Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.
Яндекс.Метрика

Содержание

В ходе выполнения работ по проекту в 2017 году проводилось изучение метаосадочных толщ Ветреного Пояса токшинской и калгачинской свит. Для восстановления возможной истории развития палеопротерозойской структуры Ветреный Пояс, расположенной в юго-восточной части Фенноскандинавского щита, на границе двух геоблоков Карельской гранит-зеленокаменной области и Беломорского подвижного пояса. Проводилось петрографо-геохимическое изучение терригенных толщ нижней части разреза. Ранее были получены результаты по метаосадочной токшинской свите, начинающей разрез Ветреного Пояса.

 

Схема распространения токшинской свиты (оставлено по материалам Куликова В.С.)Схема распространения токшинской свиты (оставлено по материалам Куликова В.С.)

Преимущественно терригенные отложения токшинской свиты с резким стратиграфическим несогласием перекрывают породы саамского комплекса в пределах Водлозерского геоблока, а также лопийские зеленокаменные пояса. Породы свиты наиболее широко развиты в юго-восточной части Ветреного Пояса. В северо-западной части породы распространены локально, возможно, заполняют впадины саамия фундамента Восточно-Европейской платформы.

По результатам проведенной детальной документации обнажений района г., было установлено, что основу разреза составляют рассланцованные кварциты от молочно-белых до розово-серых. Главным минералом является кварц, другие минералы (серицит, гематит, эпидот?, фуксит) встречаются в виде небольших примесей (до первых процентов) и относятся к второстепенным, либо к акцессорным.

    При петрографическом изучении пород токшинской свиты установлено, что листочки слюды в кварцитах ориентированы согласно с рассланцеванием пород, зерна кварца, содержания которых доходит до 95%, варьируют по размеру.Слюды (мусковит, фуксит, серицит) варьируют как по содержанию (от первых процентов до их полного отсутствия), так и по составу. Встречаются кварциты с содержанием гематита до 5%. Структуры пород гранобластовые и лепидогранобластовые. Иногда, за счет укрупнения зерен кварца, на фоне мелкозернистой массы встречаются порфиробластовые разности.

Обнажение кварцитов токшинской свиты в районе г. Двойная. Водлозерский национальный паркОбнажение кварцитов токшинской свиты в районе г. Двойная. Водлозерский национальный парк

Гранобластовая структура кварцита. Ser - серицит, 
Q - кварц. Фото при 2 николяхГранобластовая структура кварцита. Ser - серицит, Q - кварц. Фото при 2 николях

Элементный состав метатерригенных пород, выполненный методом мокрой химии в геохимической лаборатории ГИН РАН подтверждает результаты их макроскопического и петрографического изучения. Он обусловлен кварцем и слюдами. На петрохимической диаграмме Юдовича Я.В (1996), основанной на фемичности и щелочности, породы попадают в поле развития кварцитов. На петрохимической диаграмме Предовского А.А. (1980) для отличия обычных граувак от аркозов по глиноземистому модулю, породы свиты отвечают аркозам.

На петрохимической диаграмме Неелова А.Н. (1980) для метаморфических осадочных и смешанных пород отобранные образцы отвечают слабожелезистым мономиктовым (кварцевым) псаммитолитам, ультрасилицитам.

        Для определения возможных источников сноса при формировании кварцитов токшинской свиты, была отобрана проба на юго-восточном склоне г. Двойная, из которой были выделены цирконы в лаборатории института Геологии и геохронологии докембрия РАН. В изотопном центре исследований Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. Карпинского было проведено U-Pb изотопное датирование 114 детритовых цирконов. При измерениях использовалась система лазерной абляции в комплекте с эксимерным лазером DUV 193 (Lambda Physic Compex) совместно с элементным высокоразрешающим, высокочувствительным масс-спектрометром ThermoQuest Finnigann MAT ELEMENT-2. При анализе результатов из рассмотрения были исключены 24 циркона, так как по ним получены дискордантные значения возрастов; коэффициент дискордантности превысил 10%).

Обломочные цирконы, выделенные из кварцитов токшинской свиты,
помещенные в шашку. Фото выполнено в лаборатории ВСЕГЕИОбломочные цирконы, выделенные из кварцитов токшинской свиты, помещенные в шашку. Фото выполнено в лаборатории ВСЕГЕИ

        Таким образом, анализировались данные, полученные по 90 цирконам, выделенным из пробы ТК-12-01. Цирконы отличаются между собой по морфологии, внутреннему строению, кавернозности. Диапазон значений возрастов

Фотографии обломочных цирконов в катодных лучах. 
Фото выполнено в лаборатории ВСЕГЕИФотографии обломочных цирконов в катодных лучах. Фото выполнено в лаборатории ВСЕГЕИ

цирконов колеблется в широком интервале: от 2654±38 млн лет до 3364±5 млн лет, т.е. все возраста детритовых цирконов соответствуют архею (неоархею, мезоархею и палеоархею).

Сделанные выводы относительно источников обломочного материала, принимавших участие в образовании кварцитов токшинской свиты, согласуются с геохронологическими данными по Каменноозерской зеленокаменной структуре (Сумозерско-Кенозерский зеленокаменный пояс), ближайшей из лопийских зеленокаменных структур к Ветреному Поясу. Мафит-ультрамафитовая нижняя часть разреза (комчинская и кумбуксинская свиты) Каменноозерской структуры образовалась примерно 2900 млн лет: коматииты - 2916±117 млн лет (Sm-Nd возраст) и базальты – 2892±130 млн лет (Pb206/Pb207 возраст). Приведенные датировки соответствуют возрасту детритовых цирконов третьей возрастной группы из токшинской свиты (2919±7,6 млн лет), источником которых предположительно были лопийские зеленокаменные толщи, что и подтверждается данными по Каменноозерской структуре. Источником цирконов второй возрастной группы (2824±4,5 млн лет) могли быть образовавшиеся позже породы каменноозерской толщи (от основных до кислых) и адакиты вулкано-плутонической серии, которые отнесены к островодужному комплексу и имеют возраст 2875±2 млн лет и 2876±6 млн лет. Самые молодые цирконы (пиковое значение 2755±1,9 млн лет) в состав кварцитов токшинской свиты могли попасть при разрушении интрузивного гранитного комплекса Каменноозерской структуры (Хижозерский, Вожмореченский, Солотозерский и Лексинский массивы) и дайкового комплекса пород кислого-среднего составов. Самый же молодой циркон имеющий возраст 2654±38 млн. лет возможно попал во состав кварцитов при разрушении комплексов гранитоидов окраины Водлозерского блока, что в свою очередь позволяет провести нижнюю возрастную границу, после которой началось накопление кварцитов токшинской свиты.

Гистограмма распределения возрастов детритовых цирконов из кварцитов токшинской свиты.Гистограмма распределения возрастов детритовых цирконов из кварцитов токшинской свиты.

Таким образом:

–  Токшинская свита залегает в основании разреза палеопротерозойского зеленокаменного комплекса и сложена зрелыми терригенными образованиями — кварцевыми конгломератами, аркозами, кварцевыми гравелитами, полимиктовыми песчаниками, что указывает на ее возможное формирование в условиях литорали (конгломераты и гравелиты) и сублиторали (песчаники) и дает основание утверждать о заложении структуры Ветреного Пояса на континенте.

–  Источником обломочного материала для формирования токшинской свиты служила Карельская гранит-зеленокаменная область, на что указывает анализ распределения возрастов детритовых цирконов из кварцитов. Пиковые значения возрастов детритовых цирконов соответствуют основным тектоно-магматическим циклам лопия Карелии:

3150 – 2900 ±0,5 млн лет – формирование нижних мафит-ультрамафитовых (коматиит-базальтовых) толщ зеленокаменных комплексов; 2900 – 2750±0,5 млн лет – образование верхних частей разрезов (андезит-риолитовых) зеленокаменных комплексов; 2750-2600±0,5 млн лет – внедрение в лопийские зеленокаменные комплексы гранитоидных массивов. Данный вывод подтверждается и материалами изотопного датирования разных частей разреза рядом расположенной Каменноозерской зеленокаменной структуры.

-  Литологический состав, текстурно-структурные особенности, возрастной диапазон детритовых цирконов из кварцитов токшинской свиты свидетельствуют о ее формировании в условиях рифтогенеза в пределах Карельского блока. На обстановку континентального рифтогенеза указывает и геохимический состав прорывающих отложения токшинской свиты интрузивных тел (дайки и интрузии габбро-диабазовой и габбро-норитовой формаций), фиксирующих условия растяжения. Магматические породы габбро-норитовой формации отличаются повышенными титанистостью и щелочностью, пониженными содержаниями Mg, Cr, Ni, что указывает на формирование в условиях континентального рифтогенеза. Эти породы пересечены жилами ультрабазитов щелочно-ультраосновного состава, которые также типичны для континентальных рифтов.

- Структура Ветреного Пояса заложилась на рубеже не древнее 2654±38 млн. лет за счет разрушения структурно-вещественных комплексов Карельской гранит-зеленокаменной области (КГЗО). Об этом свидетельствует анализ кварцитов токшинской свиты и выделенных из ее состава цирконов. Пиковые U-Pb возраста детритовых цирконов отвечают основным событиям в геологической истории развития КГЗО 2,7, 2,8 и 2,9 млрд лет.

Достаточно интересные выводы, сделанные по результатам изучения детритовых цирконов токшинской свиты, подтолкнули авторов к изучению детритовых цирконов калгачинской свиты, расположенной в средней части разреза осадочно-вулканогенного комплекса.

Коренные выходы калгачинской свиты подробно описаны [Шибко, 1983] в Карельской части Ветреного Пояса оз. Левушка, а также, в районе оз. Калгачинского и оз. Пелозеро в пределах Архангельской части пояса [Земная кора…, 1983].Наиболее полный разрез вскрыт буровыми скважинами в районе р. Лужма, оз. Масляное, в верховьях р. Тунуда. По данным [Государственная геологическая карта…, 2001] он характеризуется грубым переслаиванием валунно-галечных, мелкогалечных метаконгломератов, метаконгломератобрекчий с варьирующим содержанием обломков.

Распространённость калгачинской свиты. Составлено по материалам Куликова В.С.Распространённость калгачинской свиты. Составлено по материалам Куликова В.С.

 В редких случаях отмечаются маломощные прослои метатуфопесчаников и метагравелитов. Отличительной чертой метаконгломератов калгачинской свиты является резкое преобладание обломков гранитоидного состава и туфо-песчанистый цемент. Среди обломков гранитоидные породы составляют 90-95%, в их составе отмечаются плагиограниты, плагиогранито-гнейсы, гранит-аплиты, пегматиты. Кроме гранитоидов, встречаются единичные гальки кварца, основных метавулканитов, кварцитов. Содержание обломков достигает 70% объема породы.

Окатанность — от хорошо- до угловатых окатанных и не окатанных, сортировка практически отсутствует. Цементирующая масса – туфопесчанистая, иногда неясно горизонтальнослоистая кварц-эпидот-хлоритового, кварц-мусковитового, кварц-мусковит-хлорит-альбитового, эпидот-кварц-альбит-амфиболового состава. Установленная мощность калгачинской свиты не менее 100 м.

Схематическая геологическая карта Киричской вулкано-тектонической структуры.
(Составлено по материалам госгеолкарты 1: 200 000 P-37-VII-VIII Сергиево, 2001г.)
Схематическая геологическая карта Киричской вулкано-тектонической структуры. (Составлено по материалам госгеолкарты 1: 200 000 P-37-VII-VIII Сергиево, 2001г.) В районе оз. Левушка на площади около 3 км2 обнажаются полимиктовые конгломераты, при описании которых была установлена тесная связь состава обломочного материала с подстилающим субстратом. Имеются гравийные зерна, гальки (от мелких до крупных) и валуны размером 30х40 см. Цемент (от 30% до 10% объема породы) – аркозовый или хлоритовый. Наблюдается ритмичность, которая выражена сменой прослоев с цементом аргиллитового и алевролитового составов от крупных (40–60 см) до мелких (1–10 см) [Государственная геологическая карта…, 2001]. Состав обломочной части следующий: граниты (80–90%), в том числе биотит-кварц-полевошпатовые средне- и крупнозернистые, светло-серые с голубоватым кварцем и хлоритизированным биотитом; метадолериты (около 5%). Реже встречаются гальки и валуны габбро, единичные гальки кварца. Окатанность обломков крайне неравномерна. По петрографическому составу в конгломератах выделена галька следующих пород: крупнозернистых и гигантозернистых плагиогранитов, метабазальтов, метагаббро, а также кварцевые гальки. Цементом конгломератов является плагиоклаз-кварцевый материал, состоящий из неокатанных и плохо окатанных зерен кварца и плагиоклаза и эпидот-актинолитового, и карбонат-альбит-хлорит-эпидотового цемента. Конгломераты падают на север (аз. пад 355°) под углом 40°. Такое же падение имеет сланцеватость пород [Шибко, 1983].

Обнажение метаконгломератов калгачинской свитыОбнажение метаконгломератов калгачинской свитыОбломки конгломератов представлены в основном галькой гранитного, реже диоритового составов. По разрезу обнажений (в интервале одного метра) наблюдается резкая смена размера и формы галек. Внизу гальки небольшого размера (2-3 см), уплощенные (отношение длины к ширине составляет от 2 до 5), вверх по разрезу их размер увеличивается до 7-10 см, форма приближается к сферической (отношение длины к ширине от 1,5 до 2 . В конгломератах наблюдается полосчатость с ориентировкой: аз. пад. 10-30о, <10-20. Отмеченные закономерности, скорее всего, свидетельствуют о достаточно быстрой смене режима осадконакопления, что связано с резким обмелением морского бассейна.

При петрографическом изучении было установлено, что основная масса галек из конгломератов представлена гранитами, основными минералами являются: плагиоклаз-альбит, частично соссюритизированный, кварц и мусковит. Петрографо-геохимические данные, полученные из выделенных галек метаконгломератов калгачинской свиты  K2O (максимум 0,4%). Это в совокупности указывает на трондьемитовый состав. Характер к хондриту, имеет плавное понижение кривой распределения от легких элементов в сторону тяжелых.

Микрофотографии метаконгломератов калгачинской свит. Q – кварц, Pl – плагиоклаз. Фото при 2 николях.Микрофотографии метаконгломератов калгачинской свит. Q – кварц, Pl – плагиоклаз. Фото при 2 николях.

        За отчетный период (2018 г) участниками проекта был проведен сбор и обобщение опубликованных изотопно-геохронологических данных по Серво-Западу России и востоку Финляндии по наиболее репрезентативным структурам, включая зеленокаменные образования Карельской гранит-зеленокаменной области и Беломорского подвижного пояса, которые непосредственно обрамляют структуру Ветреный пояс.

        Проведенное комплексное изучение опорных обнажений терригенных пород кожозерской свиты, расположенной, в средней части разреза Ветреного пояса, позволило установить существенные неоднородности ее строения как в разрезе, так и по латерали – от зеленных сланцев и карбонатов, до олигомиктовых кварцитопесчаников. Были установлены петрографо-геохимические особенности пород свиты. Впервые был получен возраст детритовых цирконов, выделенных из олигомиктовых кварцитопесчаников кожозерской свиты. Методом LA-ICP-MS было продатировано 69 зерен. Основная часть детритовых цирконов имеет 207Pb/206Pb возраст в интервале 2730-2800 млн лет. Согласно распределению РЗЭ в цирконах они являются магматическими. В качестве источника обломочного материала для формирования пород кожозерской свиты могли послужить гранитоиды Сумозерско-Кенозерской структуры.

Карбонаты кожозерской свиты в районе г. Хозега. Ветреный поясКарбонаты кожозерской свиты в районе г. Хозега. Ветреный пояс

 

Карбонаты кожозерской свиты при поляризованном свете. Ув. 5ХКарбонаты кожозерской свиты при поляризованном свете. Ув. 5Х

Кварцитопесчаники кожозерской свиты мыс. Плитный. Ветреный поясКварцитопесчаники кожозерской свиты мыс. Плитный. Ветреный пояс

Кварцитопесчаники кожозерской свиты в поляризованном свете. Ув.10Х.Кварцитопесчаники кожозерской свиты в поляризованном свете. Ув.10Х.

        Впервые было установлено, что аркозовые метагравелиты, относимые ранее к верхней части разреза кожозерской свиты (согласно объяснительной записке к Госгеолкарте-200), представляют собой сильно дислоцированные двуполевошпатовые гранитоиды. Методом TIMS в лаборатории КНЦ РАН авторами впервые получен U-Pb возврат по цирконам из этих гранитоидов, который составил 2,8-2,9 млрд лет.

Обнажение двуполевошпатовых гранитоидов в районе г. Вингора. Ветреный поясОбнажение двуполевошпатовых гранитоидов в районе г. Вингора. Ветреный пояс

Гранитоиды в районе г. Вингора. Ветреный пояс.Гранитоиды в районе г. Вингора. Ветреный пояс.

        Петрографо-геохимическое изучение пород виленгской свиты, залегающей в верхней части разреза Ветреного пояса, позволило установить неоднородность состава по разрезу. В основании преобладают терригенные породы с существенной примесью вулканогенного материала и относимые к метаграуваккам. Ближе к верхам разреза породы приобретают аркозовый облик и представляют собой кварцитопесчаники, что очевидно связано с изменениями в условиях седиментации и смене источников сноса.

Обнажение кварцитопесчаников виленгской свиты к северу от г. ГолецОбнажение кварцитопесчаников виленгской свиты к северу от г. Голец

Кварцитопесчаники виленгской свиты в поляризованном свете. Ув. 10ХКварцитопесчаники виленгской свиты в поляризованном свете. Ув. 10Х

Обнажения метаалевролитов виленгской свиты к ю-в от г. ГолецОбнажения метаалевролитов виленгской свиты к ю-в от г. Голец

 

Метаалевролиты виленгской свиты к ю-в от г. Голец.Метаалевролиты виленгской свиты к ю-в от г. Голец.

        Сравнение полученных основных возрастных пиков цирконов из терригенных пород телевинской (2703, 2731, 2785 млн лет) и лучломпольской (2718, 2779 млн лет) свит Печенгской структуры показывает их сходство. Это свидетельствует о размыве одних и тех же пород тоналит-трондъемит-гранодиоритового комплекса. Датировки совпадают с крупнейшим приростом 2.7 млрд лет континентальной коры за счет ювенильного материала.

Конгломераты телевинской свиты. Печенгская структураКонгломераты телевинской свиты. Печенгская структура

Гистограмма распределения возрастов телевинской свитыГистограмма распределения возрастов телевинской свиты

Гравелиты лучломпольской свиты. Печенгский районГравелиты лучломпольской свиты. Печенгский район

Гистограмма распределения возрастов лучломпольской свитыГистограмма распределения возрастов лучломпольской свиты