Калевийский вулканогенно-осадочный литогенез Северного Приладожья

Актуальность, практическая значимость и научная новизна проведенных исследований.

Восточная часть Фенноскандинавского щита является областью распространения разнообразных по составу и времени формирования вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород. Вулканогенные образования платформенного этапа геотектонического развития Карелии стали объектами палеовулканологических реконструкций в связи с постановкой региональных металлогени-ческих исследований. В основу локального металлогенического прогнозирования был положен принцип структурного районирования, объемного картирования и комплексного изучения областей вулканогенно-осадочного седиментоге-неза. В настоящей работе сделано обобщение полученных и имеющихся данных по палеогеографическим и палеовулканологическим реконструкциям процесса вулканогенно-осадочного литогенеза позднего протерозоя на примере территории Северного Приладожья.

Проблема корреляции и расчленения геологических докембрийских образований в складчатых областях решается с помощью комплексного изучения тектонических, метаморфических, ультраметаморфических и магматических процессов. Рассмотрение палеогеографических систем дает возможность оконтурить область седиментогенеза, выявить ее динамику. Таким образом, исследование режима седиментационных бассейнов является фундаментальной проблемой. Прикладную задачу исследований составляет оценка перспективы ме-таллоносности области калевийского вулканогенного и вулканогенно-осадочного литогенеза. Существующие признаки рудопроявлений эксгаляци-онно-гидротермального типа заслуживают последующего изучения с расширением площади поисков.

Северное Приладожье является ключевым объектом для понимания условий формирования свекокарелид российской части Свекофеннского геоблока.

Региональная корреляция калевийских вулканогенно-осадочных толщ проводилась с использованием литолого-стратиграфических и геохимических результатов исследований территории Финляндии.

В области докембрийских образований фиксируется различная степень эрозионного среза сложноскладчатых толщ. Это создает благоприятные условия для изучения в различной степени эродированных корней вулканов.

В представленной работе исследованы метаморфизованные ритмичнослои-стые образования калевийского вулканогенно-осадочного комплекса, сформировавшегося в интервале 1920 — 1800 млн. лет, [53,77,78,79,90] с применением литолого-стратиграфических [8,26,32,34,49,50] и палеогеографических методов [25,51,62,74] и установлена и оценена степень влияния вулканизма на процессы седиментогенеза. Таким образом, показана эффективность проведения стратиграфических и литологических исследований глубокометаморфизованных образований докембрия.

На основе использованного литолого-фациального анализа геологической структуры Северного Приладожья в представленной работе выявлены особенности палеотектонической обстановки ареалов позднесвекокарельского вулканизма и области седиментогенеза. По результатам анализа составлены палеогеографические карты-схемы по четырем возрастным срезам калевия (контио-сарский, раннепялкъярвинский, позднепялкъярвинский, наатсельгский).

Практическая ценность проведенных исследований определяется возможным использованием принятой в работе методической основы для стратиграфического расчленения докембрийских образований Фенноскандинавского щита и для составления государственных геологических карт нового поколения.

Использованная в работе методика оконтуривания областей активного вулканизма и области седиментогенеза позволяет выявить локализацию стра-тиформных месторождений.

Цели, задачи и объекты исследований.

Целью работы является литолого-стратиграфическое расчленение вулкано-генно-осадочных толщ калевия (1920 — 1860 млн. лет) и последующая реконструкция палеотектонической обстановки осадконакопления, что может быть использовано при прогнозе и поисках стратиформных и гидротермальных месторождений, а также при построении модели тектонической эволюции.

Для этого в работе были поставлены следующие задачи:

— сравнительный анализ и литолого-стратиграфическая корреляция Ладожской и сопредельных с нею структур, расположенных в пределах Свекофенн-ского геоблока,.

— реконструкция и оконтуривание ареалов распространения групп однофа-циальных осадочных пород в пределах Ладожской структуры;

— крупномасштабная детализация палеогеографических карт исследуемого региона, создание ретроспективных частных карт по четырем возрастным срезам калевия;

— сопоставление минералого-геохимических и структурно-текстурных признаков вулканогенно-осадочных пород с признаками пород нормальноосадоч-ных для того, чтобы оценить степень влияния вулканизма на процессы седи-ментогенеза;

— определение металлоносной специфики вулканогенно-осадочных образований Ладожской структуры Свекофеннского геоблока и выявление локализации ареалов возможной разгрузки гидротерм.

Объектом исследования являлись калевийские супракрустальные толщи юго-восточного фланга Свекофеннского геоблока и Раахе-Ладожской структурной зоны. Детальные структурно-геологические и геохимические исследования осадочных и осадочно-вулканогенных толщ проведены в юго-западном борту Янисъярвинской структуры — от поселков Вяртсиля, Рускеала до поселков Виссу, Харлу, Ляскеля, массивов Импиниеми, Хиедениеми, Терву, районов.

Кирьяволахтинского и Халинсельского заливов. Стратиграфические соотношения и границы ладожской серии изучались на о-вах Вавасари, Витасари, п. Илола. Вулканогенно-осадочные толщи лавовые поля исследованы на п-ове Хунукка и о-вах Ристисари, Ихамиеленсари и Лоуккионсаарет. Перечисленные структуры хорошо обнажены, что обеспечило возможность для проведения детальных исследований (рис. 1).

Рис. 1.

Схема размещения объектов геологического исследования на территории Северного Приладожья.

Условные обозначения к Рис. 1 :

1 — сдвиговая зона по границе геоблоков- 2 — геоблоки: I — Карельский, II — Све-кофеннский- 3 -частные стратиграфические разрезы, структурно-геологические планы и места отбора проб (стрелками показано направление маршрутов) — 4 -участок крупномасштабного геологического картирования 1:25 ООО (Рис.8) — номера, обозначенные на схеме: людиковий: 1 — ур. Сортокаллио (№ 81, план, разрез, Рис. 4, 7) — 2 — п. Вуорио (№ 834, разрез, Рис.9) — 3 — п-ов Таруниеми, дендропарк (№№ 79, 80) — 4 — р-н д. Пирттипохья (№ 2226, Рис. 9) — калевий: 1 — Янисъярвинская структура, р-н п. Куконваара (№№ 2231−2234) — 2 -дер.Пуйккола, оз. Пялкъярви (№№ 2196−2203) — 3 — хут. Макари (№№ 9715−9718) — 4 — оз. Леппялампи (№№ 971−9711) — 5 — р-н п. Пирттипохья (№№ 2238−2267) — 6 -ур.Виссу (№№ 33−55) — 7 — п. Харлу, р. Янисъйоки (№№ 9719−9724) — 8 -г.Пассонвуори (№ 9, разрез, Рис.13) — 9 — г. Ликоланмяки (№ 7, разрез, Рис.13) — 10 — г. Паланутмяки (№№ 10, 32, разрез, Рис.13) — 11 — м. Хиедениеми (№ 1341, Рис. 55, 23) — 12 — п. Лахденкюля (№№ 1834, 1835) — 13 — п. Ляскеля (№№ 102, 103, 878, 1828, 1831) — 14 — п. Ляскеля, Лесозавод, устье р. Янисъйоки, (№ 101, разрез, Рис.21) — 15 — оз. Кармаланъярви (№ 31) — 16 — о. Риеккалансари, г. Сало-Каллио (№№ 1869−1870, 21, разрез, Рис.24) — 17 — п. Импилахти (№ 9735) — 18 -выс.Рауску-Рахматсу (№№ 1919, 1818, 1821) — 19 — п. Вуорио (№ 94) — 20 -ур.Вуорио (№№ 104−111) — 21 — м. Вуориниеми (№№ 95−98) — 22 -о.Ристисари (1212, 1210, разрез, план, Рис.14) — 23 — п-ов Хунукка (№№ 1439−1443, 15 721 574, 2414−2526, план, Рис. 37, 38) — 24 — некк Хунукка (№№ 1446, 1447, разрез, план, Рис.16) — 25 — п. Реускула (№№ 119−134, 1898) — 26 — о. Вавасари (№ 388, план, разрез, Рис. 11, 55, 56) — 27 — о. Витасари (№ 1324, план, Рис.12) — 28 -о.Хепасалонсари (№ 1560) — 29 — о. Соролансари (№№ 9726−9734) — 30 — о. Кухка (№ 1427) — 31 — м. Найсниеми (№ 5) — 32 — о. Котатсари (№№ 1382−1388, план, Рис.18) — 33 — о-ва Ихамиеленсари-Лоуккионсаарет (№№ 1460−1475, 1541−1547, план, Рис.18) — 34 — п-ов Терву (№№ 2102−2108, 2121−2137, 2163) — 35 — Куркиек-ский залив (№ 1393).

Методика исследований.

Методическую основу исследований составляют палеогеографические реконструкции и палеовулканологическое районирование осадочных, вулканоген-но-осадочных и вулканогенных пород калевийской формации Северного Приладожья. При изучении, расчленении и корреляции вулканогенно-осадочных комплексов применялся, главным образом, литолого-стратиграфический подход. Литостратиграфический метод, в частности фациалъный анализ, при расчленении ладожской серии на свиты и изучении вещественного состава позволяет определить механизм образования как продуктов вулканической деятельности, так и осадконакопления. При составлении обобщенных палеогеографических схем, отражающих режим калевийского вулканогенно-осадочного литогенеза использовалась методика составления крупномасштабных литоло-го-фациальных карт (Н.А.Михайлова, 1973) Исследование ритмично-слоистых частей разрезов калевийских образований проводилось с применением форма-ционного, текстурного, циклического анализов [8, 89].

Для решения вопросов о палеогеографических обстановках и режиме осадконакопления была проведена общерегиональная корреляция стратиграфических подразделений свекокарелия. В этом случае использовались картографические материалы — крупномасштабные (1:1000) карты-схемы — геологической службы Финляндии [102,103,104,111,114,117,126,134]. При составлении палеогеографических карт устанавливалась фациальная принадлежность, определялся генетический тип продуктов вулканогенно-осадочного седиментогенеза и условия их образования.

Построению палеогеографической схемы предшествовало составление ли-толого-фациальных схем вертикальной изменчивости. Такие схемы характеризуют распределение пород и отображают степень расчлененности разреза на отдельные пласты различного литологического состава. Палеогеографическая схема по сравнению с литолого-фациальной содержит значительно больший элемент экстраполяций. Реконструкция областей сноса устанавливалась методом фациального анализа. Расчленение метаморфизованных пород и выделение опорных горизонтов производилось по петрографическому составу и структурным признакам. Выявленные стратиграфические горизонты прослеживались по простиранию на большой площади. Маркирующими горизонтами в ладожской серии являются сульфидные, карбонатные, кремнистые, углеродистые прослои, базальтовые и андезитобазальтовые лавы. Корреляция сланцев и гнейсов проводилась по количественному содержанию амфибола, кордиерита, андалузита, граната, биотита, а также по акцессорным минералам апатиту, циркону и редким элементам. Стратиграфическое разделение гнейсов и сланцев проводилось по количественному соотношению горизонтов этих пород в пачках, а также по общей мощности. При картировании метаморфизованных толщ определялись элементы залегания пород, сланцеватости, кливажа, полосчатости, положение контактов, определение погружения шарниров складок, складок течения и мелкой гофрировки и изменение мощностей пород на сводах и крыльях складок.

Стратиграфическое расчленение метаморфизованных пород, выделение опорных маркирующих горизонтов базировалось на детальном изучении реликтовых первичных структур и текстур. Для установления форм залегания исходных пород метаморфизованных толщ использовались признаки, которые указывают на первичные интрузивные, эффузивные или слоисто-осадочные формы залегания — постепенные переходы в наименьшей степени затронутые метаморфизмом участки пород, реликтовые текстурные признаки и следы деформаций пород. Реконструкция состава метаморфизованных пород осуществлялась при помощи фациалъного анализа метаморфизованных осадочных [89] и вулканогенных образований. Состав сосуществующих минеральных фаз метаморфизованных пород свидетельствует об условиях метаморфизма, а содержание пет-рогенных элементов несет информацию об их первичном происхождении — принадлежат ли они к параметаморфическим или к ортометаморфическим.

Генетические соотношения, локальная и региональная корреляция различных участков и выделение ассоциаций метаморфизованных пород устанавливались с применением петрохимических [16,18,37,42,48,56,125], геохимических [36, 44, 60, 61, 63,105] и минералого-петрографических методов [14, 27, 28, 45, 92, 100] изучения вещественного состава. На основании результатов фациального анализа проводилось литолого-стратиграфическое расчленение с использованием методов изотопной геохимии и геохронологии [15, 107, 108, 112, 113, 127, 128, 129]. Реконструкция первичного состава метаморфизованных вулканогенно-осадочных образований проводилась на основе содержания петрогенных элементов. Принятая в работе методика геохимической реконструкции первичного состава вулканогенно-осадочных образований докембрия [58, 59] дает возможность систематики осадочных образований по их кислотности-основности, общей и частной глиноземистости, содержанию и соотношению щелочей. Для генетической систематики по карбонатным породам показано значение магнезиальное&trade-, соотношение щелочей и величины частной глиноземистости.

Для установления форм залегания исходных пород метаморфизованных толщ использовались признаки, которые указывают на первичные интрузивные, эффузивные или слоисто-осадочные формы залегания. Это постепенные переходы в наименьшей степени затронутые метаморфизмом участки пород, реликтовые текстурные признаки и следы деформаций пород. Эффузивные пласты сминаются в складки и образуют структуры будинажа. Ритмичное чередование различных по составу и структурным признакам метаморфизованных осадков позволяло устанавливать первичную осадочную природу пород.

На основании полученных данных о первичном составе вулканогенно-осадочных толщ производилась геохимическая и генетическая классификация гранито-гнейсов в пределах структурной зоны анатектического гранитообразо-вания с целью последующей корреляции удаленных разрезов в различной степени метаморфизованных вулканогенно-осадочных толщ.

Фактический материал.

В составе лаборатории магматизма и палеовулканологии автором проводились стратиграфические и палеовулканологические исследования по проблеме вулканогенно-осадочного литогенеза. Стратиграфические тематические исследования в Приладожье Юго-Западной Карелии проводились сотрудниками лаборатории магматизма и палеовулканологии по плановой теме НИР лаборатории ИГ Карельского НЦ РАН «Центры эндогенной магматической активности и рудообразования ареалов докембрийского вулкано-плутонизма Балтийского щита (Карельский регион)» 1991;1998 г. г.

Наряду с материалами личных наблюдений автором использовались результаты тематических региональных стратиграфических исследований ИГ КарНЦ РАН, Карельской комплексной геологоразведочной экспедиции, а также результаты работ по расчленению терригенных пород ладожской серии Северного Приладожья геолого-съемочной партии ПГО «Севзапгеология». В работе использованы геологические обзоры, посвященные проблемам геологии вулка-ногенно-осадочных и вулканогенных образований Карелии и Фенноскандии.

Основой специального рассмотрения стратиграфии калевийских образований послужили региональные данные по докембрийскому вулканизму и осадочному литогенезу полученные в ходе полевых исследований по сериям пересечений и разрезов в масштабах 1:1000, 1:25 000 и обобщенные на схематических палеовулканологических и палеогеографических схемах Южной Карелии в масштабе 1:100 000 по четырем возрастным срезам — контиосарский, ранне-пялкъярвинский, позднепялкъярвинский и наатсельгский.

В работе используются опубликованные данные А. П. Светова, Л. П. Свириденко, а также материалы Геологической Службы Финляндии по геолого-структурному крупномасштабному картированию. Петрографические и минералогические исследования автора базируются на изучении порядка 900 прозрачно-полированных и полированных шлифов, обработке более 700 полных силикатных и около 100 минералогических анализов. Также были использованы данные микрозондового исследования минералов по 38 шлифам. Составлено 24 литолого-стратиграфических разреза суммарной мощностью 4 км по опорным стратиграфическим объектам. Закартировано 72 км² площади Северного Приладожья.

Материал для работы собран автором в период с 1991 по 2001 годы в ходе тематических палеовулканологических исследований, которые проводились совместно с сотрудниками лаборатории магматизма и палеовулканологии Института геологии Карельского НЦ РАН Л. П. Свириденко, В. И. Иващенко, О. Б. Лавровым, Н. И. Кондрашовой, Т. И. Васильевой, под руководством А. П. Светова.

Автор выражает искреннюю признательность всем коллегам по совместной работе за высказанные замечания и оказанную помощь в проведенных исследованиях. Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность доктору геолого-минералогических наук А. П. Светову за идейную поддержку и помощь в освоении методики палеовулканологического изучения. Особенную благодарность автор выражает доктору геолого-минералогических наук Л. П. Свириденко за ценные советы и рекомендации при решении рассматриваемых проблем, а также за творческую поддержку. Некоторые положения диссертационной работы обсуждались с сотрудниками ИГ КарНЦ РАН: д.г.-м.н. О. И. Володичевым, к.г.-м.н. В. В. Макарихиным, к.г.-м.н. Н. Е. Король, к.г.-м.н. Л. В. Кулешевич. За содействие и ценные советы при обсуждении некоторых положений диссертационной работы автор выражает искреннюю признательность коллегам из Кольского научного центра РАН д.г.-м.н. Т. Ф. Негруца, д.г.-м.н. В. З. Негруца, д.г.-м.н. Т. Б. Баяновой, Института геологии и геохронологии докембрия д.г.-м.н. В. Н. Подковырову, к.г.-м.н. Л. Н. Котовой, к.г.-м.н. Ш. К. Балтыбаеву, Института геологических наук НАН Беларуси д.г.-м.н. Н. В. Аксаментовой, а также коллегам из СЗРГЦ к.г.-м.н. М. А. Корсаковой и к.г.-м.н. В. В. Иванову.

Защищаемые положения.

1. Литолого-стратиграфические признаки ассоциаций раннепротерозой-ских терригенных и вулканогенных образований калевия Северного Приладожья латерально устойчивы, что позволяет проводить их региональную корреляцию.

2. Образования андезитобазальтовой вулканоплутонической ассоциации калевия на территории Северного Приладожья являются продуктами затухающего свекокарельского магматизма.

3. Рудные концентрации в металлоносных осадках калевийской эффузивно-терригенной формации Северного Приладожья связаны с породами фумарольно-гидросольфатарной фации разгрузки проксимальных зон вулканических ареалов калевия и с продуктами поствулканической гидротермальной деятельности.

4. Эпоха калевийского циклического осадконакопления отличалась высокой активностью экзогенных процессов. Ассоциации терригенно-обломочных пород формировались в обстановке открытого эпиконтинентального бассейна с режимом устойчивого компенсированного прогибания.

Апробация результатов исследований.

Результаты исследований по региональной геологии свекокарельских образований, включая калевийские осадочно-вулканогенные толщи Приладожья, были представлены автором на IX, XI, XII и XIV молодежных научных конференциях, посвященных памяти К. О. Кратца (Апатиты, 1995, Петрозаводск, 2000, Санкт-Петербург, 2001, Петрозаводск, 2003), международных конференциях «Корреляция геологических комплексов Фенноскандии» (Санкт-Петербург, 1996, Петрозаводск, 1999), международной конференции «Метаморфизм вулканогенно-осадочных месторождений» (Петрозаводск, 1996), X открытой конференции молодых ученых Института литосферы РАН (Москва, 1996), I и II Всероссийских палеовулканологических симпозиумах (Петрозаводск, 2001, Екатеринбург, 2003), 8-й международной конференции «Глубинное строение и геодинамика Фенноскандии, окраинных и внутриплатформенных транзитных зон» (Петрозаводск, 2002), а также на геологическом семинаре в Институте геологии КарНЦ РАН, (Петрозаводск, 2003).

Важнейшие результаты, изложенные в диссертации и автореферате, опубликованы в 15 работах в виде тезисов молодежных, всероссийских, международных совещаний и статей.

Результаты исследования участков пород ладожской серии, подвергшихся процессам гранитизации, показывают возможность распознавания и корреляции глубокометаморфизованных толщ. При распознавании первичной природы мета-морфизованных терригенных и вулканогенно-осадочных пород необходимо учесть, что применение петрохимических и классификационных диаграмм не является гарантией «абсолютного» метода. Подобную методику необходимо применять в совокупности с комплексом литологических и палеовулканологических наблюдений и рассматривать ее как основу для наглядного сопоставления аналитических данных по различным группам пород. В целях изучения влияния метаморфизма на первичные соотношения между химическими компонентами пород были рассмотрены осадочные образования ладожской серии, в различной степени метаморфизо-ванные и расположенные на одном стратиграфическом уровне — нижнепялкъярвин-ском. На данном примере рассматриваются разрезы нескольких участков.

Вулканический ареал о-ва Ристисари и южный берег п-ова Хунукка находится в метаморфической зоне силлиманит-мусковит [35]. Как уже отмечалось раннее во второй главе, здесь обнажаются пачки переслаивания метапесчани-ков и метаалевролитов с несколькими потоками лав однородных и плагиопор-фировых базальтов, андезитов и андезитобазальтов (Рис. 37). Потоки разделяются горизонтами сульфидоносных туффитов и кремнисто-карбонатных пород. Мощность пластов достигает 17 м (Рис. 38). На берегу среднего мыса размещается андезитовый некк, в эндоконтактах которого установлены дайки основного-ультраосновного состава. Общая мощность вулканогенно-осадочной толщи на мысах восточного побережья залива Хунуклахти составляет -500 м. Для метаалевролитов характерны минеральные парагенезисы: кварц+биотит±серицит± эпидот (Рис. 39). Реже встречается серицитизированный плагиоклаз (30−40).

Условные обозначения к Рис. 37 Схема калевийских лавовых потоков андезитобазальтов, залив Перенлахти. [72].

1 — биотитовые гнейсы- 2 — кварц-полевошпатовые гнейсы, крупнополосчатые- 3 — кварц-биотитовые гнейсы, тонкополосчатые- 4 — андезитобазальты, однородные и миндалекаменные- 5 — яшмы- 6 — шарово-подушечные текстуры в лавовых потоках- 7 — эпидотизация- 8 — лавобрекчии- 9 — минеральная линейность- 10 — элементы залегания- 11 — линии сдвиговых дислокаций- 12 — мигма-тизация- 13 — кварц-микроклиновые жилы.

Условные обозначения к Рис. 38 Пакет лавовых потоков андезитобазальтов п-ова Хунукка, юго-восточная часть.

1 — дайки порфировых гранитов- 2 — андезитобазальты, афировые- 3 — андезитобазальты вспененные- 4 — пепловые туфы- 5 — кремнисто-карбонатные прослои- 6 -миндалины- 7 — кварцевые прожилки- 8 — сульфидная минерализация- 9 — минеральная линейность- 10 — элементы залегания- 11 — направление выклинивания лавового потока- 12 — «слоистость» течения по расположению миндалин- 13 -трещины отдельности. а б.

Рис. 39 хЮо, а — Никол и +. СерицнтовыП мета песчаник. П. Им пил ахти. Порода состоит из зерен кварца различного размера и пере кристаллизован, но го цемента, по которому развивается крупночешуйчатый серицит. В ориентировке кла-стических зерен и в расположении (эластических новообразований отчетливо наблюдается сланцеватая текстура, совпадающая с плоскостью наслоения исходной породы, б — без анализатора. Эпндот-биотнтовын метаа-левролит П-ов Хунукка. Порода состоит изометричными зернами кварца и развивающимся по сланцеватости пластинкам биотита и эпидота, имеющего ксеноморфные очертания. Стр-ра лепидогранобластовая. ролитов обогащены дисперсным графит-углеродистым веществом. Породы имеют хорошо сохранившиеся реликтовые седиментогенные структуры. Ту-фоалевролиты и туфогенно-карбонатные породы характеризуются мелкозернистой гранобластовой структурой, минеральным парагенезисом: кальцит±эпидот ±-кварц и широким разнообразием химических составов (Прил., Табл. 24).

Мыс Хиеденниеми, южнее которого проходит изограда метаморфической зоны силлиманит-калиевый полевой шпат [35], также сложен туфогенными и кремнисто-карбонатными породами. Отложения подобного рода формируются при усилении газо-гидротермальной деятельности в период вулканизма [6]. В пачке туфоалевролитов прослеживается металлоносный горизонт углеродсо-держащих стратифицированных осадков, выдержанных по простиранию. Первичные слоистые текстуры осадков в результате метаморфизма преобразованы в полосчатые и порфиробластические, а сульфиды образуют вкрапленные и прожилково-вкрапленные текстуры. Мощность металлоносного горизонта мыса Хиеденниеми составляет 45 м. В темно-серых метаалевролитах выделяются па-рагенезисы: биотит+плагиоклаз+кварц±мусковит±микроклин. В акцессорных количествах появляется турмалин, апатит и сульфиды. В породе сохраняются реликты бластопсаммитовой и бластоалевролитовой структур (Рис. 40, а, б). Это выражается в сохранности первичной кластогенной природы плагиоклаза, микроклина и кварца. В таких породах отмечается индивидуализированный биотит, который развивается по глинистому цементу и подчеркивает первичноосадоч-ный облик породы (Рис. 40, в). В целом, метапсаммиты этого участка отличаются резким преобладанием кварца и плагиоклаза. Минеральные парагенезисы алевролитов: кварц+кальцит+биотит±мусковит.

К югу от гор. Лахденпохья в пределах гранат-кордиеритовой зоны метаморфизма располагаются острова Ихамиеленсари, Лоуккионсаарет и др. Среди гранитизированных осадочных пород о-ва Ихамиеленсари залегают семь лавовых потоков переменного состава от базальта до дацита. По ряду первичных литологических признаков гранитизированные породы ладожской серии можно.

Рис. 40.

MOO, а — без анализатора. Туфоалевролит. М. Хиедениеми. Порода состоит из кварца, мусковита, хлорита, небольшого количества кальцита и пирита, образующего мелкую рассеянную вкрапленность. Листоватые минералы и пирит развиваются по направлению слабо проявленной сланцеватости. Стр-ра микролепидогранобластовая. б — Никол и +. Аркозовый метапесчаннк. М. Хиедениеми. Порода сложена изометричными зернами кварца и плагиоклаза. Параллельно сланцеватости породы развивается биотит. Тонкопризматические образования мусковита, более позднего минерала, располагаются диагонально направлению сланцеватости. Редкие зерна магнетита в породе, вероятно, являются реликтами рудного шлиха. Стр-ра лепидогранобластовая. в — без анализатора. Биотнтовый метаалевролнт. М, Хиедениеми. В равномернозернистой породе, состоящей из кварца и ориентированного по сланцеватости биотита присутствует редкая сульфидная вкрапленность. Стр-ра лепидогранобластовая. г — без анализатора. Кварцевый метапесчаннк. ур. Виссу, Порода сложена частично разрушенными реликтовыми песчаными зернами кварца, которые находятся в сланцеватой основной массе, состоящей из обособлений чешуйчатого биотита, который развивается по направлению сланцеватости, Стр-ра бластопсамми-товая. отнести к пялкъярвинской свите. Горизонты металлоносных осадков, находящихся в переслаивании с туфоалевролитами характерны для раннепялкъярвин-ского уровня ладожского разреза. Туфы, переслаивающиеся с калевийскими лавами представлены туфогенно-карбонатными породами, метаалевролитами и мета-песчаниками, в результате метаморфических превращений достигших облика мигматит-гранитов с реликтами метаосадочных пород (Рис. 41). В процессе, а б.

Рис. 41.

25 Николи + а — Б нот нто вый нлагиогиейс. О-ва Лоуккионсаарет. Наблюдаются порфиробласты кислого плагиоклаза, зерна которого имеют неправильные очертания, и изометричные зерна кварца различного размера. Редкие тонкопризматические кристаллы и индивиды пластинчатой формы биотита ориентированы параллельно слабопрояв-ленной гнейсовидности. Стр-ра порфиробластовая, на фоне гранобластовой основной массы, б — Гранат-гнперетеновыи гнейс. О-ва, Лоуккионсаарет. Крупные скелетные кристаллы граната содержат многочисленные пойкилитовые включения кварца. Основная ткань состоит из срастаний длинных призматических индивидов гиперстена, ориентированных субпараллельно и подчиненного количества изометричных зерен кварца. Стр-ра пойкилопорфиробластовая. гранитизации толщи приобретают пластичность и образуют изометричные формы небольших куполообразных структур [130]. Здесь же выявлен маломощный горизонт полимиктовых конгломератов, представленных амфиболитами и гиперстен-биотитовыми гнейсами. В глиноземистых порфиробластиче-ских мигматит-гранитах выделяются следующие ассоциации минералов: плаги-оклаз±гиперстен±биотит±гранат, в порфиробластах — микроклин. Реже встречается гранат-гиперстеновый парагенезис. Акцессорные минералы: апатит, циркон, сульфиды (пирит-пирротин). По петрохимическим характеристикам мета-морфизованные метапесчаники и метаалевролиты практически отвечают составу гранитов нормального ряда, отличаясь от них повышенным содержанием алюминия и щелочей (Прил., Табл. 18, 19).

На диаграмме AFM метаалевролиты и метапесчаники образуют единое поле с вертикальным трендом. Метаалевролиты отличаются от метапесчаников более высоким содержанием железа и магния. Метапесчаники больше тяготеют к вершине, А (Рис. 42). Следовательно, при изохимичности процессов регионального метаморфизма химический состав пород ладожской серии не претерпел существенных изменений.

Рис. 42. AFM диаграмма составов метаоса-дочных пород ладожской серии (п-ов Хунукка, м. Импииниеми, м. Хиедениеми) и их ультраметаморфических аналогов (о-ва Ло-уккионсаарет).

А = Na20 + К 20- F = FeO + Fe203- M=MgO о метапесчаникиX плагиогнейсыО микроклин-биотитовый гнейсо метаалевролиты- + мигматит-граниты;

F М.

В верхних частях разрезов свекокарелид Карело-Кольского региона, на ка-левийском временном уровне выделяются алевролито-песчаниковые ассоциации ритмичнослоистых пород, в Приладожье представленных в объемах ладожской, в Прионежье — бесовецкой серии [79], в Кольском регионе — пильгу-ярвинской свиты Печенги и томгинской серии Имандра-Варзугской зоны. [50]. В пределах северного свекокарельского сланцевого пояса Центральной Финляндии известны комплексы, литологически сходные с породами ладожской серии. В их состав входят конгломераты, терригенные ритмичнослоистые образования находящиеся в переслаивании с кварцитами, аркозами, графитовыми и сульфидными сланцами, метаморфизованными в филлиты, слюдистые сланцы и гнейсы [94,104,115,134]. Залегают породы с угловым несогласием и постепенным переходом на свекофеннских вулканогенных образованиях ятулия [114]. Здесь в вопросе о соотношении калевийских образований и подстилающих толщ нет единого мнения. Спорным является положение комплексов Тохмаяр-ви и Хамаслахти относительно слюдистых сланцев и филлитов. Возраст вулканического комплекса Тохмаярви — 2105 ± 15 млн. лет. Однако осадочные ассоциации и вулканиты Тохмаярви постепенно переходят в слюдистые гнейсы и филлиты, обозначенные как «калевий» [110,119]. Цирконы из вулканитов Ориве-си и Ялоярви, провинций Центральной Финляндии, проанализированные U/Pb методом дают возраст соответственно 1904 и 1889 млн. лет [109], что соответствует калевийскому временному интервалу. Вулканиты в составе калевийской группы в Центральной Финляндии не выделяются. Следует отметить, что основные метавулканиты относят здесь к группе ботния. Большинство финских исследователей полагают, что вулканогенно-осадочные комплексы группы ботния перекрывают терригенные породы калевийской группы [103]. И в то же время в районе поселков Виеремя и Киурувеси отмечено обратное соотношение [115, 116]. Наряду с этим, в нижних частях разрезов Центральной Финляндии присутствуют сульфидсодержащие метаосадочные породы [121]. Вероятно, они представляют удаленные фациальные аналоги калевийских вулканитов. В целом характер разреза калевийских образований, особенности вещественного состава породных комплексов территорий Северного Приладожья и Центральной Финляндии латерально устойчивы и хорошо сопоставимы. Для сравнения сходных литологических ассоциаций пород различных участков Центральной Финляндии и Северного Приладожья были проанализированы содержания химических компонентов в составах метаалевролитов и кварцитопесчаников зоны перехода от пялкъярвинской свиты к наатсельгской. На диаграмме АРМ (рис. 43) метаосадочные породы образуют единое поле, незначительно отличаясь по содержанию щелочей. Это свидетельствует о сходстве составов калевийских образований рассматриваемых регионов и подтверждает целесообразность проведения геохимической корреляции калевийских метаосадочных образований.

Рис. 43. AFM диаграмма составов калевийских метаосадочных пород Северного Приладожья и Центральной Финляндии.

А = Na20 + К 20- F = FeO + Fe203- M=MgO.

1 -Сортавальская структура- 2 — Виеремя, Киурувеси, Ц. Финляндия- 3 — п-ов Терву- 4 — пос. Ляскеля, мыс ИмпиниемиlO 20 3D 4<> F М.

Калевийские терригенные образования, в том числе и метаморфизован-ные, были нормированы к фанерозойским терригенным осадкам — аренитам и алевролитам. Состав калевийских метапесчаников от фанерозойских аналогов отличается повышенным содержанием Sr, Y, Ti, Cr, Ni и пониженным Ва и Zr. Калевийские метаалевролиты по сравнению с глинистыми осадками зрелой коры обогащены Y, Sr, Rb, Ni и обеднены Cr и Ва (Прил., Табл. 13, 14).

3.2. Изотопный возраст свекокарельских вулканогенных образований.

Северного Приладожья.

Для калевийского нижнепялкъярвинского времени характерны вулканиты базальт-андезит-риодацитового состава. Очаги калевийского вулканизма пространственно сопряжены с ареалами людиковийского магматизма. Нижняя граница калевия — 1920 млн. лет — проводится по абсолютному возрасту даек мета-диабазов, прорывающих ятулийские образования [126, 134]. Верхняя граница маркируется возрастом тоналитов, гранодиоритов и гранитов — 1870 млн. лет, свекофеннского домена центральной Финляндии [134], а также возрастом эндер-битов Куркиекского типа — 1871±6 млн. лет, диоритов Лауватсарских островов -1864±13 млн. лет, тоналитов Импиниемского массива — 1870 млн. лет [106].

Детальные структурно-геологические и геохимические исследования калевийских лавовых полей проведены на о. Ристисари, полуострове Хунукка, о. Мустасари, о-вах Ихамиеленсари — Лоуккионсаарет, высокомагнезиальные серии людиковийских вулканитов исследованы в районе п.п. Вуорио и Рускеа-ла [66, 72].

Калевийские андезитобазальты о. Ристисари и позднелюдиковийские пик-ритовые базальты ур. Вуорио были выбраны в качестве объектов для изотопно-геохронологического исследования.

В результате U-Pb анализа впервые получен возраст циркона и титанита из андезитобазальтов о.Ристисари. Лавовая фация представлена равномернозерни-стыми породами с массивной текстурой. В составе породы содержатся плагиоклаз (№ 30−40) — 20%, роговая обманка — 20%, биотит — 15%, кварц — 35%, апатит, сфен, карбонат -10%. Порода сложена фенокристаллами биотита и роговой обманки, призмами плагиоклаза и изометричными зернами кварца. Роговая обманка и плагиоклаз обладают одинаковой степенью идиоморфизма, биотит ксеноморфно развивается по роговой обманке. Структура породы гранонема-тобластовая. Координата точки титанита находится на конкордии в пределах ошибок измерений, U-Pb возраст ее равен 1866±6 млн. лет (Рис. 44). На U-Pb.

Рис. 44.

U-Pb диаграмма с конкордией для циркона (1) и иттротитанита (2) из андезитобазальтов о. Ристисари, (А.В.Первунина, Т. Б. Баянова, 2000). датирование были отобраны цирконы и иттротитанит — минерал группы сфена. Зерна цирконов гиацитового габитуса размерами до 0.15 мм — это прозрачные кристаллы, желтоватого цвета, с гладкой поверхностью и слабой окатанностью граней призм (Рис. 45 а). В иммерсионной среде они сильнозональны и слаботрещиноваты (Рис. 45 б). Зерна и обломки иттротитанита — это полупрозрачные и непрозрачные кристаллы, темно-коричневого цвета, размерами до 0.15 мм (Рис. 45 в). Иттротитанит в андезитобазальте имеет метаморфическое происхождение. Таким образом, возраст минерала, вероятно, фиксирует заключительную стадию свекокарельской складчатости, регионального метаморфизма и гранитизации. Возраст циркона из андезитобазальта о. Ристисари по отношению 207РЬ/206РЬ равен 2493±8 млн.лет. Координата точки циркона сильно дискор-дантна. Кроме того, в андезитобазальте о. Ристисари обнаружена ксеногенная компонента свинца с возрастом около 3.2 млрд. лет. Также в породе отмечается достаточно низкая концентрация урана и свинца (Табл. 3), содержание которых сопоставимо с их количеством в цирконах перидотит-пироксенит-габбро-норитовых расслоенных интрузий Кольской зоны Балтийского щита [2]. а б в.

Рис. 45.

Морфологические особенности и REM фото циркона (а, б) и иттротитанита (в) из андезитобазальтов о. Ристисари. Фото х 150. (А.В.Первунина, Т. Б. Баянова, 2000).

Изотопные U-Pb данные для циркона и иттротитанита из андезитобазальтов о. Ристисари.

ПроНаве Содержание Изотопный состав свинИзотопные отношения и ба ска ррш ца* возраст в млн. лет**.

РЬ и 206 РЬ 206 РЬ 206 РЬ 207 РЬ 206 РЬ 207 РЬ Rho мг общ 204 РЬ 207 РЬ 208 РЬ 235 U 238 U 206 РЬ.

1 0.50 41.0 87.9 1520 5.819 6.368 9.111 0.4040 2493 0.71.

2 1.45 28.3 80.4 1780 8.219 11.067 5.258 0.3342 1866 0.90.

Заключение

.

Свекокарельские образования Фенноскандинавского щита рассматриваются как единый осадочно-вулканогенный комплекс, ложем накопления которого служила эпиархейская высокостоящая протоплатформа, испытавшая к началу его формирования длительный период пенепленезации, выветривания и дальнейшей деструкции в связи с возобновлением глыбовых радиальных движений. Ареалы активной вулкано-плутонической деятельности концентрировались в пределах вулканотектонических депрессий практически на всей территории Фенноскандии.

Формирование калевийской ассоциации пород в истории геологического развития свекокарелид открывает новый период преимущественно терригенно-го типа литогенеза, сменившего преимущественно вулканогенный литогенез раннего свекокарелия.

Начало нового этапа седиментогенеза в раннем калевии явилось результатом начавшегося изостатическое опускание территории пра-Фенноскандии. В результате начавшейся трансгрессии, в процесс терригенного осадконакопления были вовлечены окраины континентальных областей. В ходе продолжавшегося осадконакопления были сформированы толщи калевийских ритмичнос-лоистых осадков со значительным количеством фаций временных потоков, мощность которых в большинстве случаев не известна, хотя в ряде районов она оценивается первыми километрами. Повсеместно развитая тонкая ритмичная слоистость в песчано-алевритовых пачках свидетельствует о достаточно однообразном спокойном режиме компенсационного осадконакопления. Литологи-ческие особенности калевийских осадков выдержаны на всей области седиментации в пределах пра-Фенноскандии.

В областях калевийского осадконакопления к настоящему времени известны единичные ареалы преимущественно андезитобазальтового вулканизма, которые выявлены в районах о. Ристисари, п-ова Хунукка и о-вов Лоуккион-саарет Северного Приладожья. Лавовые поля с некками андезитобазальтов развиты на ограниченной площади и сопровождаются горизонтами хемогенных виты на ограниченной площади и сопровождаются горизонтами хемогенных кремнисто-карбонатных углероди сульфидсодержащих сланцев, а также дайками долеритов. В результате палеовулканологических реконструкций впервые установлено, что особенностью калевийской эпохи является затухающий характер свекокарельских вулканических проявлений. Реконструированные вулканические ареалы содержат маломощные лавовые потоки, чередующиеся с терригенными, вулканогенно-осадочными породами и горизонтами металлоносных осадков. Появление в разрезе калевия вулканических образований среднего и кислого составов является результатом эффективного гибридизма родоначальной магмы за счет верхних частей сиалической коры в пределах малоглубинного магматического очага. Таким образом, проявление калевийского вулканизма завершают вулканическую деятельность свекокарелия.

Калевийская вулканическая деятельность сопровождалась более или менее длительным отделением газов и гидротерм. С эпицентрами излияний пространственно связано формирование стратифицированных металлоносных осадков. Среди поверхностных изменений вулканогенно-осадочных пород калевия выделялись две разновидности — жерлово-фумарольные изменения, которые локализовались непосредственно в пределах вулканической постройки и площадные изменения, связанные с деятельностью гидротерм. С образованиями второго типа большей частью связано накопление в калевийских толщах Fe, Ni и Си.

Свекокарельские вулканогенно-осадочные образования в свекофенской зоне подверглись интенсивному ультраметаморфизму и региональной гранитизации. Площадь распространения метаморфических пород гранулитовой фации расположена над головной частью диапира (Н.В. Шаров, 1990, Л.П. Свириден-ко, 2003). Складчатость и гранитизация свекокарельских вулканогенных и оса-дочно-вулканогенных комплексов, в интервале 1860−1800 млн. лет, завершили их формирование.

Последующие исследования геологии свекокарелид Северного Приладо-жья может быть связано с расширением масштабов и детализации палеогеографических и палеовулканологических реконструкций с применением изотопной геохронологии не только магматических, но и осадочных комплексов. Использование таких данных предоставит большие возможности для литолого-стратиграфического сопоставления гнейсифицированных пород зоны интенсивных метаморфических преобразований (пос. Куркиеки, Хиитола), где участками развиты карбонатные отложения с зонами низких ступеней метаморфизма (устье р. Янисъйоки, м. Импиниеми) позднепялкъярвинского временного уровня циклического осадконакопления калевия.

Разработка частных вопросов докембрийской палеовулканологии в значительной степени будет способствовать повышению детальности оконтуривания и эффективности локального металлогенического прогнозирования рудоносных вулканотектонических структур.