Особенности состава и строения основания Ветреного Пояса (Фенноскандинавский щит)
ART 53481
Авторы:
С.
В. Лукашенко, А.
Д. Межеловский
С.
В. Лукашенко, А.
Д. Межеловский Библиографическое описание статьи для цитирования:
Лукашенко
С.
В.,
Межеловский
А.
Д. Особенности состава и строения основания Ветреного Пояса (Фенноскандинавский щит) // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
2391–2395. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53481.htm.
Аннотация. Ветреный пояс – это палеопротерозойская зеленокаменная структура, расположенная на юго-востоке Фенноскандинавского щита и является пограничной структурой между Беломорским подвижным поясом и Карельской гранит зеленокаменной областью. Зеленокаменные пояса весьма типичны для докембрийского развития земной коры. Интерес к истории формирования Ветреного пояса обусловлен рядом причин. Во-первых, это пограничная структура, которая
способна «рассказать» о событиях, происходивших в раннем докембрии на стыке блоков. Во-вторых, Ветреный пояс сформировался на рубеже архея-протерозоя и
при изучении механизма его образования существует возможность выйти на особенности геодинамики этого периода геологической истории Земли для данного
региона [1]. В данной работе рассмотрено самое основание разреза этой структуры, которое сложено полимиктовыми иногда мономиктовыми кварцитами. Новые данные о составе и строении самой нижней свиты, получившей название токшинской, дает возможность восстановить условия зарождения Ветреного Пояса на рубеже глобальной перестройки в докембрийскую эпоху. Петрографический и геохимический состав позволили предположить преимущественно континентальные
условия формирования толщи, за счет разрушения близлежащих блоков. Толчком к разрушению архейских комплексов обрамляющих структуру, послужило растяжение континентальной литосферы, которое и положило начало формированию свиты.
Ключевые слова:
фенноскандинавский щит, палеопротерозой, петрографо-геохимический анализ, континентальный рифтогенез
Текст статьи
Лукашенко Софья Владимировнааспирант, преподаватель,Российский государственный геологоразведочный университет(МГРИРГГРУ), МоскваLukashenkosofya@gmail.comМежеловский Алексей Дмитриевичкандидат геологоминералогических наук, доцент,Российский государственный геологоразведочный университет(МГРИРГГРУ), Москваgeocon@yandex.ruОсобенности состава и строенияоснования Ветреного Пояса (Фенноскандинавский щит)Ветреный пояс –это палеопротерозойская зеленокаменная структура,расположеннаяна юговостоке Фенноскандинавского щита и является пограничной структурой между Беломорским подвижным поясом и Карельской гранит зеленокаменной областью.Зеленокаменные пояса весьма типичны для докембрийского развития земной коры.Интерес к истории формирования Ветреного пояса обусловлен рядом причин. Вопервых, это пограничная структура, которая способна «рассказать» о событиях, происходивших в раннем докембрии на стыке блоков. Вовторых, Ветреный пояс сформировался на рубеже археяпротерозоя и при изучении механизма его образования существует возможность выйти на особенности геодинамики этого периода геологической истории Землидля данного региона[1]. В данной работе рассмотрено самое основание разреза этой структуры, которое сложено полимиктовыми иногда мономиктовыми кварцитами. Новые данные о составе и строении самой нижней свиты, получившей название токшинской, дает возможность восстановить условия зарождения Ветреного Пояса на рубежеглобальной перестройки в докембрийскую эпоху. Петрографический игеохимический состав позволили предположить преимущественно континентальные условия формирования толщи, за счет разрушения близлежащих блоков. Толчком к разрушению архейских комплексов обрамляющих структуру, послужило растяжение континентальной литосферы, которое и положило начало формированию свиты. Ключевые слова:Фенноскандинавский щит, палеопротерозой, петрографогеохимический анализ, континентальный рифтогенез.Возраст Ветреного Пояса определен какпалеопротерозойский(~2.45 млрд. лет) [2].Некоторые ученыеполагают, что Ветреный пояс образует продолжение ВосточноКарельского пояса, в пределах щита его протяженность достигает 250 км. при ширине от 15 до 85 км [3]. На северовостоке структура ограничена Беломорским подвижным поясом, на югозападе ─ Карельской гранитзеленокаменной областью. Пояс образован последовательностью согласно залегающих осадочных и вулканогенных толщ, погружающихся под углами 2040º в северовосточном направлении.Токшинская свитазалегаетв основании разреза Ветреного Пояса–палеопротерозойской зеленокаменной структуры.Свита,образовавшаяся наначальных этапах формированияструктуры,сложенатерригенными образованиями –кварцитами, аркозами, кварцевыми гравелитами, полимиктовымипесчаниками. По данным геологосъемочных работ она прослеживается в видедовольно широкой и протяженной полосы вдоль югозападной границы Ветреного Пояса. Простирание полосы северозападное, ее протяженность 6070 км, при средней ширине около 10 км. На большей площади породы токшинской свиты перекрыты четвертичными отложениями и недоступны непосредственному изучению. Сводный разрез свиты представляется следующим образом. В основании (район оз. Левушка) залегают несортированные полимиктовые, молассовидные конгломераты. Их обломочная часть представлена в основном гранитоидами (8090 %), реже габбро и кварцем в виде гравийных зерен, гальки и валунов (до 30x40 см). Цемент (не более 15 %) имеет состав полимиктовых и кремнистых алевролитов и аргиллитов, в которыхнекоторые авторы отмечают сезонную слоистость в виде мелкого и грубого флиша. Рядом исследователей в цементе устанавливается четко выраженная косая слоистость на контакте сезонных слоев. Породы свиты с резким несогласием перекрывают фундамент Карельского геоблока. Мощность свиты колеблется от нескольких метров до 1,5 км (в восточной части пояса)[4].Учитывая важность токшинской свиты для понимания начальных этапов формирования Ветреного Пояса авторы статьибольшое внимание уделили особенностям ее состава и строения. Для детального изучения метаосадочных пород токшинской свиты был выбран участок горы Двойная. Серия обнажений образует гривкусеверовосточного простирания (30о). Основу разреза составляют рассланцованные кварциты от молочнобелых до прозрачных. Главнымминералом являетсякварц, другие минералы (гематит, эпидот, фуксит) встречаютсяв виде небольших примесей (до первых процентов) и относятся к второстепенным, либо к акцессорным. Рассланцевание скорее всего имеет тектоническое происхождение(рис. 1). Оно выражается в разбиениикварцитов на отдельныепластины различной мощности:от миллиметров до 510 см. В ряде случаев в разрезе кварцитов встречаются будины, которые весьмахарактерны для метаморфических пород(рис. 2). Будинируются наиболее мощные пластины кварцитов, в то время как пакеты тонкополосчатых кварцитов деформируются без нарушения сплошности, иногда с образованием складчатых структур.Причиной же образования пластин разной мощности,скорее всего,являются структурные различия кварцитов. По кварцевым метапесчаникам развивается тонкопластинчатая отдельность, а по кварцевым метагравелитам –грубополосчатая.
а
бРис. 1 Тектоническое рассланцевание кварцитов; а –в естественном обнажении, б–под микроскопом в проходящем свете (николи скрещены, увеличение Х200)
Рис. 2 Будинирование кварцитов токшинской свиты. Естественное обнажение.
При петрографическом изучении пород токшинской свитыбыло 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) варьирует как по содержанию (от первых процентов до их полного исчезновения), так и по составу. Встречаются кварциты с содержанием гематита до 5%. Структуры пород гранобластовые и лепидограноблатовые. Иногда за счет укрупнения зерен кварца, на фоне мелкозернистой массы, встречаются порфиробластовые разности. Наличие кварцитов, отличающихся крупностью зерен кварца, свидетельствует о том, что породы претерпели метаморфизм зеленосланцевой фации (не высокие РТ параметры). Совместное нахождение таких слюд как фуксит и серицит свидетельствует о том, что породы подвергались изменениям в пренитпемпеллиитовой субфации. Наличие фуксита, свидетельствующее о высокомсодержаниихрома,указывает на то,чтоисточникамисноса при формирования осадков являлись как полевошпатовые так и основные или ультраосновные породы.
Результаты геохимического анализа кварцитов токшинскойсвиты участка горы Двойная, выполненные методом мокрой химии в геохимической лаборатории ГИН РАН приведены в таблице 1. Элементный состав метатерригенных пород подтверждает результаты их макроскопического и петрографического изучения. Он обусловлен кварцем и слюдами. Петрогенные окислы токшинской свиты (участок г. Двойная) Таблица 1.SiO2TiO2Al2O3FeO*MnOMgOCaONa2OK2OP2O596,890,031,310,660,010,390,070,370,040,01
На петрохимической диаграмме Юдовича Я.В.[5], основанной на фемичности и щелочности породы попадают в поле развития кварцитов(рис. 3). На петрохимической диаграмме этого же автора для отличия граувак от аркозов по глиноземистому модулю, породы свиты отвечают аркозам (рис. 4).
Рис. 3 Модульная диаграмма ЮдовичаЯ.В. ФМфемический модуль
Рис. 4 Диаграмма Юдовича Я.В. с использованием глиноземистого модуляНа петрохимической диаграмме Неелова А.Н. для метаморфических осадочных и смешанных пород отобранные образцы отвечают слабожелезистым мономиктовым (кварцевым) псаматолитам, ультрасилицитам.Как было отмечено выше, кварциты токшинской свиты на участке горы Двойная претерпели тектоническое рассланцевание. Кроме полевых наблюдений это подтверждается петрографическими данными: зерна кварца разбиваются системой параллельных трещин на отдельные пластинки, которые смещаются относительно друг друга.Ориентировка плоскостей рассланцевания варьирует по азимуту падения от 300одо 340ои по углу падения от 40одо 45о. Возможно, смена элементов рассланцевания связана с последующим делением толщи на блоки и их относительным смещением. В ряде случаев плоскости рассланцевания упираются в массивные блоки. В кварцитах отмечаются единичные складки с осевой поверхностью близкой к лежачей (аз. пад. 340о, угол падения 30о), положение шарнира: аз. пад. 240о, угол падения 15о. Элементы залегания одного крыла аз. пад. 340о, угол 60о, у другого аз. пад. 180о, угол 65о. Соотношение ориентировки поверхностей рассланцевания и шарниров складок указывает на то, что это структурный парагенезис. Деформации сжатия приводили к появлению плоскостей рассланцевания и в отдельных случаях к образованию мелких складок, у которых шарниры оказались перпендикулярны азимуту падения сланцеватости. В ряде случаев наблюдается мелкая разноориентированная рассланцованность, что может быть связано с облеканием будин или смещением и разворотом мелких блоков по более поздним разрывным нарушениям. Таким образом, токшинская свита, начинающая разрез зеленокаменного комплекса сложеназрелыми терригенными образованиями –кварцитами, аркозами, кварцевыми гравелитами, полимиктовыми песчаниками, образовавшимися за счет разрушения пород фундамента –гранитоидов и зеленокаменных комплексов карельской гранитзеленокаменной области.Литологический состав и текстурноструктурные особенности данного стратиграфического подразделениясвидетельствуют о егоформированиив условиях континентального рифтогенеза (низы разреза) и пассивной континентальной окраины. Интрузивные тела, прорывающиеотложения токшинской свиты –дайки и интрузии габбродиабазовой и габброноритовой формаций (габбро, габбродиабазами, габброноритами и т.д.), также фиксируют растяжениеи начало раннепротерозойской деструкции континентальной коры региона и рифтогенеза.
Список литературы
1.Лукашенко С.В., Межеловский А.Д., Корсаков А.К. Основные этапы формирования Ветреного Пояса (Фенноскандинавский щит). Материалы Международной конференции «Молодые наукам о Земле», секция SI. М.: МГРИРГГРУ, 2012. с. 10.2.Puchtel I.S., Haase K.M., Hofmann A.W., Chauvel C., Kulikov V.S., GarbeSchonberg C.D., Nemchin A.A. Petrology and geochemistry of crustally contaminated komatiitic basalts from the Vetreny Belt, southeastern Baltic Shield: evidence for an early Proterozoic mantle plume beneath rifted Archean continental lithosphere // Geochim. Cosmochim.Acta. 1997. V. 61. P. 1205–1222.
3.Минц М.В., Сулейманов А.К., Бабаянц П.С. и др. Глубинное строение, эволюция и полезные ископаемые раннедокембрийского фундамента ВосточноЕвропейской платформы: Интерпретация материалов по опорному профилю 1ЕВ, профилям 4В и ТАТСЕЙС: в 2 т. М.: ГЕОКАРТ; ГЕОС, 2010. Т. 2. 400 с.4.Объяснительная записка к Государственной геологической карте РФ масштаба 1:200 000 серия Карельская, листы P37I(Маленьга) и P37VII, VIII(Сергиево), СП: ВСЕГЕИ, 2001. 94 с.5.СкляровЕ.В.Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие; Под ред. Е. В. Склярова. М: Интермет Инжиниринг, 2001. 288с.
Lukashenko Sofya Vladimirovna, graduate, teacher, Russian State Geological Prospecting University, MoscowMezhelovskiy Alexey Dmitrievich, Ph.D. in geology and mineralogy, teacher, Russian State Geological Prospecting University, MoscowFeatures of composition and structure of the base of Windy Belt (Fennoscandian Shield)Windy Belt is Paleoproterozoic greenstone structure, located in the southeast of the Fennoscandian Shield, and is the boundary between the structure Belomorian mobile belt and the greenstone Karelian craton . Greenstone belts are quite typical for Precambrian crustal development. Interest in the history of the formation of Windy belt due to a number of reasons.First, a boundary structure that is able to "talk" about the events that took place in the Early Precambrian at the junction block. Secondly, Windy Belt now emerged in the late ArcheanProterozoic and in studying the mechanism of its formation it is possible to enter the geodynamics of the period features of the geological history of the earth to the region. [1] In this paper, we consider the very base of the section of the structure, which is composed of polymictic sometimes monomictic quartzite. New dataon the composition and structure of the bottom retinue, called tokshinskoy, makes it possible to restore the conditions for the birth of Windy Belt at the turn of the global restructuring of the Precambrian era. Petrography and geochemical composition have suggested predominantly continental conditions of formation thickness, due to destruction of the surrounding blocks. The impetus for the destruction of the Archean complex framing structure was the stretching of the continental lithosphere, which marked the beginning of the formation of the retinue.
а
бРис. 1 Тектоническое рассланцевание кварцитов; а –в естественном обнажении, б–под микроскопом в проходящем свете (николи скрещены, увеличение Х200)
Рис. 2 Будинирование кварцитов токшинской свиты. Естественное обнажение.
При петрографическом изучении пород токшинской свитыбыло 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) варьирует как по содержанию (от первых процентов до их полного исчезновения), так и по составу. Встречаются кварциты с содержанием гематита до 5%. Структуры пород гранобластовые и лепидограноблатовые. Иногда за счет укрупнения зерен кварца, на фоне мелкозернистой массы, встречаются порфиробластовые разности. Наличие кварцитов, отличающихся крупностью зерен кварца, свидетельствует о том, что породы претерпели метаморфизм зеленосланцевой фации (не высокие РТ параметры). Совместное нахождение таких слюд как фуксит и серицит свидетельствует о том, что породы подвергались изменениям в пренитпемпеллиитовой субфации. Наличие фуксита, свидетельствующее о высокомсодержаниихрома,указывает на то,чтоисточникамисноса при формирования осадков являлись как полевошпатовые так и основные или ультраосновные породы.
Результаты геохимического анализа кварцитов токшинскойсвиты участка горы Двойная, выполненные методом мокрой химии в геохимической лаборатории ГИН РАН приведены в таблице 1. Элементный состав метатерригенных пород подтверждает результаты их макроскопического и петрографического изучения. Он обусловлен кварцем и слюдами. Петрогенные окислы токшинской свиты (участок г. Двойная) Таблица 1.SiO2TiO2Al2O3FeO*MnOMgOCaONa2OK2OP2O596,890,031,310,660,010,390,070,370,040,01
На петрохимической диаграмме Юдовича Я.В.[5], основанной на фемичности и щелочности породы попадают в поле развития кварцитов(рис. 3). На петрохимической диаграмме этого же автора для отличия граувак от аркозов по глиноземистому модулю, породы свиты отвечают аркозам (рис. 4).
Рис. 3 Модульная диаграмма ЮдовичаЯ.В. ФМфемический модуль
Рис. 4 Диаграмма Юдовича Я.В. с использованием глиноземистого модуляНа петрохимической диаграмме Неелова А.Н. для метаморфических осадочных и смешанных пород отобранные образцы отвечают слабожелезистым мономиктовым (кварцевым) псаматолитам, ультрасилицитам.Как было отмечено выше, кварциты токшинской свиты на участке горы Двойная претерпели тектоническое рассланцевание. Кроме полевых наблюдений это подтверждается петрографическими данными: зерна кварца разбиваются системой параллельных трещин на отдельные пластинки, которые смещаются относительно друг друга.Ориентировка плоскостей рассланцевания варьирует по азимуту падения от 300одо 340ои по углу падения от 40одо 45о. Возможно, смена элементов рассланцевания связана с последующим делением толщи на блоки и их относительным смещением. В ряде случаев плоскости рассланцевания упираются в массивные блоки. В кварцитах отмечаются единичные складки с осевой поверхностью близкой к лежачей (аз. пад. 340о, угол падения 30о), положение шарнира: аз. пад. 240о, угол падения 15о. Элементы залегания одного крыла аз. пад. 340о, угол 60о, у другого аз. пад. 180о, угол 65о. Соотношение ориентировки поверхностей рассланцевания и шарниров складок указывает на то, что это структурный парагенезис. Деформации сжатия приводили к появлению плоскостей рассланцевания и в отдельных случаях к образованию мелких складок, у которых шарниры оказались перпендикулярны азимуту падения сланцеватости. В ряде случаев наблюдается мелкая разноориентированная рассланцованность, что может быть связано с облеканием будин или смещением и разворотом мелких блоков по более поздним разрывным нарушениям. Таким образом, токшинская свита, начинающая разрез зеленокаменного комплекса сложеназрелыми терригенными образованиями –кварцитами, аркозами, кварцевыми гравелитами, полимиктовыми песчаниками, образовавшимися за счет разрушения пород фундамента –гранитоидов и зеленокаменных комплексов карельской гранитзеленокаменной области.Литологический состав и текстурноструктурные особенности данного стратиграфического подразделениясвидетельствуют о егоформированиив условиях континентального рифтогенеза (низы разреза) и пассивной континентальной окраины. Интрузивные тела, прорывающиеотложения токшинской свиты –дайки и интрузии габбродиабазовой и габброноритовой формаций (габбро, габбродиабазами, габброноритами и т.д.), также фиксируют растяжениеи начало раннепротерозойской деструкции континентальной коры региона и рифтогенеза.
Список литературы
1.Лукашенко С.В., Межеловский А.Д., Корсаков А.К. Основные этапы формирования Ветреного Пояса (Фенноскандинавский щит). Материалы Международной конференции «Молодые наукам о Земле», секция SI. М.: МГРИРГГРУ, 2012. с. 10.2.Puchtel I.S., Haase K.M., Hofmann A.W., Chauvel C., Kulikov V.S., GarbeSchonberg C.D., Nemchin A.A. Petrology and geochemistry of crustally contaminated komatiitic basalts from the Vetreny Belt, southeastern Baltic Shield: evidence for an early Proterozoic mantle plume beneath rifted Archean continental lithosphere // Geochim. Cosmochim.Acta. 1997. V. 61. P. 1205–1222.
3.Минц М.В., Сулейманов А.К., Бабаянц П.С. и др. Глубинное строение, эволюция и полезные ископаемые раннедокембрийского фундамента ВосточноЕвропейской платформы: Интерпретация материалов по опорному профилю 1ЕВ, профилям 4В и ТАТСЕЙС: в 2 т. М.: ГЕОКАРТ; ГЕОС, 2010. Т. 2. 400 с.4.Объяснительная записка к Государственной геологической карте РФ масштаба 1:200 000 серия Карельская, листы P37I(Маленьга) и P37VII, VIII(Сергиево), СП: ВСЕГЕИ, 2001. 94 с.5.СкляровЕ.В.Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие; Под ред. Е. В. Склярова. М: Интермет Инжиниринг, 2001. 288с.
Lukashenko Sofya Vladimirovna, graduate, teacher, Russian State Geological Prospecting University, MoscowMezhelovskiy Alexey Dmitrievich, Ph.D. in geology and mineralogy, teacher, Russian State Geological Prospecting University, MoscowFeatures of composition and structure of the base of Windy Belt (Fennoscandian Shield)Windy Belt is Paleoproterozoic greenstone structure, located in the southeast of the Fennoscandian Shield, and is the boundary between the structure Belomorian mobile belt and the greenstone Karelian craton . Greenstone belts are quite typical for Precambrian crustal development. Interest in the history of the formation of Windy belt due to a number of reasons.First, a boundary structure that is able to "talk" about the events that took place in the Early Precambrian at the junction block. Secondly, Windy Belt now emerged in the late ArcheanProterozoic and in studying the mechanism of its formation it is possible to enter the geodynamics of the period features of the geological history of the earth to the region. [1] In this paper, we consider the very base of the section of the structure, which is composed of polymictic sometimes monomictic quartzite. New dataon the composition and structure of the bottom retinue, called tokshinskoy, makes it possible to restore the conditions for the birth of Windy Belt at the turn of the global restructuring of the Precambrian era. Petrography and geochemical composition have suggested predominantly continental conditions of formation thickness, due to destruction of the surrounding blocks. The impetus for the destruction of the Archean complex framing structure was the stretching of the continental lithosphere, which marked the beginning of the formation of the retinue.
