книги из ГПНТБ / Кулиш Е.А. Высокоглиноземистые метаморфические породы нижнего архея Алданского щита и их литология

установлено, что в кварцитах размер зерен кварца достигает 1,5 мм, в кващито-гнейсах - до 2 мм, а в конгломератах размер га­ лек до 10 см. По данным М.А.Великанова (1955),, скорость потоков до­

стигала в первом случав 0,5 м/сек, во втором - 0,6 м/сек и в третьем-

до 2 м/сек. Признаки докембрийских ( > 3,5 млвд.дет) речных потоков

установлены и в других регионах, В частности анализ литологии металлоносных конгломератов позволил установить их принадлежность к аллювиальным отложениям, среди которых устанавливается направле­ ние и контуры водотоков (Дю-Тойт,І957*и др.).

Более короткими были пути транспортировки материала при фор­

мировании вѳрхнетимптонской и тимптонской серий, сложенных менее дифференцированными вулканогенными образованиями. Высокоглиноземис­ тые продукты сносились преимущественно с поднятий внутри подвижной области, расположенных вблизи ' ; зон осадконакоплення.

Процессы транспортировки продуктов разрушения из питавшей об­

ласти в область седиментации приводят к изменению этих продуктов, что выражается в сортировке материала по крупнооти, удельному весу,

форме частиц, истиранив и окатывашв материала, к дифференциации

по степени их механической и химичеокой устойчивости”' Еместе с тем известно, что при переносе обломочного материала в аллввиалышх

условиях он не претерпевает значительных изменений в минералогичес­

ком отношении, несмотря на длительность и дальность переноса, незагвисимо от проходимых климатических зон (Казанский и др., 1967).

Области накопления осадков в своей основе являлись морскими

баосейнами, так как возникшие осадки имеют значительную дифферен­

фидные, боратовые, марганцевые и тому подобные образования^,Более высокие содержания бора в породах по сравнению о марком также под­ тверждают морское происхождение осадков (Гольдшмидт, Петерс, 1938f

282

Reynolds, 1965} Landexgren, 1945).

где интенсивно и постоянно воздействовали механическая работа воды

и химичеокое выветривание при у ч а с т и движущейся морокой воды , нри-

водквяиѳ в интенсивному разруиѳнив, окатыванию обломков, отбору стойких компонентов и их дифференциации по физическим свой ствам ,

обусловили накопление адѳоь обдомочннх кварцево-песчаны х отложений, обогащенных наиболее инертными к выветриванию и переносу минерала­

глиноземнотне породы ассоциируют о бнотжтовнмж, бжотжт-амфнболовыми породами и чарвокжтамж, представляющими метаморфизованные глины и глинистые м ергели . Здеоь вообще наиболее развиты вн еок огл позем и о - тне породы, в том числе и оилдиманитовнер В условиях полузакрытых неглубоких заливов и лагун отлагаю тся марганцевы е, бороносны е, окионо-халѳзныѳ осадки повышенной глхновеы хетооти.

По мере удаления от бер ега поступающие осадки дифференцируются по удельному веоу и размерам ч асти ц , количество клаотогенного мате­ р іа л а уменьш ается, а коллоидно-дисперсного и хемогенного - увеличи­

в а е т ся . В сторону глубоководных зон мощность накапливаемых осадков обычно в о зр а стае т, а их глиноземистоеть уменьш ается. Для глинистых составляющих этих разрезов характерны тонкая, параллельная, хорошо выраженная и протяженная, местами линзовидная сл о и сто сть, о т с у т с ш е галек и косой сл ои стости ; В глубинны х, опожойных условиях происходит

283

отложение хеыогенных и органогенных осадков-известняков, доломитов, железных руд, графит- и сульфидсодержащих пород, в глинистых осадках увеличивается роль карбонатной составляющей и содержание щелочей.

В глубинных зовах или областях, удаленных от береговой линии, высокоглиноземистые породы залегают совместно с амфиболитами, пироксенитами, основными кристаллическими сланцами, каяьцифирами, мрамо­ рами (метаморфизованные мергелистые и карбонатные осадки). Породы с высокой глвноземистостью (о силлиманитом) здесь являются редкими, что вызывается значительным участием в их формировании кальцита и доломита, гидрослвд и хлоритов. Глиноземистые осадки этих зон отли­ чаются повышенной жѳлѳзиотостью, что обусловлено участием сидерита

иналичием здесь восстановительной обстановки.

Вконечный период осадковакопления верхнетимптонской толщи

ив начальный этап иенгрской ' в самых западных частях была благо­ приятная геологическая и климатическая обстановка для образования, переноса и пѳреотлодения в прибрежных участках латержтового мате­ ріала и формирования залежей бокситов1"

Характерной формацией, характеризующей вторую стадию разви­ тия внутренних зон геосинклинальных областей, являютоя первично — фдишевые образования, имеющие определенные закономерности в качест­ венных и количественных сочетаниях элементов ритма. Это - морские осадки преимущественно мелководных, реже более глубоководных зон. Они представляют тонкослоистые ритмичные толщи с двух-, трех-, реже четырехкомпонентными ритмами. В сложении толщи принимают участие кварциты, кварцито-гяейсы, биотятовые, высокоглиноземистые и основ­ ные гнейсы и сланцы, первичный материал которых соответственно

представлял песчаники, алевролиты, глинистые, мергелистые и карбонат­ ные осадки. Ритмичность отмечается в различных осадках: в глинистых песчано-аркозово-мергелисто-глинистых и кремнисто-железистых. Лито-

284

логический анализ показывает, что принципиальных различий в строении архейских и более молодых флишей нет. Флишоидные толщи отмечены во многих архейских регионах мира, в частности на Балтийском щите (Кратц, 1963). Как известно, ритмичность обусловлена изменением литофациальной обстановки, вызванной изменением обстановки в областях сноса, на путях доставки и в местах накопления (тектонические, климатические и т.д.).

Таким образом, в археѳ имеет место активное перераспределе­

ние глинозема, что выражается в зональности пелитовых осадков

по химическому составу, когда минимум концентрации наб­

людается в глубоководных зонах бассейна, а максимум - в берего­ вой, где имеет место и бокситонакоплениѳ. Эта зональность глинистых осадков вызвана различием в расстояниях переноса, физико-химическими условиями осаждения и влиянием компонентов сопутствующих осадков.

Учитывая изложенные закономерности распределения осадков, можно предположить, что участки повышенной кремнистости соот­ ветствуют прибрежным зонам, зоны повышенной известковистости - поднятиям, зоны повышенной основности - пелагическим областям. Исходя из территориальной специфики химического состава архея щита, устанавливается зональное строение бассейна седиментации алданской подвижной области с постепенным его углублением в северо-восточном направлении с последующим некоторым уменьше­ нием глубины и появлением поднятий.

Постоянство, устойчивость литологических и фацйалькых осо­ бенностей слоев, пластов и пачек на большой территории объясне­ но пологим рельефом области отложения и малыми глубинами, что характерно для зоны шельфа переходных структур. Область шельфа

достигала 40-100 км. Л.Б.Рухин (1953) высказываетпредположение.

Н85

что глубоководные бассейны как широко распространенная форма подводного рельефа появляются лишь в верхнем пале­ озое. Глубины более древних геосинклинальных областей были значительно меньшими.

Осадки иенгрской серии соответствуют идеальному профилю осадочных формаций ( а именно: песчаники, алевролиты, глины, мергели, известняки)^сформировавшихся по направлению от приб­ режной зоны к пелагической. Это подтверждается литологическим анализом метаморфических пород с учетом их пространственного размещения, закономерным изменением содержания кластогенного, глинистого, гидролизного и растворенного вещества по мере уда­ ления от береговой линии. В этом же направлении отмечается изме­ нение химического соотава главных, второстепенных и редких элементов, характерное для идеального ряда осадочных формаций. Следовательно^линозем поступал в бассейн в форме коллоидов и коллоидно-дисперсных частиц. На осадки этого ряда в некоторых случаях накладываются биохимические и вулканогенные процессы, привносящие характерные для них продукты (карбонаты, пеплы и т.д).

Области накопления верхнетимптонских, тимптонских и дкелту линс.сих осадков представляли бассейны со слабо расчлененным рельефом, с обильным вулканизмом, в которых протекало.накопле­ ние вулканогенных, вулканогенно-осадочных и осадочных пород.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные толии верхнетимптон ской и т и м п т о н с .іой серий обладают менее четкой дифференциацией вещества, что объяснимо их генезисом и условиями накопления.

Для дкелтулинской серии более характерны карбонатные осадки,

сочетающиеся с вулканогенными, вулканогенно-осадочными, хемо-

286

генными и терригенно-осадочными образованиями.

С других позиций рассматривает осадконакопление Н.В.Фро­ лова (1962),'которая считает ,что первичный материал пород Алданского комплекса представляет продукты хемогенного раз­ ложения первозданных базальтов в условиях сверхтропическогс климата,однако это опровергается данными литологического ана­ лиза, по которым породы, слагающие щит, соответствуют грано­ диоритовому и диоритовому, а не базальтовому составу.

Суммарная мощность алданского комплекса оценивается в 40 км. Поэтому процессы осадконакопления и вулканизма в архее были, очевидно, интенсивны. А.И.Тугаринов, Г.В.Войткевич

(1966), учитывая скорость и продолжительность седиментации в докембрии, предполагают,что в этот период материал поверх - ности планеты неоднократно прошел цикл: денудация - снос - осадконакопление - метаморфизм - магматизм - денудация.

Таким образом, условия и процессы осадконакопления в ран­ не-архейской геосинклинальной области,особенно в отношении седиментации глинозема, не имеют принципиальных отличий от аналогичных факторов и явлений в более поздниХ,фанерозо’йскихі подвижных областях.

Гидросфера,атмосфера, климат и органическая жизнь раннего архея

Исследование высокоглиноземистых осадков дает мало мате­ риала для ретроспективного описания гидросферы раннего архея.

28?

Активное накопление карбонатов в виде отдельных пластов и компонентов глинистых и других пород, интенсивное кислое вы­ ветривание в областях сноса и на поднятиях внутри подвижных областей, активный гальыиролиз вулканогенных продуктов,актив­ ная миграция Al ,Fe , Mg,Ca , формирование латеритов, более отдаленное от береговой линии отложение железа, активный перенос и соосаждение титана с кремнеземом указывают на нес­ колько повышенную кислотность гидросферы того периода. Нали­ чие карбонатов в осадках создало буфер, обеспечивающий стабильность состава воды океана в отношении pH.

Отложение карбонатов и карбонатных составляющих глинис­ тых осадков, активная сорбиция глинистыми минералами щелочей и других элементов, адекватные содержания бора в метапелитах Алдана и современных морских глинах дает возможность заклю­ чить, что соленость морских бассейнов того периода была близ­ кой к солености гидросферы последующих периодов (Landargre* ,

1945; Reynolds , 1965; Maopherson , 1958). Существует пред­ ставление, что солевой режим морской вода на протяжении пос­ ледних 3 млрд, лет был неизменным (H.Reynplds , 1965;). В частности X.Макферсон приводит среднее содержание бора для архейских пород Канады 0,0068%, для протерозойских - 0,0066%, в то время как кларк бора для литосферы - 0,0013%, а для фанерозойских осадков-- 0,0012% (Виноградов, 1956). Наличие

288

свободного кислорода и значительных количеств углекислоты в атмосфере раннего архея обеспечили хлоридно-сульфатный состав растворенных солей. Н.М.Страхов (1963) и другие считают, что соленость архейских водоемов была значительно меньшей и лишь

кконцу докембрия приблизилась к современной.

•Местами отмечается образование донных фаций с восстано­ вительной и сереводородной средой, что приводило к формиро­ ванию ассоциации пород с сульфидами и графитом. В даелтулинс-

кой серии сульфидсодержание породы слагают довольно мощные

ипротяженные горизонты. Сульфиды представлены пиритом, халь­ копиритом, реже ковеллином и редко галенитом и сфалеритом. Эти породы характеризуются весьма низкой степенью окисления железа. Первичный состав сульфидсодержащих пород разнообра­ зен: кремнистые, алевритовые, глинистые, мергелистые и кар­ бонатные образования. Восстановительные условия создавались

иподтверждались наличием здесь больших количеств органичес­ кого вещества и сульфидов, а также, возможно, развитием здесь специфических..простейших организмов, судя по аналогам

ссовременными водоемами такого характера. Спокойные условия, отсутствие перемешивания вода предохраняли эти зоны от поступ­ ления свободного кислорода. Эти условия создавались локально, на различных стратиграфических уровнях в застойных участках морского бассейна.

289

ные по масштабам процессы накопления карбонатных и к арбон атн о­

290

291