научная статья по теме НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫЕ КВАРЦИТЫ Геология

Текст научной статьи на тему «НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫЕ КВАРЦИТЫ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 1, с. 87-95

УДК 551

НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫЕ КВАРЦИТЫ

© 2009 г. А. В. Ильин

Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: Ilyin@keldysh.ru Поступила в редакцию 29.10.2007 г.

В докембрии выделяются две эпохи формирования железистых кварцитов - архейско-палеопроте-розойская (3.2-1.8 млрд лет) и неопротерозойская (0.85-0.7 млрд лет). Они несоизмеримы друг с другом по масштабам: палеопротерозойская Курская серия одноименной магнитной аномалии непрерывно прослеживается на 1500 км, а протяженность пластов неопротерозойских железистых кварцитов не превышает первых десятков км при мощностях, соответственно, до 200 м и не более 10 м. Древнейшие железистые кварциты локализованы на древних платформах, а неопротерозойские -преимущественно в пределах фанерозойских орогенных (подвижных) зон. Неопротерозойские железистые кварциты повсюду тесно ассоциируют с ледниковыми отложениями, причем в их пластах встречаются ледниковые дропстоуны. Местами они залегают непосредственно под тиллитами лапландского (мариноанского) оледенения (635 млн лет), но чаще - между гляциогенными толщами лапландского и предшествующего, стертского или рапитанского, оледенения (730-750 млн лет). Литологически неопротерозойские железистые кварциты довольно разнообразны, что определяется степенью метаморфизма, меняющегося от места к месту от низких ступеней зеленосланцевой фации вплоть до гранулитовой. Соответственно рудный компонент представлен преимущественно либо гематитом, либо магнетитом. По распределению РЗЭ, индексу Co+Ni+Cu выявляется влияние гидротермальных источников железа, которое, однако, уступало по значимости континентальному сносу. Накопление железа в морской воде происходило в течение самих оледенений, а минерализация - на самых начальных этапах постгляциальных трансгрессий.

Железистые кварциты представляют основную, практически наиболее значимую железорудную формацию, являясь во многих странах сырьевой базой черной металлургии. Издавна было замечено, что они являются принадлежностью глубоких горизонтов докембрия. Накопление железных руд, как и многих других полезных ископаемых, происходило в истории Земли периодически [Страхов, 1947, 1949; Холодов, Бутузо-ва, 2004 а, б], причем в докембрийских железистых кварцитах сосредоточено неизмеримо большее количество железа, чем в фанерозойских месторождениях.

Возраст железистых кварцитов определяется лишь методами абсолютной геохронологии. Благодаря прогрессу в этой отрасли геологии, достигнутой в конце прошлого-начале нынешнего столетия, в частности, совершенствованию методов изотопного датирования (ЯЪ/Бг, 207РЪ/208РЪ, 206РЪ/238и, 207РЪ/235и, Яе-О, Ьи-Ш и др.), возраст железистых кварцитов был надежно установлен. При этом нижний возрастной предел железорудных формаций определяется по обломочному циркону, заключенному либо в самих кварцитах, либо в соседних по разрезу породах, а верхний -по циркону, монациту, бадделеиту и другим минералам, в прорывающих интрузивных образованиях.

По многочисленным датировкам в глобальном масштабе выделяются два возрастных семейства кварцитов. Первое, к которому принадлежат все давно известные эксплуатируемые месторождения и железорудные бассейны (Кривой Рог, Курская магнитная аномалия, Хаммерсли, озеро Верхнее и многие другие), захватывающее огромный промежуток времени от 3.2 до 1.89 млрд лет [Klein, Beukes, 1997] и второе, выявившееся сравнительно недавно, неизмеримо меньшее по масштабам, но широко распространенное на Земле и четко выраженное во времени, в интервале от 0.85 до 0.7 млрд лет. Первое, в соответствии с международной стратиграфической шкалой (2004 г.) следует именовать архей-ско - палеопротерозойским, а второе - неопротерозойским, точнее, относить к криогенному периоду неопротерозоя, длившемуся от 0.85 до 0.63 млрд лет (рис. 1). Помимо возрастного положения месторождений, бассейнов, рудоносных формаций рисунок иллюстрирует также их масштаб, т.е. количество заключенного в них железа относительно бассейнов Хаммерсли и Курской магнитной аномалии, принятых за максимум. При этом использованы данные [Klein, Beukes, 1993].

Возможно, что возрастной интервал древнейшего семейства железистых кварцитов значительно уже, чем указанный выше. Кварциты Африки (Витватерсранд) и Южной Америки (кратон Сан-Франциско), датированные лишь Rb/Sr мето-

эон

<

ЭРА

« о

со О ft <U

н о

U

к

« о

со О

л

U

н

о &

о

« о

со

о ft <U

н о

о

U

н

te

с

«

<u и ft св

о

<U

к

«

U и ft

о

«

U и ft

О U

н С

«

<U и ft

О

m

Система

Эдиакарская

Криогенная

Тонианская

Возраст, млн лет

- 542 -

- 630 -

- 850 -

1000-

1600-

2500

2800

3200

3600

h "3

- 4 - 5

-6 -7

-8 - 9 - 10

- 11

Рис. 1. Размещение железистых кварцитов в геологическом времени.

1-3 - неопротерозойские железистые кварциты: 1 -Эрзинский бассейн, 2 - группы Рапитан, 3 - бассейн платформы Янцзы; 4-11 - палеопротерозойские-ар-хейские железистые кварциты (бассейны): 4 - Криворожский, 5 - озера Верхнее, 6 - Хаммерсли, 7 - Курской магнитной аномалии, 8 - Ийлгарн, 9 - Венесуэлы, 10 - Зимбабве, 11 - Витватерсранд.

дом по валовым пробам [Klein, Beukes, 1993] вероятно не древнее 2.8 млрд лет, а возраст железорудной формации Ган Флинт провинции озера Верхнее, определенный U/Pb методом по циркону составляет 1898±1 млн лет [Young, 2002], т.е. интервал сужается до 2.8-1.89 млрд лет. В любом случае "пик" древнейшего железонакопления приходится на пограничную часть архея и протерозоя.

Стимулом для написания данной статьи послужило открытие в середине прошлого века автором и В.М. Моралевым Эрзинского бассейна железистых кварцитов в Туве [Ильин, Моралев, 1956], прослеженного затем в Монголию. Памяти Валерия Михайловича Моралева эта статья посвящается.

Эрзинский железорудный бассейн, следуя господствовавшим полвека тому назад представлениям "ничтоже сумняшеся" был причислен к ар-хею [Ilyin, Moralev, 1958], а совсем недавно породы, непосредственно вмещающие железистые кварциты бассейна были датированы по исследованиям 16 проб цирконов 206pb/238U методом в интервале 767±15 млн лет [Козаков и др., 2005; Salnikova et al., 2001]. Неопротерозойский возраст эрзинских кварцитов следует также из сопоставлений с другими регионами [Jiafu et al., 1987; Klein, Beukes, 1993; Young, 2002].

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ

Неопротерозойские железистые кварциты распространены довольно широко на всех континентах. На рис. 2 показаны лишь те из них, для которых различными авторами [Jiafu et al., 1987; Klein, Beukes, 1993; Young 2002 и др.] достоверно установлена принадлежность к неопротерозою -либо по данным изотопной геохронологии, либо по положению в стратиграфическом разрезе среди заведомо неопротерозойских отложений. Для многих других месторождений железистых кварцитов возраст остается неясным и они не показаны на рисунке. К таковым относятся месторождения на юго-востоке Восточного Саяна [Бутов, 1996], западного Казахстана, центральной Монголии, северных и южных хребтов Тянь-Шаня, соответственно в России, странах Средней Азии и Китае [Бушинский, 1966], севера Индии (Низкие Гималаи), Скандинавии (на восточной границе каледонид), северо-западной Африки (синеклиза Таудени), южной окраины кратона Сан-Франциско в Бразилии [Dorr, 1973] и др. В пределах России наиболее многочисленные месторождения неопротерозойских железистых кварцитов сконцентрированы на юге Дальнего Востока - в Буре-инском, Хангайском, Омолонском массивах и Мало Хинганском районе [Архипов, 2007]. Во всех перечисленных регионах неопротерозойский воз-

Рис. 2. Размещение неопротерозойских железистых кварцитов.

I - формация Тиндир, Аляска, США, 2 - группа Рапитан (Канада), 3 - формация Кингстон Пик (Калифорния), 4 - серия Джакодиго (Бразилия), 5 - серия Урукун (Бразилия), 6 - серия Гара (Того), 7, 8 - ороген Дамара, Намибия (7 -серия Чуос, 8 - серия Дамара), 9 - месторождение Джазир, Оман, 10 - Яматинское месторождение, Бурятия, Россия,

II - проявление Бурен (Тува), 12 - Эрзинский бассейн (Тува, Монголия), 13 - рудоносная свита Малого Хингана, Россия, 14 - рудоносная свита оз. Ханка (Россия), 15-18 - железистые кварциты платформы Янцзы (15, 16 - северный пояс, 17, 18 - южный пояс), 19 - серия Юднамутана (Австралия), 20 - месторождения восточной части "геосинклинали" Аделаида.

раст железистых кварцитов более вероятен, чем архейско-палеопротерозойский.

В противоположность архейско-палеопроте-розойским железистым кварцитам, локализующимся исключительно в пределах древних платформ - Русской, Северо-Американской и др. и щитов, Украинского, Балтийского, Алданского и др. - неопротерозойские кварциты встречаются в фанерозойских подвижных зонах или орогенах -Пан-Африканской, Бразильяно-Африканской, Са-яно-Байкальской, Дамарской и др.

Неопротерозойские железистые кварциты широко распространены на платформе Янцзы, которую китайские тектонисты называют подвижной ("flexible") в отличие от Северо-Китай-ской, жесткой ("rigid") [Ильин, 1983]. Платформа Янцзы лишена архейского и палеопротерозой-ского основания, чем принципиально отличается от древних платформенных структур. По суще-

ству она представляет собой весьма обширную синийскую карбонатную платформу, на которой широко развиты синийско (неопротерозойско)-раннепалеозойские карбонатные породы.

Платформа Янцзы является наиболее крупным вместилищем неопротерозойских железистых кварцитов. Они формируют здесь пояса -северный и южный. Первый приурочен к южной окраине поднятия Цзяннань, протягиваясь из провинции Цзянси в Хунань и далее в Гуанси. Второй расположен по северо-западному обрамлению Катазиатского поднятия, прослеживаясь из провинции Фуцзян в Гуандун. Палеогеографически оба поднятия представляли собой низменную сушу в пределах обширного морского бассейна платформы [Ла1и е! а1., 1987].

Протяженность северного и южного поясов около 1300 км каждого. В их пределах известно несколько довольно крупных эксплуатирующих-

ся месторождений, представляющих основной источник железных руд Китая. Пласты железистых кварцитов, достигая нескольк

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»