МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Геологический факультет
Кафедра полезных ископаемых и недропользования
Конгломераты игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива: вещественный состав, минералогия, условия метаморфизма
Содержание
Введение
1. Геологическое строение мегаблока Курской магнитной аномалии
1.1 Стратифицированные образования
1.2 Магматизм
2. Методика исследований
3. Характеристика и стратиграфическое положение игнатеевской свиты
4. Минералогия, петрография, геохимия и условия метаморфизма конгломератов игнатеевской свиты
Заключение
Список литературы
Введение
К настоящему времени ряд докембрийских образований в пределах Воронежского кристаллического массива характеризуется недостаточной изученностью. К таким образованиям относится, в частности, игнатеевская свита, состоящая из двух подсвит – карбонатной и терригенной, представленной конгломератами. В существующей схеме стратиграфии докембрия Воронежского кристаллического массива породы игнатеевской свиты охарактеризованы как нерасчлененные архей-протерозойские образования, однако, полученные в последнее время данные о геологии Воронежского кристаллического массива позволяют с большей уверенностью относить игнатеевскую свиту к палеопротерозою. В связи с этим, актуальным становится вопрос о более детальном изучении данных образований и определении условий их метаморфизма с целью установления их места в общей геологической истории мегаблока Курской магнитной аномалии.
Целью настоящей работы является характеристика конгломератов игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива.
Задачами исследования в соответствии с поставленной целью являются:
Изучение и описание петрографических особенностей конгломератов игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива.
Изучение и описание минерального состава данных пород
Изучение и описание особенностей состава минералов из конгломератов игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива.
Изучение химического состава конгломератов игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива, особенностей распределения петрогенных, малых, редких и редкоземельных элементов в данных породах
Определение условий метаморфизма конгломератов игнатеевской свиты Воронежского кристаллического массива.
В основу работы положен материал, отобранный автором в процессе стажировки на кафедре полезных ископаемых и недропользования ВГУ.
1. Геологическое строение мегаблока курской магнитной аномалии
1.1 Стратифицированные образования
В составе Воронежского кристаллического массива (ВКМ) выделяется два крупных сегмента: мегаблок Курской магнитной аномалии (КМА) на западе и Воронцовская структура на востоке (рис. 1).
К наиболее древним образованиям ВКМ традиционно относят обоянский комплекс (бывшая серия) Курского блока, которому с начала изучения региона был присвоен статус имеющего раннеархейский возраст [1]. Курский блок – это архейская гранит-зеленокаменная область, состоящая из осадочно-вулканогенных поясов петельчатой формы и доминирующих по площади гранито-гнейсовых ареалов. Зеленокаменные пояса включают основные и в меньшей степени кислые метавулканиты, коматииты, терригенные метаосадки, породы железисто-кремнистой формации [2]. В обрамлении зеленокаменных областей находятся массивы тоналит-трондьемит-гранодиоритовой ассоциации, которые объединяются в салтыковский комплекс с возрастом 3013 ± 80 млн. лет [3, 4]. Большую часть территории Курской гранит-зеленокаменной области занимают гранито-гнейсовые ареалы, в составе которых преобладают (до 75 %) гнейсовидно-полосчатые плагио-микроклиновые мигматиты разнообразного состава, варьирующие по составу от трондьемитов до тоналитов и диоритов, объединяемые в обоянский комплекс. Полученные в последнее время изотопные U-Pb датировки и данные по Sm-Nd изотопии пород, рассматриваемых ранее как преимущественно однородная породная ассоциация биотитовых и биотит-амфиболовых плагиогнейсов обоянского комплекса раннего архея, заставляют по-новому взглянуть на вопрос о его однородности. Ранее в пределах Курского блока, помимо «серых гнейсов» собственно обоянского комплекса, были по латерали выделены три фациальные ассоциации (россошанская, брянская и донская) [5]. Донская ассоциация выделяется в пределах Лосевского пояса. Она представлена гнейсами, по составу отвечающими диоритам известково-щелочного и субщелочного ряда [6]. В схеме стратиграфии региона 1999 г. донские гнейсы выделялись в составе обоянского комплекса как донская ассоциация и датировались ранним археем, однако U-Pb датировки данных пород указывают на их палеопротерозойский возраст. К россошанской ассоциации отнесены интенсивно мигматизированные биотитовые, амфибол-биотитовые и гранат-биотитовые гнейсы вскрытые рядом скважин в пределах Россошанского блока КМА.
Рисунок 1. Схематическая геологическая карта Воронежского кристаллического массива [по 7].
Условные обозначения: 1 – обоянский комплекс; 2 – михайловская серия; 3 – лосевская серия; 4 – воронежская свита; 5 – воронцовская серия; 6 – курская серия; 7 – роговская свита; 8 – тимская свита; 9 – атаманский комплекс; 10 – стойло-николаевский комплекс; 11 – бобровский комплекс; 12 – павловский комплекс; 13 – усманский комплекс; 14 – шебекинский комплекс; 15 – лискинский комплекс; 16 – ольховский комплекс; 17 – золотухинский комплекс; 18 – смородинский комплекс; 19 – мамонский комплекс; 20 – новогольский комплекс; 21 – еланский комплекс; 22 – возраст магматических образований и метаморфических событий.
Брянская ассоциация занимает одноименный блок и сложена преимущественно породами гранулитовой фации метаморфизма – биотит-кордиеритовыми, биотит-силлиманитовыми гнейсами, кальцифирами с горизонтами эвлизитов с возрастом метаморфизма 2036 ± 4 млн. лет [8]. Породы гранулитовой фации метаморфизма известны также в районе Курско-Бесединских аномалий, где обнаружена ассоциация пироксеновых гранулитов, эвлизитов, плагиогнейсов и маломощных интрузивных тел мафит-ультрамафитового состава. Возраст метаморфизма курско-бесединских гранулитов – архейский (2819 ± 6 млн. лет) [8].
Стратиграфически выше несогласно залегают образования михайловской серии верхнего архея, подразделяющиеся на две свиты: нижнюю александровскую и верхнюю лебединскую.
Александровская свита (AR2al) развита в нескольких протяженных внутриконтинентальных рифтогенных структурах. Разрез Александровской свиты начинается с пород коматиит-базальтовой формации. С ними связаны многочисленные интрузии дунит-перидотитовой формации (сергиевский комплекс). Выше по разрезу залегает толща кислых вулканитов и толеитовых базальтов.
Лебединская свита (AR2lb) сохранилась от размыва на отдельных участках и имеет мощность от 0–5 до 200 м. Свита ограниченно распространена в пределах Льговско-Ракитнянского зеленокаменного пояса и по периферии Старооскольского рудного района. Изотопный возраст цирконов из пород лебединской свиты составляет 2590 ± 88 млн. лет.
Лебединская свита сложена преимущественно основными вулканитами с подчиненным количеством средних и кислых вулканитов и согласно залегает на породах коматиит-базальтовой формации. В состав свиты входят также средние и кислые метаморфизованные туфы, основные туфы, потоки плагиопорфиритов мощностью до 20 м и метабазальты. Породы метаморфизованы до сланцев – кварц-серицитовых, кварц-хлорит-серицитовых, биотит-амфиболовых, а также до актинолит-роговообманковых амфиболитов. Значительная часть разреза представлена вулканогенно-осадочными породами, сохраняющими реликты первичной слоистой текстуры и кристаллокласты плагиоклаза.
Ультракаливые риолиты представляют собой вулканогенные образования, и залегают в верхних частях разреза михайловской серии в районе Стойленского, Коробковского, и Лебединского месторождений.
Во многих скважинах толща вулканитов с размывом и угловым несогласием перекрыта отложениями стойленской свиты курской серии, что позволяет точно установить стратиграфическое положение ультракалиевых риолитов. Мощность отложений достигает 200 м (скв. 5321). Возраст калиевых риолитов составляет 2612 млн. лет [9].
Нижнепротерозойские образования в пределах КМА представлены курской и оскольской сериями, а также различными магматическими образованиями (рис. 2).
Курская серия представлена различными метаморфизованными осадочными породами: морскими хемогенными, грубообломочными прибрежно-морскими и наземными континентальными. Породы курской серии залегают на крыльях рифтогенных структур – Михайловской, Белгородской, Тим-Ястребовской, Волотовской, Рыльской, заложившихся на неоархейской протоплатформе и преобразованных позже в складчатые синформы.
Курская серия включает две свиты; нижнюю – стойленскую и верхнюю – коробковскую. Коробковская свита состоит из четырёх подсвит (снизу вверх): нижней железорудной, нижней сланцевой, верхней железорудной и верхней сланцевой. Все вышележащие породы (метаконгломераты, мраморизованные известняки, доломиты и другие) объединяются в оскольскую серию.
Стойленская свита (K1st) делится на две подсвиты: нижнюю – песчаниковую (K1st1) и верхнюю – сланцевую (K1st2). Мощность свиты составляет от 5 до 1000 м. Нижняя подсвита состоит из кварцевых, слюдисто-кварцевых метапесчаников и кварцитов с линзовидными прослоями и пачками высокоглиноземистых сланцев, преимущественно кварц-мусковитовых и двуслюдяных. Также в состав подсвиты входят кварцевые конгломераты и гравелиты в виде линз и прослоев. Верхняя подсвита представлена филлитовидными сланцами – мусковитовыми, кварц-серицитовыми, кварц-муско
