ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 1, с. 42-48
УДК 551
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНОГО ЖЕЛЕЗОНАКОПЛЕНИЯ В РАННЕМ ДОКЕМБРИИ
© 2009 г. О. Г. Лазур
Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: lazur@ilran.ru Поступила в редакцию 14.01.2008 г.
В статье рассматривается проблема связи железо-кремнистого накопления с вулканизмом на ранних этапах эволюции континентальной литосферы. Магнетитовые кварциты осадочно-вулканоген-ных зеленокаменных и глубокометаморфизованных комплексов раннего докембрия подразделены на вулканогенно-осадочный и осадочный генетические типы, выделен тип рудных лав и туфов, обогащенных магнетитом. Установлены основные черты эволюции железисто-кремнистого накопления в раннем докембрии и предложена схема развития процесса вулканогенного железонакопления. Разработаны принципы прогнозирования магнетитового оруденения в метаморфических, первично вулканогенно-осадочных и зеленокаменных комплексах раннего докембрия.
В раннем докембрии вулканогенно-осадочное железо-кремнистое накопление связано с вулканическими (зеленокаменными) зонами. Причем эта закономерность характерна как для глубокометаморфизованных, так и зеленокаменных комплексов. На примере Анабарского и восточной части Балтийского щитов выделяются два этапа вулканической активности, разделенные значительным перерывом и резкой структурной перестройкой: раннеархейский и позднеархейский со скользящей возрастной границей между ними (3.3-2.9 млрд лет) на разных щитах [Ранняя..., 1980; Горяинов, 1976; Докембрийские..., 1975; Конди, 1983; Лазур, 1986; Моралев, 1976; Розен и др., 1986, 2006].
Осадочно-вулканогенные комплексы раннего и позднего архея построены принципиально сходно: контрастная вулканическая ассоциация с выделенными подассоциациями в низах и дифференцированная ассоциация с подассоциациями в верхах вулканогенной части разрезов и завершающая существенно осадочная толща (рисунок).
Роль ультраосновных вулканических пород снижается от раннего (15-20%) к позднему (510%) архею, доля средних-кислых вулканитов, наоборот, возрастает от 20% до 40% (в среднем по вулканическим зонам) при примерно постоянном количестве основных вулканитов. Доля осадочных пород несколько возрастает в позднем архее (25%) по сравнению с ранним ( до 20%). Отмечаются значительные колебания в соотношении объемов вулканитов различного состава и осадочных пород в конкретных вулканических зонах, но в целом в раннеархейских зонах преобладают вулканиты контрастной ассоциации, в позд-
неархейских - дифференцированной ассоциации. Это вызвано, видимо, тем, что к началу позднего архея существовала уже довольно мощная оса-дочно-вулканогенная кора (15-20 км), и в зону магмообразования в условиях аномального теплового потока в первую очередь вовлекался ее материал, и лишь в мощных и глубоких зонах растяжения плавилась и верхняя мантия (как продукт ее плавления - коматииты и коматиитовые базальты). Кстати, в нижнепротерозойских вулканических зонах коматииты и коматиитовые базальты отмечаются значительно реже [Лучицкий и др., 1982].
В рамках каждой эпохи вулканиты толеито-вых серий сменяются известково-щелочными сериями. Причем, если в контрастной ассоциации известково-щелочные серии только намечаются ("зародышевые", по петрохимическим параметрам сопоставимые с толеитовыми островодуж-ными), то в дифференцированной ассоциации то-леитовые серии сменяются типичными известко-во-щелочными сериями обстановок сжатия. Петрохимические параметры базальтов, набор и соотношение вулканитов по разрезу позволяют выделять в вулканических комплексах ассоциации и подассоциации вулканитов. Ранне- и позд-неархейские вулканические комплексы построены однотипно. В период формирования комплексов в зонах условия растяжения периодически сменялись сжатием, и, соответственно, толеито-вые серии вулканитов сменялись известково-ще-лочными. Выделяются активная вулканическая и существенно седиментогенная стадии развития вулканических зон. В вулканическую стадию в зонах последовательно формируются контрастная и дифференцированная вулканические ассо-
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНОГО ЖЕЛЕЗОНАКОПЛЕНИЯ 43
шт» 1 ЦШ> 2 ШШШ 3
На рисунке 1-19 - месторождения: 1 - Далдынская группа, 2 - Костамукша, 3 - Контоккская группа, 4 - месторождения зоны Колмозеро-Воронья, 5 - Оленегорская группа, 6 - Чаро-Токкинский бассейн, 7 - Сутамская группа, 8 - Ду-динское, Холодниканское месторождения, 9 - бассейн Гхаап, 10 - бассейн Исуа, 11 - бассейн КМА, 12 - Истобнянская группа, 13 - Курско-Бесединская группа, 14 - бассейн Анимики, 15 - группа Фортескью, 16 - докиватинский уровень, 17 - бассейн Дхарвар, 18 - нижний Дхарвар, 19 - гнейсы Полуострова.
Положение в разрезе вулканических комплексов, масштабность и возраст основных месторождений железистых кварцитов.
1 - рудопроявления - мелкие месторождения; 2 - мелкие - средние месторождения; 3 - крупные месторождения - бассейны (возраст в млрд лет).
Положение в разрезе вулканических комплексов и возвраст основных месторождений железистых кварцитов
Возраст Породы Анабарс-кий Балтийский Алданский Родезийский Гренландский Воронежский мас. Канадский Индостан-ский
Поздний архей Ранний протерозой Вулканогенно- осадочная толна © © 1111111111111111111111 ||||||||||||||||||||| 11111 111111111111111111
© (Т7 2.4
Дифференцированная вулканическая ассоциация © ПШШШт» ПЛШПШЙ2 ™Л5> ТТТТТТПР» © 1ШШИШи> 2.7-2.9
Контрастная вулканическая ассоциация 11111111П>© шпшии»® 2.7-2.8
Ранний архей Вулканогенно- осадочная толна ПДЕ» шс» ЩИ" © ©
Дифференцированная вулканическая ассоциация (Г) Г?) ........ © [ппппгтт» ГП1 пга> 3.1-3.2 ТТТТГР^13 111111 .и»4—1' 3.5 ГТТГТТТГГГГ,— (19)
шшшши» НПННННШВ*' 3.5 нннншдр 3.2
> 3.2 > 3.1
Контрастная вулканическая ассоциация щп> шли», „
циации. Условиям растяжения соответствуют ультрабазит-базитовая подассоциация в контрастной и базитовая подассоциация в дифференцированной ассоциации. Начальным условиям растяжения в позднеархейских вулканических комплексах соответствует подстилающая существенно осадочная толща. В седиментогенную стадию в пределах отмирающих вулканических зон закладываются осадочные бассейны. Осадко-накопление в эту стадию сопровождается эпизодическими проявлениями бимодального (базальт-риолит) вулканизма. По петрохимическим признакам вулканиты контрастной ассоциации имеют мантийную природу, дифференцированной -мантийно-коровую. Механизм формирования вулканических зон представляется как сочетание
активного вулканизма в "горячих точках" над фронтом поднятий мантийных диапиров и внедрения комагматичных плутонических комплексов по периферии вулканических зон. На фоне эволюционного развития и роста мощности земной коры в вулканических комплексах позднего архея все более полно представлены дифференцированные вулканические ассоциации. На этом же фоне отмечается эволюция вулканических зон как вулкано-тектонических структур от площадных ареальных (типа "лунных морей") в раннем архее к существенно линейным прорифто-вым структурам в позднем архее и раннем протерозое, когда существовала достаточно мощная консолидированная земная кора [Лазур, 19906, 1994].
Рассмотрим положение магнетитовых пород (лав и туфов с магнетитом, магнетитовых кварцитов) в разрезах вулканических комплексов, изменение парагенезов вмещающих пород, характера и масштабов железонакопления в зависимости от залегания в конкретных вулканических ассоциациях и подассоциациях, существенно осадочных толщах, от характера развития вулканизма в зонах. Следует отметить, что рудные лавы и туфы с магнетитом в древних вулканических комплексах ранее не выделялись. Их аналоги в зеленокамен-ных комплексах и глубокометаморфизованных метавулканических толщах необходимо искать среди амфиболитов и зеленых сланцев, обогащенных вкрапленным магнетитом [Лазур, 1986].
Закономерности размещения магнетитовых пород стратиформного типа в ранне- и позднеар-хейских зеленокаменных и глубокометаморфизованных метавулканических комплексах в принципе сходны: отмечается увеличение масштабности развития магнетитовых кварцитов в ряду контрастная - дифференцированная вулканические ассоциации - вулканогенно-осадочные толщи и, соответственно, в каждом члене этого ряда от раннего к позднему архею и к раннему протерозою. Интенсивность развития магнетитовых рудных лав и туфов также несколько увеличивается от контрастной к дифференцированной вулканической ассоциации. Опираясь на масштабность месторождений и проявлений магнетитовых кварцитов, можно констатировать, что в вулканитах контрастной ассоциации раннего ар-хея мы имеем лишь единичные рудопроявления, в позднем архее - мелкие месторождения (в даци-тах Костамукши, в амфиболитах зоны Колмозе-ро-Воронья); в дифференцированной ассоциации соответственно мелкие-средние и средние по масштабам месторождения. В раннем архее это мелкие и средние месторождения Оленегорской (Примандровской) группы на Кольском полуострове, в сумме составляющие крупный объект, в позднем архее - Лев-Толстовские, Истобнянско-Медведевские и другие аномалии КМА, месторождения округа Вермилион в Канаде и др. [Геология., 1972]. Наиболее крупные месторождения магнетитовых кварцитов сосредоточены в вулканогенно-осадочных толщах, причем масштабность железо-кремнистого накопления в них также возрастает от раннего к позднему архею (см. рисунок). Причем, если в вулканогенно-оса-дочных толщах раннего архея магнетитовые кварциты зачастую подстилаются или перекрываются вулканическими потоками, закономерно завершают циклы вулканической активности и относятся к вулканогенно-осадочному типу железо-кремнистого накопления, то в позднеархей-ских-раннепротерозойских осадочных толщах, завершающих разрез зеленокаменных поясов, практически нет следов вулканической активно-
сти. Размеры месторождений железистых кварцитов меняются от средних-крупных в раннем и позднем архее до крупных и уникальных в позднем архее-раннем протерозое (таблица). Подобные месторождения относятся к осадочному
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.