Геохимическая характеристика матрикса полимиктовых конгломератов Койкарского домена. Часть 2

Средние концентрации петрогенных элементов в осадочном разрезе варьируют незначительно (табл. 1): SiO2 от 52,11 до 55, 24 мас. %, Al 2 O3 от 15,34 до 17,59 мас. %. Концентрация MgOсред меняется от 8,06 до 9,87 мас. %, (Na2 O+K2 Oсред) от 2,67 до 3,91 мас. %. Важной характеристикой цемента является преобладание Na2 O над К2 O, MgO над СaO, FeO над Fe2 O3, что согласуется с характеристикой классических архейских граувакк Канады [3; 289–290] и подтверждает результаты петрографического изучения пород.
SiO2 TiO2 Al 2 O3 Fe 2 O3 FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O ППП Сумма
1 52,11 1,02 17,59 1,8 10,79 0,19 9,87 2,94 3,57 0,04 0,08 100,00
2 54,58 0,82 15,65 0,92 9,02 0,19 9,08 5,72 3,85 0,06 0,11 100,00
3 53,37 0,97 15,89 1,66 9,91 0,21 9,23 4,75 3,64 0,23 0,14 100,00
4 53,39 1,09 17,08 1,79 11,83 0,23 8,68 2,76 3,01 0,01 0,13 100,00
5 55,24 0,92 15,34 2,02 9,37 0,21 8,06 6,07 2,66 0,01 0,10 100,00

Таблица 1. Средние концентрации петрогенных элементов (масс. %) в цементе полимиктовых конгломератов молассоидного комплекса Койкарского домена.

Примечания:
1 – цемент из продуктов переработки коры выветривания коматиитов; 2 – лититовая граувакка; 3 – вулканомиктовая мафитовая граувакка; 4 – граувакковый песчаник; 5 – полимиктовые конгломераты «лахарового» типа с цементом из лититовой граувакки.

Спектры распределения редких и редкоземельных элементов в цементе
конгломератов и подстилающих коматиит–базальтовых комплексов во многом идентичны, что, вероятно, может быть результатом преобладания мафитового материала и продуктов его разрушения в цементе и обломках конгломератов [1; 115]. Мафитовый состав первичных пород также отразился в отношении Al 2 O3–10*TiO2 –MgO (рис. 2), демонстрирующем принадлежность матрикса конгломератов к породам коматиитовой серии. Изучение содержания малоподвижных элементов (Cr, Ni, Zr) (рис. 1) в цементе и соответствующих коматиит–базальтовых комплексах Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса [6; 103–122] позволило уточнить, какие типы мафитовых пород (коматииты, базальтовые коматииты, базальты) подверглись эрозионным процессам, приведшим к образованию матрикса конгломератов. Маркерными были приняты значения (рис. 1): пироксеновые коматииты – Ni (100–1000 г/т), Cr (500–2000 г/т); базальтовые коматииты – Ni (80–200 г/т), Cr (400–1000 г/т); базальты – Ni (30–100 г/т), Cr (50—400 г/т) [6; 113]. Из полученных данных (рис. 1) следует, что в период формирования терригенной толщи в осадочный бассейн поступал материал из полимодального источника, в составе которого доминировали мафиты (коматииты и базальтовые коматииты). Вместе с тем, вариации содержания Zr (значения варьируют от 20 до 70 г/т с закономерным увеличением концентрации на участках с преобладанием кислой кластики в разрезе) и ЛРЗЭ [1; 115] в цементе отражают дополнительный привнос кислого (андезит–дацитового) компонента в область осадконакопления, что подтверждает вывод о многокомпонентном первичном источнике цементирующего материала.

Рис. 2. Состав грауваккового цемента полимиктовых конгломератов Койкарского домена на классификационной петрохимической диаграмме Al2 O3 –10*TiO2 –MgO [2; 10].

Таким образом проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

– цемент полимиктовых конгломератов неоархейского молассоидного комплекса Койкарского домена представлен граувакковым материалом, сменяющимся в разрезе от вулканомиктовой мафитовой граувакки в основании бассейна до лититовой граувакки и грауваккового песчаника [1; 119]. Неоднородное строение также отмечено и в распределении обломков конгломератов, выраженное в наличии участков с преобладанием галек кислого (дациты, риолиты, граниты), либо мафитового состава (коматииты, базальты, продукты разрушения коры выветривания коматиит–базальтовой толщи) [5; 15–17];

– петрографические наблюдения согласуются с петрохимическими параметрами выделения граувакк [3; 289–290] и с геохимическими данными, демонстрирующими обогащение пород Al 2 O3 , MgO, FeО, что, вероятно, связано с преобладанием мафитов в области эрозии [1; 114];

– распределение РЗЭ в цементе конгломератов во многом соответствует спектру
распределения РЗЭ в туфах коматиитов, подстилающих осадочный бассейн, что может быть результатом привноса в конгломераты продуктов разрушения коматиит–базальтового комплекса;

– по содержанию Cr, Ni, Zr установлено, что матрикс конгломератов сформировался в результате разрушения и переработки пород преимущественно коматиит-базальтовой ассоциации (коматиитов и базальтовых коматиитов) с примесью андезит–дацитового материала.

Проведенное исследование является основой для реконструкции процессов формирования молассоидного комплекса и изучения природы грубообломочного материала, что, вероятно, может предоставить дополнительную информацию о геодинамических обстановках, предшествовавших осадкообразованию.

Исследование выполнено в рамках государственного задания ИГ КарНЦ РАН.

Список литературы

1. Бакаева А. В. Матрикс полимиктовых конгломератов неоархейского молассоидного бассейна Койкарского домена: геохимическая характеристика, источники материала // Труды Карельского научного центра РАН. No 2. 2018. С. 111–121. DOI:10.17076/geo766.
2. Куликов В. С. Высокомагнезиальный магматизм раннего докембрия Балтийского
щита / Автореф. дис., ... докт. геол.- минер. наук. Москва, 1990. 35 с.
3. Петтиджон Φ. Дж. Осадочные породы. M.: Недра, 1981. 751 с.
4. Пономарев А. И. Методы химического анализа силикатных и карбонатных горных пород. Издательство АН СССР, Москва, 1961. 414 с.
5. Светова А. И. Базальные и внутриформационные конгломераты в верхнеархейских зеленокаменных структурах Центральной Карелии. Геология и магматизм докембрия Карелии. КарНЦ Ран, Петрозаводск, 1993. С. 12–18.
6. Светов С. А. Магматические системы зоны перехода океан – континент в архее восточной части Фенноскандинавского щита. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2005. 230 с.
7. Светов С. А., Степанова А. В., Чаженгина С. Ю., Светова Е. Н., Рыбникова З. П., Михайлова А. И., Парамонов А. С., Утицына В. Л., Эхова М. В., Колодей В. С. Прецизионный (ICP-MS, LA-ICP-MS) анализ состава горных пород и минералов: методика и оценка точности результатов на примере раннедокембрийских мафитовых комплексов // Труды КарНЦ РАН. 2015. Т. 7. С. 54–73. doi: 10.17076/geo140

А. В. Бакаева