном эрозионном срезе фундамента представляют собой метаморфизованные фрагменты латерально-фациальной зональности отложений архейских осадочных бассейнов (или единого бассейна) ВосточноЕвропейского кратона. Специфика состава кальцифир-метабазит-гнейсовых формаций - повышенная марганцовистость пород - отличает их от других железисто-кремнистых формаций раннего докембрия Восточно-Европейского кратона.
Кальцифир-метабазит-гнейсовые железисто-кремнистые формации представляют собой особый тип обширной группы железорудных формаций докембрия, относящихся к классу седименто-генных кремнистых формаций - вулканогенно-кремнистых, отдаленно-кремнистых, железисто-кремнистых, кремнисто-сланцевых и др., возникавших на протяжении всей геологической истории, начиная с архея [Шатский, 1954; Семененко и др., 1956; Формозова, 1968; Хворова, 1968 и др.]. Термин кремнистая формация "применяется в широком смысле для обозначения различного материала, обогащенного кремнеземом, вне зависимости от степени кристалличности" [Джеймс, Симс, 1975, с. 6] и фации метаморфизма пород, а наименования метаморфизованных железисто-кремнистых формаций даются исходя из названий входящих в их состав характерных парагенезисов пород [Шатский, 1954; Железисто-кремнистые..., 1988]. Основными типами вмещающих пород кальцифир-метабазит-гнейсовых формаций являются разнообразные гнейсы, кристаллические
сланцы и амфиболиты (метабазиты, метаультра-базиты) и метакарбонатные породы (кальцифиры), метаморфизованные в условиях гранулитовой фации. Первоначально эта формация выделялась под разными названиями: железисто-кремнисто-гнейсовая [Плаксенко и др., 1972], карбонатно-ме-табазитовая железисто-кремнистая [Ярощук, 1983], эвлизитовая [неопубликованные данные Л.И. Матрунчика с соавторами]. Настоящее название формации было принято большинством исследователей, изучавших железисто-кремнистые формации докембрия европейской части СССР в рамках всесоюзной комплексной межведомственной программы [Железисто-кремнистые., 1988].
В пределах Восточно-Европейского кратона кальцифир-метабазит-гнейсовые железисто-кремнистые формации развиты в составе гранулитовых комплексов ряда регионов (рис. 1), где они приурочены к зонам, разделяющим структурные области с различными формационными типами
Рис. 1. Схема распространения кальцифир-метабазит-гнейсовых железисто-кремнистых формаций гранулитовых комплексов на западе Восточно-Европейского кратона.
1 - Карельско-Курско-Криворожский зеленокаменный суперпояс; 2 - вулканогенные формации верхнего архея в пределах суперпояса; 3 - главные разломы; 4 - районы распространения кальцифир-метабазит-гнейсовых железисто-кремнистых формаций (цифры в кружках: 1 - Побужский, 2 - Курско-Бесединских аномалий, 3 - Рудьмянский, 4 -Йыхвисский, 5 - Ульястесский, 6 - Стайцельский); 5 - Белорусско-Прибалтийский гранулитовый пояс.
гранулитов. На западе Украинского щита это бугская серия, локализованная в Белоцерковско-Одесской шовной зоне [Ярощук, 1983], в Белорусско-Прибалтийском регионе - рудьмянская серия Беларуси [Геология..., 2001; Трусов, 2003] и стайцельская серия Латвии [Корнилов и др., 1983; Ветренников, 1991], располагающиеся в пределах узких зон, ограничивающих с востока и
запада Белорусско-Прибалтийский гранулитовый пояс, на Воронежском массиве - бесединская толща Курско-Бесединских, Комаричских и др. аномалий [Полищук, Полищук, 1978; Плаксенко и др., 1972] и брянская серия (ассоциация) [Крестин, 1980; Сиротин, Лебедев, 2001]. К этому же типу формаций, по-видимому, относятся вайва-расская и ульясстеская толщи Северной Эстонии,
метаморфизованные в условиях гранулитовой фации [Пуура и др., 1983], возраст которых обычно трактуется как протерозойский. До недавнего времени и бугская серия считалась нижнепротерозойской. Лишь в последние годы были получены надежные изотопные данные (>3.20 млрд лет ^ерапуик е! а1., 1988] и 3.1-3.6 млрд лет [ВМкоуа е! а1., 2000]), свидетельствующие о ее архейском, вероятнее всего, нижнеархейском возрасте. Архейский возраст имеют и гранат-биотитовые гнейсы бесединской толщи Воронежского кристаллического массива (3.42 млрд лет [СИегпувЯоу е! а1., 2000] и 3.18 млрд лет [Сиротин, Лебедев, 2001]). Для кальцифир-метабазит-гнейсовых формаций других регионов Восточно-Европейского кратона геохронометрические определения отсутствуют. Сходство же структурной позиции и однотипость породных ассоциаций позволяют предполагать, что и эти формации имеют архейский возраст.
Среди названных формаций наиболее изученной является железисто-кремнистая формация, входящая в состав бугской серии, которая вскрывается карьерами и многочисленными скважинами на глубине 60-80 м от поверхности. В остальных регионах мощность перекрывающих отложений больше и составляет 180-220 м в районе развития рудьмянской серии и бесединской толщи и 180-370 м на севере Эстонии; стайцельская серия вскрыта на глубине 688 м. Поэтому сведения о составе и строении формаций в этих регионах базируются на данных бурения и геофизических материалах. Вайвараская и ульястеская толщи вскрыты 50 скважинами на глубину от 20 до 260 м [Пуура и др., 1983]; бесединская толща в районе Курско-Бесединских аномалий - 30 скважинами [Щеголев, 1985] и стайцельская серия -2 скважинами, одна из которых прошла по железорудной толще 437 м [Ветренников, 1991]. В пределах распространения рудьмянской серии были пробурены 35 скважин, причем на участке Рудьма 14 скважин с проходкой по фундаменту 200-550 м, что позволило определить условия залегания железорудной толщи и построить детальные ее разрезы [Солодилова, 1998а; Трусов, 2003; Розен и др., 2006]. Ниже приводится краткая характеристика вещественного состава главных типов пород кальцифир-метабазит-гнейсовых формаций, а также результаты реконструкции их первичного состава, базирующиеся на использовании 340 валовых химических анализов пород для формаций всех регионов, за исключением КМА (не найдены в опубликованной литературе).
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ФОРМАЦИЙ
Кальцифир-метабазит-гнейсовые формации представлены разнообразными по составу и происхождению метаморфическими породами, среди
которых помимо типичных для гранулитовых комплексов основных кристаллических сланцев, амфиболитов и глиноземистых гнейсов широко представлены железистые кварциты, эвлизиты, кальцифиры, мраморы. Породы метаморфизова-ны в условиях гранулитовой фации умеренных или повышенных давлений (Т = 700-800°С, Р = 69 кбар), интенсивно дислоцированы и в той или иной степени чарнокитизированы и мигматизи-рованы. Формации разных регионов, несмотря на однотипность слагающих их породных ассоциаций, отличаются количественными соотношениями главных разновидностей пород и, в меньшей степени, их химическим составом. Наибольшее разнообразие пород характерно для бугской и рудьмянской серий, имеющих сходное строение и представляющих собой наиболее полные разрезы формаций. В вайвараской толще редки мета-базиты и отсутствуют мраморы и кальцифиры, но они представлены в распространенной поблизости ульястеской толще, которая может рассматриваться как часть разреза кальцифир-мета-базит-гнейсовой формации. Стайцельская серия является, по-видимому, фрагментом железорудной толщи, образованной магнетитовыми, гранат-био-тит-магнетитовыми, гранат-пироксен-магнетито-выми и безрудными пироксен-гранатовыми кварцитами. Минеральный состав всех пород за исключением метабазитов характеризуется большой изменчивостью, обусловленной как вариациями первичного состава пород, так и процессами перекристаллизации их при метаморфизме.
Метабазиты (амфибол-двупироксеновые, дву-пироксен-плагиоклазовые кристаллические сланцы основного состава, роговообманковые и пи-роксеновые амфиболиты) развиты по всему разрезу кальцифир-метабазит-гнейсовых формаций, но преобладают в подрудной толще [Ярощук, 1983; Железисто-кремнистые..., 1988]. На основании пластообразной формы залегания и петрохи-мических особенностей они обычно трактуются как первичные магматические, преимущественно вулканические породы основного состава. Ассоциирующие с железисто-кремнистыми породами метабазиты разных регионов имеют сходный химический состав (табл. 1, породы В1, В2, Я2, Л, и1), характеризующийся умеренно высоким содержанием БЮ2, варьирующей глино
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.