Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Раннепротерозойские седиментационные бассейны Балтийского щита
ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология
Автореферат диссертации по теме "Раннепротерозойские седиментационные бассейны Балтийского щита"
Работа выполнена в Институте геологии Карельского научного центра Российской Академии наук
Р Г Б ОД На правах рукописи
1 3 МАЙ 19УВ ^¡СкТ^
УДК:551.72+551.82(234.74)
Хейсканен Ким Иванович
РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКИЕ СЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ БАССЕЙНЫ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА (корреляция разрезов,реконструкции,эволюция)
Специальность^. 00.01-общая и региональная геология
ДИССЕРТАЦИЯ
в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург 1996
Официальные оппоненты:
действительный член РАН, доктор геолого-минералогических наук
М.А.Семихатов
член-корреспондент АЕН РФ, доктор геолого-минералогических наук
B.З.Негруца
доктор геолого-минералогических наук
C.Б.Лобач-Жученко
Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский Геологический институт им. А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ)
Защита состоится 11.06.1996 г. в 14 час. на заседании N58 Диссертационного Совета Д.003.72.01 приИнституте геологии и геохронологии докембрия РАН (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2).
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке ИГГД РАН.
Диссертация в виде научного доклада разослана 8.05.1996 г.
Ученый секретарь Диссертационного Совета кандидат геолого-минералогических наук Т.П.Щеглова
Введение
Актуальность проблемы. Балтийский щит является одним из наиболее изученных регионов распространения докембрия, в котором широко представлены разнообразные толщи пород архейских и протерозойских супракрустальных комплексов.Части территории щита, находящиеся под юрисдикцией различных государств, в силу местных традиций и преобладающих исследовательских школ, изучались по-разному, в связи с чем к настоящему времени для него не существует единой стратиграфической шкалы. В то же время исследования подошли к той стадии, когда для понимания закономерностей становления щита, определяющих, в частности, и перспективы развитых здесь комплексов на полезные ископаемые, наличие такой шкалы становится необходимым.
В ранге национальных практически разработана только российская шкала, опирающаяся в архейско-нижнепротерозойской части на материалы по восточной части щита, однако, вследствие географической ограниченности опорной территории, она не может непосредственно использоваться в западной части региона, в которой более широко представлены нижнепротерозойские отложения.
Аналогичным образом методологии и подходы к реконструкции истории геологического развития Балтийского щита на западе и востоке существенно различаются. Если для российской части характерны работы типа анализа седиментационных бассейнов, опирающиеся на более или менее четкие стратиграфические построения, литологические и геохимические данные, то западная часть обычно является объектом профильного тектонического моделирования с использованием материалов петрохимии и геохимии редких и рассеянных элементов. Последние играют роль реперов выделяемых геодинамических обстановок. Оба подхода нередко демонстрируют свою эффективность в выяснении закономерностей эволюции Балтийского щита. Представляется однако, что осуществление корреляции разрезов по всей территории, использование литологических данных при реконструкции бассейнов и их геодинамической позиции совместно с использованием петрохимической и геохимической информации существенно расширяют возможности выявления основных черт геологической эволюции и формирования щита.
В связи с различной степенью сохранности и изученности докембрийских комплексов на Скандинавском полуострове, упомянутое комплексное историко- геологическое исследование
методически наиболее эффективно по отношению к нижнепротерозойскому - карельскому уровню. Именно в карельское время была сформирована основа современной структуры Балтийского щита.
Цель и задачи исследования. Главной целью работы является установление эволюционных закономерностей геологических процессов, обусловивших формирование основных характеристик раннепротерозойских вулканогенно-осадочных комплексов, составляющих значительную часть современной структуры Балтийского щита. Для выполнения этой цели решались следующие задачи:
1.Уточнение региональной стратиграфической схемы раннего протерозоя Карелии путем детального изучения супракрустальных толщ надгоризонтов Карелия и их взаимоотношений между собой. Выделение маркирующих образований.
2.Анализ разрезов раннего протерозоя сопредельных территорий, их расчленение и сопоставление со сводным разрезом карельского комплекса с использованием маркеров, ключевых магматических образований и датировок.
3.Изучение фациальных особенностей отложений и реконструкция главных элементов седиментационных бассейнов, давших начало толщам Карелия различного возраста. Выявление особенностей бассейнов и тектонической обстановки их формирования.
5.Выявление характера эволюции седиментационных бассейнов раннего протерозоя Балтийского щита и основных геодинамических факторов ее контроля.
Фактический материал и личный вклад автора. Основу работы составили результаты детальных литологических, стратиграфических и палеовулканологических исследований докембрия Карелии, выполнявшихся автором с 1960 г. по настоящее время в рамках тематических работ Института геологии Карельского научного центра самостоятельно и в составе различных групп исполнителей. Выполнению работы способствовало ознакомление со строением разрезов докембрийских образований Кольского п-ва и особенно Финляндии, геологические экскурсии в которой продолжались в общей сложности несколько месяцев и охватили все расположенные здесь районы развития супракрустальных образований. Полезными для ознакомления с методологией и современными подходами к геологическим исследованиям за рубежом были симпозиумы и геологические экскурсии по проектам МПГК 91,160, 275, 336 и
Программе по научно-техническому сотрудничеству между СССР и Финляндией в области геологии. Наблюдения и матералы, полученные в ходе этих мероприятий, а также геологических экскурсий в окрестностях оз. Верхнего (Канада,США), сыграли важную роль в понимании обширной геологической литературы по докембрийским регионам, представляющей источник значительного объема фактических данных, использованных в работе.
Расчленение и корреляция докембрийских комплексов опираются на результаты детального изучения в Карелии более 200 разрезов нижнепротерозойских толщ, характеризующих все стратиграфические подразделения данного уровня. Эти, в основном оригинальные, материалы дополнены более чем 100 различной степени детальности колонками полных разрезов Карелия в большинстве участков его развития за рубежом. Зарубежные материалы имеют существенно компилятивный характер, хотя по большей их части ( в Финляндии и на Кольском п-ове) имеются и авторские наблюдения.
В работе использованы тысячи измерений ориентировки наклонной слойчатости, знаков ряби и других текстурных характеристик, указывающих направление транспортировки осадочного материала, материалы детального картирования участков для реконструкций ландшафтных форм. Использованы также тысячи шлифов и оригинальных химических анализов. Отдельные петро- и геохимические построения опираются на десятки тысяч литературных анализов составов пород.
Методика исследований. Стратиграфические построения, являющиеся основой большинства геологических исследований, представляют собой базу и настоящей работы. В последние десятилетия стратиграфические исследования расширялись по линии интенсификации и углубления детальности, сопряженных с увеличением объемов бурения и количества геохронологических определений. Повышенное внимание к вещественному составу отложений привело к выявлению ряда новых геологических маркеров, среди которых, помимо обычных литологических и петрографических, появились фациальные, геохимические, палеовулканологические, палеоклиматические, изотопные и прочие.
Основой методологического подхода к изучению карельских толщ являлся историко-геологический метод, опирающийся на широкое использование актуалистических представлений, реализованных в комплексных литологических, фациальных, палеовулканологических, геохимических,
петрохимических исследованиях, иногда частично
модифицированных применительно к докембрийским объектам (Соколов и др., 1970; Негруца, Негруца, 1988). В некоторых раннепротерозойских толщах широко представлены осадочно-вулканогенные и вулканогенно-осадочные отложения, что в условиях даже зеленосланцевого метаморфизма затрудняет применение генетических классификаций пород, разработанных для более молодых и современных образований. Это потребовало разработать более формализованные схемы классификаций пород и их фациальных особенностей (Соколов и др., 1970; Хейсканен и др., 1977; и др.).
Специфика докембрия с широко проявленными последствиями метаморфических, метасоматических и структурных преобразований пород потребовала также расширения объемов детальных картировочных работ, выполнение которых обеспечивало компоновку разрезов путем прослеживания границ геологических тел ( слоев, пластов, пачек, толщ, горизонтов и надгоризонтов). Детальное изучение состава, строения, структурных и текстурных особенностей пород в разрезах служило основой построения геологических и фациальных профилей, использованных в дальнейшем для реконструкций бассейнов осадкообразования, выяснения влияния и роли вулканических процессов в их формировании, выявления тектонического контроля осадконакопления и вулканизма.
Большое внимание уделялось исследованию различных проявлений процессов выветривания - изучению профилей выветривания, базальных образований, характера экзогенной переработки обломочного материала осадочных пород. Информативными при этом оказались некоторые варианты пересчетов химических анализов выветрелых пород, направленных на оценку их первичных составов. Это дало возможность наряду с палеофациальными выводами получить сведения о гидрохимической обстановке бассейнов и палеоклиматах раннего протерозоя.
При интерпретации геологических и геохимических данных использовались различные математико-статистические и вероятностные процедуры: анализ гранулометрии терригенных пород, обработка элементов залегания косослоистых текстур, комплекс методик по изучению распределения средней грубости терригенных и нерастворимого остатка карбонатных отложений с картированием характеристик моделей формирования толщ (Хейсканен, 1975; Хейсканен и др., 1975).
Анализ разнообразных петрохимических диаграмм показал универсальный характер и большие возможности диаграмм АБ. Помимо наглядности изображения составов минералов, пород, их
смесей и составов выплавок использование диаграмм позволяет получать генетическую информацию в отношении пород, сформированных как в экзогенных, так и в эндогенных условиях. В частности, на этих диаграммах хорошо различаются магматические комплексы, образованные в разных термодинамических условиях, устанавливается эволюция составов вулканитов от архея до современности.
Комплексный подход к изучению стратиграфии, литологии и палеогеографии карельских образований привел к выводам об эволюции седиментационных бассейнов и геодинамических обстановок на разных этапах раннепротерозойской истории развития Балтийского щита.
Нучная новизна. В процессе работы были получены новые данные и результаты в ряде направлений:
В области стратиграфии произведено детальное послойное описание, расчленение и корреляция полных и частных разрезов вулканогенно- осадочных образований всех надгоризонтов Карелия (нижнего протерозоя) карельского региона, с которыми сопоставлены их аналоги, выявленные на зарубежной части щита. Изучены поверхности несогласных границ надгоризонтов, их базальных отложений и, в том числе, кор выветривания.
В области литологии, палсофациальпого и палеогеографического анализа:
1.Получены характеристики формы и строения геологических тел, сформированных взаимодействующими вулканическими, седиментационными и тектоническими процессами от микро-, мезо-и макрорельефа и отдельных вулканических построек до оценок ландшафтных характеристик регионов и территорий в разные периоды времени.
2.Установлены палеоклиматические и гидрохимические характеристики седиментационных бассейнов.
3.Для эпох формирования отложений всех надгоризонтов Карелия созданы фациально-тектонические модели бассейнов седиментогенеза и вулканизма. Смена бассейнов во времени иллюстрирует геодинамическую эволюцию процессов становления щита.
4.Выделены обстановки, благоприятные для формирования залежей некоторых полезных ископаемых.
Практическое значение. Результаты, изложенные в данной работе, публикациях, рукописных отчетах, рекомендациях и докладных записках, использованы и используются при разработке вариантов стратиграфической шкалы докембрия Карело-Кольского региона, в том числе в рамках РМСК по С.-З. России, в
обобщающих работах по геологии, литологии и стратиграфии восточной части Балтийского щита, при разработке легенд государственных геологических карт, при проектировании геологосъемочных и поисковых работ в Карелии, при поисках и оценочных работах на золото, чистые кварциты, полевошпатовое и карбонатное сырье, на медносульфидное оруденение в ятулийских вулканитах. Отдельные методические работы выполнялись для СЗТГУ, Плесецкой экспедиции Архангельского ГУ, ЦНИГРИ.
Некоторые существенно новые результаты, подтвержденные независимыми исследователями, вошли в фонд фактических материалов, характеризующих важные особенности докембрийских отложений.
Апробация работы. Результаты исследований изложены в опубликованных работах, докладывались и обсуждались на региональных, всесоюзных и международных совещаниях, симпозиумах и конференциях. Формированию научного направления способствовали сообщения о важнейших итогах исследований и дискуссии на Всесоюзных литологических совещаниях, ЫХ Всесоюзных совещаниях по литологии и осадочной геологии докембрия, Региональных и Всесоюзных совещаниях по геологии докембрия, Всесоюзных палеовулканологических симпозиумах и семинарах по вулканогенно-осадочным формациям и вулканогенно-осадочному литогенезу, Межведомственных стратиграфических совещаниях по докембрию (Ленинград, 1967; Уфа, 1977; Петрозаводск, 1982,1989; Уфа, 1990 ), на Региональных петрографических совещаниях по Европейской части СССР, на международных симпозиумах МПГК (Москва, 1975; Петрозаводск, 1980; Оулу,1983; Москва,1984), на советско-финляндских симпозиумах ( Петрозаводск, 1985, Апатиты, 1991), на международной конференции по тектонике Восточной части Балтийского щита (Петрозаводск, 1971), на Международном седиментологическом конгрессе (Гейдельберг,1971), на 27-й (Москва, 1984) и 28-й (Вашингтон, 1989) сессиях Международного геологического конгресса, на канадско-советско-американском семинаре "Докембрийская геология юга Канадского и востока Балтийского щитов" (Дулут, США, 1990), на международном симпозиуме "Петрология и металлогения вулканических и интрузивных пород Срединноконтинентальной рифтовой системы" ( проект 336 МПГК , Дулут, 1995г.), на ряде рабочих совещаний,заседаниях РМСК и ее секций, в ходе проведения литологических школ, полевых сессий и других мероприятий.
Стратиграфическая основа выполненных исследований сложилась в результате изучения разрезов нижнепротерозойских
отложений в Карело-Кольском регионе и Финляндии. Ее основные элементы учитывались в проекте региональной стратиграфической схемы, рассмотренной Межведомственным совещанием по докембрию Карело-Кольского региона в 1967г., в схеме, принятой МРСС (Петрозаводск, 1982 ) и утвержденной МСК СССР в 1989г., и стратиграфических схемах, принятых первым (Уфа, 1977 ) и вторым ( Уфа, 1990)Всесоюзными совещаниями по стратиграфии докембрия СССР.С 1984г. значительная часть работы по совершенствованию стратиграфической шкалы Карело-Кольского региона проходила в рамках РМСК по Северо-Западу России.
Результаты палеогеографических и палеовулканологических исследований использовались в практических рекомендациях для ПГО "Севзапгеология" на поиски месторождений высококремнистого и керамического сырья, золота, меди и полиметаллов. Геологические материалы, полученные в процессе исследований, использованы при государственном геологическом картировании шуезерского синклинория ( 1:50000 ), онежской мульды ( 1:200000 ) и других объектов.
Различные аспекты работы обсуждались с геологами научных и производственных организаций. Весьма полезными были обмены мнениями с К.О.Кратцем, М.А.Семихатовым, К.А.Шуркиным, Ф.П.Митрофановым, В.З. и Т.Ф. Негруца, Ю.П.Казанским, В.И.Казанским, С.Б.Лобач-Жученко, А.В.Хабаковым,
Л.Я.Харитоновым, Л.Н.Ботвинкиной, Ф.П.Кренделевым, Н.М.Чумаковым, М.А.Гиляровой, А.В.Сочавой, В.К.Головенком, О.М.Розеном, Ю.Б. Богдановым, Д.И.Гарбаром, А.С.Воиновым,
A.М.Ахмедовым, Ю.С.Полеховским, М.А.Корсаковой, Н.М.Ивановым, А.С.Корякиным, А.А.Предовским,
B.Г.Загородним, В.В.Балаганским, А.И.Ивлевым, В.П.Михайловым, Б.С.Лавровым, А.К.Полиным и многими другими. Автор постоянно пользовался советами и практической помощью в работе своих коллег по Институту геологии В.А.Соколова, Л.П.Галдобиной, С.И.Рыбакова, А.В.Рылеева,
A.П.Светова, А.И.Голубева, В.В.Макарихина, П.В.Медведева, Л.Ф.Бондаря, Ю.И.Сацука, М.А.Елисеева, В.И.Коросова,
B.С.Куликова, В.В.Куликовой, Ю.И.Сыстра, А.И.Световой, В.Н.Кожевникова, В.И.Робонена, М.М.Стенаря, В.И.Горлова, В.Я.Горьковца, А.И.Богачева, В.Д.Слюсарева, М.М.Лаврова, Л.П.Свириденко, Ю.И.Лазарева, А.С.Пекки, М.Г.Попова, Р.А.Хазова, Е.Ф.Белоусова и многих других.
При сборе материалов и обсуждении геологических проблем большую помощь оказали финляндские геологи А. Силвеннойнен,
A.Симонен, Ю.Мармо, К.Мериляйнен, Г.Гаал, М.Хярме,
B.Перттунен, КЛаайоки, А.Матисто, К.Мякеля, О.Нюкянен,
Ю.Пааккола, Т.Пиирайнен, Р.Хугг, М.Исоханни, Х.Юопери, О.Розенлунд, О.Инкинен, Т.Койстинен, С.Гехер, М.Хавола, Э.Хански, М.Хонкамо, Ю.Кяхконен, Х.Луккаринен, Е.Луукконен, Л.Пеккаринен, Т.Маннинен, П.Растас, Р.Пииспанен, Е.Рясанен, П.Сорьенен-Вард и др.
Различные геологические объекты Балтийского и Канадского щитов обсуждались во время экскурсий и встреч с Р.М.Горбачевым, Р.Фричем (Швеция), В.Мележиком (Норвегия), Б.Рао и Р.Сринивасаном (Индия), К.Кардом (Канада), Т.Барнхорстом, П.Тарстоном и Дж.Клеснером (США). Важное значение имели совместные полевые работы в Карелии и районе оз.Верхнего с проф. Р.В.Оджакангасом (США).
Всем указанным лицам, коллегам и помощникам автор выражает свою искреннюю благодарность.
Защищаемые положения
1.Детально изучены супракрустальные толщи надгоризонтов карельского комплекса и их взаимоотношения, предложено решение дискуссионных стратиграфических вопросов, учитывающее все имеющиеся геологические данные. Для каждого подразделения выделены наборы стратиграфических маркеров.
2.Произведено сопоставление разрезов раннепротерозойских отложений Карелии и зарубежной части щита. При расчленении разрезов использованы стратиграфические маркеры, их сочетания, данные о взаимоотношениях супракрустальных толщ с выделенными ключевыми магматическими комплексами и абсолютные датировки. Обоснована необходимость выделения нового - собственно свекофеннского стратона в нижнепротерозойской последовательности.
3. В различные периоды на территории будущего щита существовали в разных сочетаниях континентальные (от горнодолинных до озерно-аллювиальных и эпиконтинентальных морских) и бассейновые (морские, островодужные, океанические и др.) условия, совокупность которых контролировалась мантийно-коровой геодинамической системой.
4. Эволюция седиментационных бассейнов определялась развитием геодинамической системы от предположительно коллизионного завершения цикла образования архейского ядра кратона (сумий, сариолий) к становлению и активизации протоплатформы (ятулий), последовательным расколам архейской плиты с раскрытием (людиковий и свекофенний) и замыканием (соответственно, коллизионным в калевии и аккреционным в конце свекофенния) бассейнов океанического и задутового типов до завершающей, на большей части щита, стадии молассовой
седиментации (вепсий), сопряженной с продолжающейся аккрецией мелких блоков земной коры на юго-западе.
Сводный разрез раннепротерозойских отложений Карелии
Детально изучены супракрустальные толщи надгоризонтов карельского комплекса и их взаимоотношения, предложено решение дискуссионных стратиграфических вопросов, учитывающее все имеющиеся геологические данные. Для каждого подразделения выделены наборы стратиграфических маркеров.
Современная стратиграфическая схема докембрия Карелии в основных чертах сформулирована К.О.Кратцем (1958), уточнена и дополнена коллективами исследователей ряда геологических организаций. Официальный вариант региональной шкалы использован при разработке общей стратиграфической шкалы докембрия СССР,одобренной в 1990 г. уфимским совещанием (Семихатов и др., 1991) и в 1991 г. -Межведомственным стратиграфическим комитетом.
Упомянутые стратиграфические шкалы предусматривают в составе нижнего протерозоя (Карелия) выделение сумийского, сариолийского, ятулийского, людиковийского, калевийского и вепсийского надгоризонтов. Эта последовательность является общепринятой, но состав отложений, включаемых в надгоризонты, и их взаимоотношения в ряде случаев дискуссионны, что определяет необходимость уточнения авторской позиции для последующих построений.
Сумийскин надгоризонт региональной шкалы в наиболее полном шуезерском разрезе включает (снизу вверх) окуневскую, тунгудскую, ожиярвинскую, пайозерскую (или
железноворотинскую) и вермасскую (или ватулминскую) свиты. Имеющиеся детальные геологические материалы показывают однако, что не все перечисленнные свиты действительно могут включаться в данный надгоризонт. В частности, кварцитовидные породы окуневской свиты относятся к ятулию (Робонен и др.,1974). Породы тунгудской свиты, представленные кроме вулканитов значительным количеством туфогенных, кремнистых (в том числе и железисто-кремнистых), карбонатных, терригенных и смешанного состава разностей, нередко имеющих флишоидный облик, резко несогласно перекрываются кварцевыми порфирами и ассоциирующими с ними обломочными породами в районах Ожиярви, на юго-западном побережье оз.Маслозеро и северовосточном - оз. Лежево, в южном замыкании Шуезерского синклинория (Хейсканен, 1980, 1984, 1987;Хейсканен,Бондарь, 1981;
и др.).На основании этих данных для тунгудекой свиты восточного крыла Шуезерского синклинория принят архейский возраст.
Ожиярвинская (или лежевоозерская, Шуркин,1974) свита в рассматриваемом районе представлена (Хейсканен, 1987) лавовыми потоками кварцевых порфиров, пирокластическими, пирокласто-осадочными и терригенными, в основном грубообломочными отложениями. Последние местами подстилают лавы или переслаиваются с ними. Решающее значение в установлении строения и взаимоотношений свиты с окружающими толщами имело установление строения лавовых потоков кварцевых порфиров, их стратификации и последовательности напластования (Хейсканен и др., 1977; Хейсканен, Бондарь, 1977, 1980, 1981, 1984). Благодаря этому было установлено несогласное налегание кислых вулканитов на лопийские образования и несогласные взаимоотношения с перекрывающими сариолийскими отложениями. Аналогичные результаты, полученные в
Паанаярвинской структуре (Хейсканен, 1980), подтверждены А.С.Воиновым и Ю.С. Полеховским (Воинов, Полеховский, 1985; Полеховский, 1985)
Пайозерская свита региональной шкалы по результатам детальных работ (Хейсканен, 1980) представлена грубообломочными и песчанистыми породами, включающими пирокластику кислого состава, лавовые огторженцы и отдельные лавовые потоки кварцевых порфиров.Таким образом, эта свита не может считаться более молодой, чем кварцевые порфиры ожиярвинской свиты, тем более что на участке восточного побережья оз.Нижнее Пайозеро наблюдения над ритмичностью показывают, что породы пайозерской свиты подстилают, частью переслаиваясь, пакет лавовых потоков кислых вулканитов с хорошо устанавливаемым направлением кровли. Внутри пакета также имеется прослой полимиктовых туфоконгломератов.
Пайозерская свита региональной шкалы параллелизуется с железноворотинской. Сопоставление в региональной схеме полимиктовых пород первой и мономиктовых кварцитовых -второй само по себе не кажется убедительным. Состав пород, строение разреза железноворотинской свиты, в котором наблюдаются типичные для нижнего ятулия разности пород в типичной для него последовательности, маркирующие для ятулия перекрывающие роговообманковые порфириты - все это заставляет считать породы свиты ятулийскими.
От ур.Железные Ворота свита с перерывами прослеживается к югу в район оз. Когу. На восточном побережье этого озера породы свиты образуют мелкие брахисинклинали, залегающие на интенсивно выветрелых сариолийских андезитобазальтах. Кора
выветривания такого типа и кварцитовые породы и здесь являются несомненно ятулийскими.
Вермасская свита северного замыкания Шуезерского синклинория, по-видимому, объединяет различные толщи. Часть из них, сопоставимая с Ватулминской свитой, как будет показано ниже, принадлежит сариолийскому надгоризонту. Другая часть,представляющая основные вулканиты, картируемые южнее оз. Вермас в северо-восточном крыле Шуезерского синклинория между ятулийскими кварцитами и полосой кварцевых порфиров, южнее оз. Маслозеро несогласно перекрывается базальными конгломератами и лавами кварцевых порфиров. Отсюда следует, что указанные зеленокаменные образования должны сопоставляться с тунгудской свитой и вместе с ней относиться к лопию.
Ватулминская свита, по результатам изучения района озер Косое и Ватулма (юго-западное крыло Шуезерского синклинория), представлена переслаивающимися пачками полимиктовых обломочных пород и пакетами андезитобазальтовых лав (Хейсканен и др., 1977; Бондарь, 1976; Елисеев, 1989), залегающими резко несогласно на лавовых, пирокластических и пирокласто-осадочных отложениях комплекса кислых вулканитов (Бондарь, 1989). Указанные полимиктовые породы традиционно считались сариолийскими в составе косозерской свиты, следовательно, и ватулминская свита принадлежит сариолийскому надгоризонту.
Приведенный обзор показывает, что к сумийскому надгоризонту в Шуезерском (и Гайкольском) синклинории реально относятся только пайозерская и ожиярвинская свиты. Аналогичным образом в Паанаярвинском синклинории сумийский надгоризонт представлен обломочными породами мянтютунтуринской и кислыми лавами минаваарской свит, которые резко несогласно перекрыты полимиктовыми конгломератами онтонлампинской и андезитобазальтовыми лавами олангской свит сариолийского надгоризонта (Хейсканен, 1980; Воинов, Полеховский, 1985; Полеховский, 1985).
Таким образом, сумийский надгоризонт, представляющий основание разреза протерозоя в Карелии, по наиболее достоверным данным представлен осадочно-вулканогенным комплексом, в разрезах которого преобладающие дацит-риолитовые и риолитовые вулканиты подстилаются и перемежаются пачками обломочных пород, содержащих терригенный и пирокластический материал. Мощность последних может достигать 100-200м, вулканитов - до 500м. Помимо кварцевых и кварцево-плагиоклазовых порфиров. в составе комплекса отмечаются афировые фельзитовые разности и субвулканические гранит-
порфиры. В основании комплекса на поверхности архейских гранитоидов, гнейсов и лопийских пород отмечены элювиальные брекчии без заметных признаков химического выветривания пород. Угловое несогласие с лопийскими толщами зафиксировано на
г.Минаваара (оз.Панаярви), в районе оз.Ожиярви (Гайкольский синклинорий), озер Маслозеро, Лежево и Нижнее Летнее (Шуезерский синклинорий).
Сумийские кварцевые порфиры Шуезерского и Паанаярвинского районов датированы 2,45-2,4 млрд лет (Кратц и др..1976;Левченков и др.,1992). Близкий возраст имеют граниты г.Нуорунен, чарнокиты и расслоенные интрузии олангской группы.
Маркирующий характер, помимо непосредственно кварцевых порфиров, имеют и обломочные породы надгоризонта, которые отличаются от сходных сариолийских отсутствием в галечном материале красных или розовых гранитов с голубым кварцем.
Сариолийский надгоризонт в Карелии, как уже указывалось выше, представлен андезитобазальтовыми вулканитами и обломочными породами, среди которых полимиктовые конгломераты, песчаники и ленточнослоистые алевропесчаники ассоциируют с разнообразными отложениями, содержащими помимо терригенных пирокластические компоненты.
В основании надгоризонта на эродированной поверхности складчатых образований архея или сумия залегают элювиальные брекчиии, местами полимиктовые обломочные породы ( оз.Косое ). В ряде разрезов выше располагаются один или два пакета лавовых покровов андезитобазальтов, общая мощность которых может достигать 1,5 км (оз.Косое, р.Кумса). В толще вулканитов почти по всей Карелии прослеживаются два маркирующих горизонта: лавы с мелкими розовыми миндалинами альбитового состава ( 1 ) и порфириты с мелкими коричневатыми альбитовыми вкрапленниками (2). В нескольких участках зафиксированы реликты вулканических аппаратов, в пределах которых особенно отчетливо наблюдается переслаивание обломочных пород с лавовыми, наличие которого довольно долго оспаривалось в геологической литературе. В строении аппаратов участвуют и субвулканические породы габброидного характера (Хейсканен, Бодарь,1984). Наиболее достоверные реликты вулканических построек закартированы в районе р.Кумсы ( Хейсканен, Бондарь, 1986) и севернее д. Койкары (Хейсканен, Бондарь, 1989).
В ряде пунктов Карелии установлено выклинивание лавовых пакетов (северное побережье оз. Паанаярви, восточная часть Шуезерского синклинория, р.Кумса, район д.Святнаволок, севернее
д.Койкары, оз.Воттомукс и др.). В тех случаях, когда это происходит в самостоятельных сариолийских брахисинклиналях,
последние приобретают асимметричное строение: одно крыло сложено лавами, а другое - конгломератами.Во всех случаях выклинивания лав разрез надгоризонта оказывается представленным только обломочными породами - типичными сариолийскими полимиктовыми конгломератами, известными под этим названием после П.Эскола (Езко1а, 1919).
Толщи сариолийских конгломератов содержат галечный материал всех более древних пород, в том числе и сумийского возраста (кварцевые порфиры, граниты нуоруненского типа, породы расслоенных интрузий). Кроме псефитовых характерны псаммитовые и алевропсаммитовые разности, которые нередко имеют тонкую ленточную слоистость. В разрезах отмечены диамиктиты и дропстоуны, свидетельствующие об участии гляциальных процессов в формировании отложений. Мощность сариолийских обломочных пород достигает 500-600м.
Ятулийский надгоризонт благодаря характерному облику пород, строению разреза и распространенности играет роль важного маркера в разрезах протерозоя. Толщи пород надгоризонта залегают несогласно на архейских, сумийских и сариолийских образованиях. Несогласие с последними наиболее наглядно заметно в периклинальных частях складок.
В основании надгоризонта повсеместно развиты различные базальные образования. Широко представлены коры химического выветривания и базальные грубообломочные отложения, составляющие первую пачку нижнего ятулия. Мощность пород этой пачки резко варьирует по латерали, достигая сотен метров. Отличительными особенностями пород пачки являются олигомиктовый, а чаще мономиктовый кварцевый состав, концентрации тяжелых минералов в характерных косослоистых текстурах, мощные однонаправленные косослоистые серии. Вышележащая вторая пачка исключительно выдержанной мощности ( 100-250 м ) сложена "чистыми" кварцитами с содержанием кремнезема до 99%. Своеобразная горизонтальная и крупномасштабная косая слоистость типична для этих пород. В основании кварцитов второй пачки располагается горизонт мелких карбонатно-кремнистых первично скаполитовых конкреций (Хейсканен, 1980), имеющий маркирующий характер. Третья и четвертая пачки отличаются более широким набором разностей, включающим конгломераты, олигомиктовые и мономиктовые псаммитовые породы, алевролиты. Разрез нижнего ятулия завершается в ряде районов базальтовыми лавами (до 100м), которые на западе и юге Карелии выклиниваются.
Среднеятулийская часть разреза надгоризонта представлена кварцевыми конгломератами, песчаниками и алевролитами, общей мощностью до 100м и пластом базальтовых лав до 350м.
Верхний ятулий (туломозерская свита) иллюстрирует переход от терригенных к карбонатным породам. Карбонаты во многих участках содержат реликты биогенных образований. В верхней части разрезов надгоризонта известны маломощные гематитовые руды и силлы основных пород, ассоциирующие с базальтовыми вулканитами.
Маркирующий характер в разрезах ятулийского надгоризонта имеют коры химического выветривания, базальные брекчии и конгломераты с карбонатными линзами и цементом, пачка "чистых" кварцитов с конкреционными текстурами в подошве, алевролиты и роговообманковые порфириты среднего ятулия, строматолитовые текстуры верхнего ятулия, габброидные силлы типа Койкарской интрузии. В последние годы выявлен изотопный маркер в породах туломозерской свиты - аномалия тяжелого углерода карбонатов (Юдович и др., 1990; 1991; Karhu, 1993). К данному времени аномалия установлена во многих районах Балтийского щита и в ряде докембрийских регионов мира, что показывает ее, по-видимому, глобальный характер ( Schidlowski et al.,1975; Galimov et al.,1975; McNauguton, Wilson, 1983; Gauthier-Lafaye, Weber, 1989; Baker, Fallic, 1989 а, б; Юдович и др., 1990; Karhu, Melezhik, 1992; Тихомирова, Макарихин, 1993; Schidlowski et al., 1983; Mirota, Viezer, 1994; Melezhik, Fallic, 1994; и др.).
Габбродиабазы среднеятулийского уровня датированы 2,14 млрдлет ( Кратц и др., 1976 ).
Людиковннскин надгоризонт выделяется в разрезах Северного Приладожья, в Туломозерской, Суоярвской и Паана-Куолаярвинской структурах, предположительно в районе Ветреного Пояса а также в Онежской мульде, в которой он наиболее изучен в составе заонежской и суйсарской свит.
Породы заонежской свиты ( Полеховский, Голубев, 1989 ) залегают на размытой поверхности верхнеятулийских (туломозерская свита ) карбонатов. Поверхность размыва лишь слабо срезает напластования нижележащих пород и местами перекрыта маломощными конгломератами и конгломерато-брекчиями. Нижняя подсвита представлена слабоуглеродистыми сульфидизированными туфоалевролитами с прослоями доломита, черными аргиллитами, переслаивающимися с доломитами. Верхнюю часть подсвиты составляют сланцы, доломиты и пестроцветные алевролиты (кривозериты). Мощность нижней подсвиты 170-290м.
Средняя подсвита заонежской свиты делится на 10 пачек. Нечетные пачки состоят из базальтовых покровов (частью силлов) с миндалекаменными кровлями. В составе четных пачек (в скобках-номер пачки) наблюдаются туфоалевролиты, песчаники и силициты углеродистые, конгломераты и брекчии до 8м мощности, доломиты, шунгиты с сульфидами, сульфидными конкрециями, прослоями кремней(2); лидиты, карбонатные сланцы, шунгиты II и III разностей месторождений Шуньга и Зажогино (4); туфосланцы с обломками сульфидизированных базальтов, шунгиты (6); шунгиты и туфоалевролиты, обогащенные сульфидами до слоев сульфидитов мощностью 3-5м, ритмически переслаивающиеся гравелиты, песчаники, алевролиты и шунгиты с обильными сульфидами и слойками сульфидитов (8); переслаивающиеся туфосланцы, шунгиты, алевритистые карбонаты, туффиты. Мощность средней подсвиты 70-1600м.
Верхняя подсвита также представлена чередованием основных и туфогенно-терригенных пород с прослоями шунгитов и известняков. Пять из девяти выделенных здесь пачек сложены покровами базальтов (или силлами), частью краснокаменных. Мощность верхней подсвиты составляет 450-850 м, всей заонежской свиты-1300-2700 м.
Верхнюю часть людиковийского надгоризонта представляет суйсарская свита, которая на острове Суйсари и в его окрестностях до г. Кондопога сложена (Светов,1972) плагиоклазовыми, плагноклаз-пироксеновыми, пикритовыми базальтами и туфами с прослоями конгломератов, туфоконгломератов, туфопесчаников, туфоалевролитов с углеродом и силицитов общей мощностью 300700 м.Отмечено окисленное состояние лав вплоть до приобретения ими краснокаменного облика.
Породы кончозерского перидотитового силла, комагматичные суйсарским вулканитам, датированы самарий-неодимовым методом 1980±27 млн лет при е^(Т)=+2,90±0.12 (Куликов и др.,1992).
Породы людиковийского надгоризонта благодаря широкому распространению в них углеродистых разностей имеют очевидный маркирующий характер. Следует добавить также, что сочетание углеродистых, кремнистых,карбонатных и вулканических пород надгоризонта усиливает специфичность данного маркера. Углерод шунгитов отличается очень легким изотопным составом.
Разрезы людиковийского надгоризонта в других районах Карелии имеют много общего и хорошо сопоставляются с разрезом в Онежской мульде на уровне пачек (Галдобина, 1984) и свит (Светов,Свириденко, 1992). В Приладожье помимо типичных для людиковия сульфидных рудопроявлений отмечены железистые
кварциты (Чернов и др., 1970). Магнетитовые концентрации зафиксированы также в Куолаярвинской зоне (Галдобина, 1984).
Калевийский надгоризонт в стратотипической местности -Северном Приладожье представлен ладожской серией. До настоящего времени полный разрез серии остается недостаточно изученным,в связи с чем даже оценки ее мощности, приводимые разными исследователями, колеблются от примерно 3000м (Кратц, 1963; Светов, Свириденко, 1992) до 10000м (Инина, 1975), что, по-видимому, обусловлено сложным геологическим строением района и еще в большей степени- однообразием пород по всему разрезу.
В основании разреза ладожской серии установлены кварциты и конгломераты. Последние от участка к участку обнаруживают сильную изменчивость мощности и состава. В районе хутора Партанен (юж. берег оз. Малое Янисъярви) на карбонатных породах сортавальской серии резко несогласно залегают полимиктовые конгломераты (Хейсканен,Бондарь,1976), содержащие в галечном и валунном материале амфиболиты, габбродиабазы, карбонатные породы, кварциты, разнообразные сланцы, кремнистые и железистокремнистые породы. В верхней части разреза преобладают гальки кварцитовидных и кремнистых пород. Мощность конгломератов 140м, выше они сменяются ритмично-слоистыми биотито-кварцевыми сланцами ладожской серии с известковистыми конкрециями.
Западнее, на о-ве Контиосаари ( оз.М.Янисъярви ) на черных известковистых сланцах сортавальской серии несогласно залегают конгломераты с кварцевыми и кварцитовыми гальками мощностью около Юм, переходящие выше в кварциты (20м) и далее в ритмично-слоистые биотито-кварцевые сланцы с прослоями розовых и буроватых кварцитов (Хейсканен,1980). Примерно в 150м по мощности от подошвы разреза располагается прослой буроватых тонкозернистых кварцитов с псевдошаровой отдельностью, имеющий маркирующий характер в данной зоне.
Еще западнее, в районе пос.Рускеала-дер.Иссаконваара, в основании ладожской серии описаны конгломераты с гальками скарновых пород, андезитов, туфов, амфиболитов, графитистых сланцев и плойчатых полосчатых доломитов рускеальского типа (Инина, 1975). Конгломераты мощностью до 30м выше сменяются кварцитами с прослоями кварцево-биотитовых сланцев.
Выше охарактеризованных здесь пород, представляющих свиту кантиосаари, в стратиграфических схемах фигурируют свиты пялкярви, наатселька и леппялампи. Две первые сложены в основном кварцево-биотитовыми сланцами и аргиллитами со ставролитом, андалузитом и гранатом. Последняя включает
биотитовые сланцы и амфиболиты. Самая верхняя свита ладожской серии - илола большинством исследователей относится к вепсию.
Датировки пород ладожской серии отсутствуют. Возраст зонального метаморфизма отложений (Глебовицкий, 1970; 1975; Глебовицкий и др., 1978) оценивается, как известно, 1,88-1,87 млр лет.
Маркирующий характер в разрезах ладожской серии имеет однообразность состава пород (биотито-кварцевые и кварцево-биотитовые сланцы и филлиты), обилие известковистых конкреций. Следует отметить, однако, что данные признаки характерны местами и для верхних частей разреза сортавальской серии (Чернов и др., 1970; Хейсканен, 1980; 1990). Положению об однообразности набора пород ладожской серии могло бы противоречить предложение включить в состав пялкъярвинской свиты комплекс вулканитов среднего состава, туфогенно-кремнистых, карбонатно-кремнистых, сульфидизированных, железисто-кремнистых и др.пород (Светов, Свириденко, 1992). Однако отсутствие доказанных взаимоотношений комплекса с действительно ладожскими толщами и большое сходство набора его пород с породами сортавальской серии пока не дают оснований для принятия такого предложения.
Калевийские образования к настоящему времени выделяются и в Онежской мульде. В региональной стратиграфической шкале в составе калевийского надгоризонта указаны отложения бесовецкой серии (Кайряк, 1960; 1973), имеющие определенное сходство с породами ладожской серии: однообразный состав и широкое распространение ритмичной слоистости. Некоторое сходство с ладожскими имеют породы ограниченно распространенных в Западном Прионежье падосской, кондопожской, шуйской, петрозаводской и вашозерской свит, но их стратиграфическое положение трактуется неоднозначно. В частности, кондопожская свита нередко считается аналогом суйсарской (Галдобина, Михайлюк, 1989; Полеховский,Голубев, 1989; и др.). Шуйская свита полностью или частично включается в состав вепсийского надгоризонта (Галдобина, Михайлюк, 1989). Широкое распространение флишоидных текстур и терригенных пород в перечисленных свитах, их эрозионное залегание на людиковийских отложениях, несомненно, свидетельствуют в пользу некоторой правомерности отнесения их к калевию, но отсутствие четких взаимоотношений друг с другом, наличие в разрезах туфогенных и вулканогенных пород разного состава, хемогенных отложений, железистых и углеродистых пород заставляют считать вопрос о составе калевийского надгоризонта в Западном Прионежье в значительной степени открытым.
Вепсийский надгоризонт в Карелии представлен в основном шокшинской свитой, с которой сопоставляется свита илола ладожской серии. Породы шокшинской свиты на западном берегу оз.Онежского залегают на выветрелых базальтах петрозаводской свиты и в основании сложены маломощными мелкогалечными конгломератами с гальками туфоалевролитов, базальтов и кремнистых пород. Выше располагаются красные и малиновые кварцито-песчаники и кварциты с крупными косослоистыми сериями и знаками ряби. В средней и верхней частях свиты наблюдаются розовые, красные, малиновые и сиреневые кварциты и кварцито-песчаники, красноцветные алевролиты и конгломераты (Галдобина, Хейсканен, 1989). Мощность свиты, по-видимому, превышает 1000м.
Красноцветные отложения шокшинской свиты являются очевидным маркером в разрезах нижнего протерозоя.
Породы шокшинской свиты прорваны силлами габбродолеритов ропручейского комплекса. Сиенитовые сегрегации габбродолеритов датированы уран-свинцовым методом по циркону, возраст- 1770±12 млн лет (Бибикова и др., 1990).
Корреляция карельских образований Балтийского щита
Произведено сопоставление разрезов раннепротерозойских отложений Карелии и зарубежной части щита. При расчленении разрезов использованы стратиграфические маркеры, их сочетания, данные о взаимоотношениях супракрустальных толщ с выделенными ключевыми магматическими комплексами и абсолютные датировки. Обоснована необходимость выделения нового - собственно свекофеннского стратона в нижнепротерозойской последовательности.
Сопоставление разрезов нижнепротерозойских отложений Российской Карелии и Финляндии облегчается тем, что в Приладожье и районе оз. Паанаярви соответствующие толщи прослеживаются непосредственно через государственную границу. Это позволяет рассмотреть вопросы корреляции отложений в двух опорных профилях, проходящих через указанные районы в северозападном направлении.
В районе г.Вяртсиля - пос. Рускеала через границу прослеживаются ятулийские, людиковийские и калевийские отложения, щироко развитые на финской территории в районе Киихтелисваара -Коли -Оутокумпу. В местечке Урккаваара ятулийские конгломераты и кварциты подстилаются сариолийскими конгломерато-брекчиями, конгломератами и аркозами с прослоями песчаников, аргиллитов, сланцев (Магто,1986). Здесь, как и в
Карелии, в ленточнослоистых разностях пород отмечены валуны типа дропстоун, имеются диамиктиты.Мощность сариолийских пород достигает 400 м. В подошве вышележащих ятулийских пород на конгломератах развита мощная (75м) кора химического выветривания, существенно обогащенная глиноземом в верхней части.
В районе Киихтелисваара-Вяртсиля (Pekkarinen,1979) наблюдается типичный разрез нижне-, средне- и верхнеятулийских образований, общая мощность которых увеличивается к северо-западу от 200 до 1100м. Людиковийские отложения (около 200 м) представлены доломитами, филлитами, черными сланцами и туфогенными породами, прорванными, как и ятулийские, силлами и дайками габбродолеритов, представляющими подводящие вулканические каналы. На всех перечисленных образованиях, включая силлы и дайки, с эрозионным и структурным несогласием залегают породы калевия (ладожская серия), в основании которых располагается полимиктовый конгломерат с гальками и валунами гранитоидов, кварцитов, алевролитов, вулканитов, кварца, кремнистых и углеродистых пород и габбродолеритов (Хейсканен, 1980).
В районе Киихтелисваары в основании ятулийских конгломерато-брекчий Л.Пеккариненом была изучена кварцевая жила, секущая лопийские породы и представленная в обломках элювия. Уранинит из жилы показал возраст около 2,3 млрд лет ( Pekkarinen, 1979). Датировки основных пород, секущих ятулий и не пересекающих людиковий - габбро-верлитовая ассоциация Э.Хански (Hanski, 1986), находятся в интервале 2,2-2,1 млрд лет. В галечном материале людиковийских конгломератов, известных севернее в поясе Кайнуу, присутствуют породы этой ассоциации.
Далее к северо-западу, в районе Коли мощность ятулийского разреза быстро увеличивается до 2500м (Marmo et al., 1988). Разрез сохраняет особенности, типичные для нижнего ятулия районов Западной Карелии: кварцевые конгломераты, гравелиты и гематитсодержащие песчаники основания, кварциты с мощными косослоистыми сериями и аркозы средней части, чистые кварциты-верхней. На поверхности брекчированных кварцитов залегают флишоидные граувакки и сланцы калевия с конгломератами в основании. Дайки и силлы, секущие ятулийские толщи, также срезаются указанным контактом, а обломки их пород попадают в базальный калевийский конгломерат.
В поясе Кайнуу разрез протерозойских отложений сохраняет основные диагностические признаки. В средней части пояса и в его северо-восточном окончании известны сариолийские отложения, залегающие на брекчированных гранодиорит-тоналитовых гнейсах
и их элювии (районы Хонкала и Куркикюля). В обоих случаях наблюдаются асимметричные синклинали, перекрытые ятулийскими отложениями, одно крыло которых сложено лавовыми, а другое -обломочными породами. Ядра синклиналей заполнены полимиктовыми конгломератами и сланцами.
Ятулийские отложения в центральной части пояса Кайнуу на юго-восточном побережье оз.Нуасярви представлены нижнеятулийскими кварцито-песчаниками мощностью значительно более 1000м. В разрезе присутствуют косослоистые серии дельтового типа мощностью 10-15м (Хейсканен, 1990). На ятулийских отложениях несогласно и с размывом залегают породы группы Соткамо (Gehör, Havola, 1988), состоящие из кварцитовых брекчий и конгломератов, ритмично-слоистых песчаников, конгломератов, пелитов, углеродистых сланцев формации Торинкюля. Кварцитовые обломки достигают 2 м, имеются блоки размером в десятки и, возможно, сотни метров - олистолиты (Хейсканен, 1990). Мощность формации до 3000 м. Выше в разрезе с постепенным переходом залегают переслаивающиеся сланцы, кремни, сульфидоносные черные сланцы, магнетит-амфиболовые и магнетит-кварцевые руды, прослои фосфоритов (формация Туомиваара- 150 м). Следующие 50-100 м разреза (формация Руоконен) представлены переслаивающимися песчаниками, углеродистыми пелитами, туффитами и карбонатами с оползневыми текстурами и "потоковыми" конгломератами, иногда внедренными в углеродистые пелиты. Разрез группы Соткамо завершают кварцито-песчаники, аркозы, сульфидистые черные сланцы и конгломераты. В последних присутствуют угловатые обломки гранитоидов и кварцитов размером до 3 м (формация Наапуринваара, 300-1000 м).
Выше группы Соткамо залегают ритмично-слоистые слюдистые и графитистые сланцы группы Нуасярви.
Группы Соткамо и Нуасярви, залегающие несогласно на ятулийских породах и обладающие всеми маркирующими признаками людиковийских толщ, несомненно, являются людиковийскими. Примечательно, что здесь, в поясе Кайнуу, отложения людиковия залегают несогласно на ятулийских кварцитовых породах и в изобилии содержат их обломки вплоть до гигантских размеров (олистолиты).
Севернее оз.Нуасярви ятулийские и людиковийские толщи несогласно перекрыты калевийскими конгломератами с элювием кварцитов в основании, буроватыми кварцитами с псевдошаровой отдельностью и биотито-кварцевыми флишоидными сланцами (Хейсканен, 1980).
Восточнее оз.Нуасярви в районе Хюрюнсалми установлены (Kontinen, 1986) кора выветривания гранитондов и выше - разрез ятулийских отложений, включающих базальную и кварцитовую пачки, вулканиты нижнего ятулия, средне- и верхнеятулийские породы. Ятулийские толщи общей мощностью 2-3,5км несогласно и с элюви,ем в основании перекрыты конгломератами (гальки гранитондов, амфиболитов, габбродолеритов, габброверлитов), кварцитами, сланцами, туффитами, магнетито-кремнистыми рудами, кремнями, черными сланцами, филлитами. В разрезе присутствуют "хаотические" брекчии и конгломератобрекчии с обломками пород величиной в несколько метров. Общая мощность этих, несомненно, людиковийских пород превышает 600 м.
На островах и побережье оз.Нуасярви впервые для докембрия Балтийского щита А.Континеном установлен офиолитовый комплекс Ермуа ( Kontinen, 1987 ).' В разрезе комплекса выделены:
1. Серпентиниты с дайками долеритов и габбро - 1000 м.
2. Габбро, пересеченное дайками,- несколько сот метров.
3. Пачка параллельных даек, включая "бесконтактные" и "дайка в дайку", пластины, габбро и серпентинитов - до 1000 м.
4. Шаровые лавы базальтов и брекчии с отдельными лавовыми потоками и редкими дайками - более 300 м.
5. Переслаивание лавовых, карбонатных, кремнистых пород, черных сланцев и туффитов - менее 200 м.
6. Граувакки и алевролиты - более 500 м.
Набор пород комплекса характеризуется особенностями, присущими породам людиковия. Трондьемитовые сегрегации габброидов и габбро по данным изохронного уран-свинцового датирования цирконов имеют возраст 1,96 млрд лет (Kontinen, 1987).
В районе г.Куопио людиковийские толщи включают кислые вулканиты, возраст которых определен 2,1 млрд лет ( Luukkonen, Lukkarinen, 1986 ).
Упомянутая ранее изотопная аномалия углерода верхнеятулийских карбонатов прослежена в соответствующих отложениях районов Киихтелисваары, Хюрюнсалми, Восточной и Западной Пуоланки, Мелалахти (центр пояса Кайнуу), Перяпохья (Кеми-Рованиеми), Куопио (Karhu, 1993).
Далее к северо-западу на опорном профиле располагается обширная синклинорная структура сланцевой зоны Северная Похьянмаа (Кииминки- Утаярви). Протерозойские отложения здесь представлены мощной (несколько километров) толщей турбидитов, сложенной на северо-восточном крыле преобладающими конгломератами, на юго-западном - ритмично-слоистыми граувакками (Honkamo, 1985, 1986; Kahkonen et al., 1986). Подошва
конгломератов несогласно перекрывает архейские вулканогенно-осадочные породы и отдельные мелкие синклинали, сложенные кварцитами предположительно ятулийского возраста. В центре структуры выделяется формация базальтовых вулканитов срединноокеанического геохимического типа с прослоями карбонатных, кремнистых и железисто-кремнистых пород, конгломератов с гальками гранитов, гнейсов и доломитов. На лавах залегают неслоистые редкогалечные конгломераты и глыбовые брекчии ("хаотические" брекчии) с обломками риолитовых полевошпатовых порфиров.Выше лав (и в переслаивании с ними) отмечены граувакки, сланцы, углеродистые сульфидоносные отложения. Данный разрез имеет очевидное сходство с вышеуказанными людиковийскими породами пояса Кайнуу. Карбонатные породы разреза не обнаруживают изотопной аномалии углерода. Возраст риолитовых порфиров составляет 2120 млн лет, секущих всю толщу габбро - 1870 млн лет. Все это не противоречит выводу о принадлежности охарактеризованных отложений к людиковию.
Одним из ключевых районов при корреляции карельских отложений является район Северной Швеции - Кируна и окружающие участки. По данным шведских геологов (Offerberg, 1967; Padget,1970; Witschard, 1970;
Eriksson,Hallgren,1975;Parak, 1975; Frietsch, 1979; Ambros, 1980; и др.), здесь на поверхности датированных архейских гранитогнейсов развиты элювиальные брекчии и конгломераты с известковистым цементом и кварциты Тьярро мощностью до 500м, прослеживающиеся на северо-восток до границы с Финляндией и далее.На кварцитах или гранитоидах (в юго-западной части) залегают породы коррелируемых друг с другом зеленокаменных групп Кируна, Виттанги, Вейккаваара и др., представленные преобладающими базальтовыми вулканитами, а также песчаниками, филлитами, черными сланцами, железистыми кварцитами, железными рудами, карбонатами, скарнами и сланцами. В разрезах встречаются порфириты и кислые лавы риолитового и сиенитового состава. Мощности этих групп измеряются 1,5-3,5км. Зеленокаменные вулканиты имеют возраст 2,2-1,9 млрд лет (Skiold, 1988). Секущие "альбитовые" диабазы ( габбродолериты) имеют такой же возраст.
Выше зеленокаменных пород залегают конгломераты, черные кварциты, биогитовые и граувакковые сланцы групп Курраваара, Килаваара, Пахакуркио и др. Породы отличаются тонкой ритмичной слоистостью флишоидного типа. Конгломераты содержат гальки порфиров, кварцитов, железисто-кремнистых пород, магнетитовых руд, филлитов, известняков, базальтов и
"альбитовых" диабазов ( габбродолеритов). Мощность отложений достигает 3800 м.
Породы конгломерато-кварцито-сланцевых групп пересечены интрузиями габбро-диорит-плагиогранитной серии Хапаранда и ее аналогов, имеющих возраст 1,89-1,86 млрд лет (5к!о1с1,1988; и др.).
Упомянутые выше шведские геологи сопоставляют кварцит Тьярро с ятулием, а зеленокаменные и конгломерато-кварцито-сланцевые группы с Карельскими толщами Финляндии.Характерные признаки отложений вполне соответствуют такому выводу. Более того, зеленокаменные группы являются, по-видимому, аналогами людиковия, а конгломерато-кварцито-сланцевые - калевия. Взаимоотношения групп друг с другом и изотопные датировки подтверждают такой вывод.
В северной Швеции на отложениях указанных выше групп резко несогласно залегают породы порфировой группы (или группы порфиров Кируна). В основании группы имеются конгломераты с гальками пород зеленокаменных групп, граувакковых сланцев, черных кварцитов Пахакуркио и пород серии Хапаранда. Порфировая группа представлена разнообразными кислыми вулканитами, среди которых присутствуют вулканиты среднего и основного состава, железные руды, брекчии и метасоматические кварциты. Мощность порфировой группы превышает 2000 м.
На порфирах несогласно, с корой выветривания в основании, залегают конгломераты и мощные (более 1500 м) толщи кварцитов, нередко красноцветных, групп Вакко, Маттаваара, Риссаваара и других.
Если кварцитовые толщи по маркирующим признакам сопоставлять с вепсием, то породы порфировой группы не находят аналогов в стратиграфической шкале Карелии, так как между калевием и вепсием для них нет места.
Порфиры районов Кируна и Арвидсъяур датированы 1,91-1,86 млрд лет (БкюШ, 1988). Следовательно, их накопление происходило примерно одновременно с метаморфизмом калевийских отложений (1,88-1,87 млрд лет) и частью вслед , а частью синхронно с внедрением интрузий серии Хапаранда.
Аналог группы Вакко и др.- группа Добблон ( Етагз5оп,1979 ) залегает на коре выветривания "древних" (1,88-1,86 млрд лет) гранитов, содержит в своем разрезе риолиты с возрастом около 1,8 млрд лет, пересекается гранитами Сорселе-1,79 млрд лет (БкюЫ, 1988).
Анализ совокупности литостратиграфических и геохронологических данных показывает, что отложения порфировых групп Северной Швеции представляют собой неизвестный в Карелии стратон, который по масштабам
зафиксированных в нем геологических событий вполне равноценен надгоризонту. Поскольку порфировые толщи здесь традиционно именовались свекофеннскими, разумно хотя бы предварительно ввести этот термин в название нового стратона. Аналогичные рекомендации, опирающиеся на геотектонические и геохронологические данные,высказаны зарубежными (Оаа1, СогЬа15сЬеу,1987) и российскими (Шемякин,Глебовицкий, 1995; Балашов, 1995) геологами.
Северный профиль, в котором протерозойские отложения непрерывно прослеживаются на северо-запад по территории Финляндии и в "окнах" среди каледонид в Норвегии, проходит через Паанаярвинскую структуру. Здесь через границу прослеживаются на запад в район Куусамо (Хейсканен,1980) кварцевые порфиры сумия, сариолийские андезитобазальтовые лавы и конгломераты (зеленокаменная формация I, БПуеппотеп, 1972), кварциты, алевролиты, карбонатные породы с двумя пластами базальтовых лав нижнего и среднего ятулия (зеленокаменные формации II и III, там же), карбонатно-сланцевые и черносланцевые породы людиковия.
Из района Куусамо протерозойские отложения непрерывно простираются на север в район Салла (западная часть Куолаярвинского синклинория). Здесь на архейских амфиболитах и гранито-гнейсах залегают средние и кислые вулканиты формации Салла (Мапптеп, 1991). Андезитобазальтовые лавы этой формации включают оба маркирующих горизонта, выделенные в сариолийских вулканитах Карелии, и, по-видимому, являются сариолийскими.
Выше с корой выветривания в основании, перекрытой маломощными конгломератами и серицитовыми сланцами (уместно сравнить с северным берегом оз.Паанаярви, где нижнеятулийские отложения выклиниваются почти полностью), залегают магнезиальные и коматиитовые базальты формации Мянтюваара. Далее в разрезе следуют кварциты, аркозы, доломиты формации Келлоселькя, толеитовые базальты формации Тахкоселькя, кварциты, песчаники и аргиллиты формации Матоваара, доломиты, графитистые и др.сланцы, джеспилиты формации Аатсингинхаута и ультраосновные вулканиты Туохиваара.
В районе Куусамо имеются абсолютные датировки кварцевых порфиров (2405±6 млн лет) и габбродиабазов , секущих среднеятулийские аргиллиты и верхнеятулийские кварциты (соответственно 2206+9 и 2078±8 млн лет). Здесь же максимальная изотопная аномалия углерода установлена в карбонатных породах верхнего ятулия (доломитовая формация). В районе Салла
изотопная аномалия углерода зафиксирована в карбонатах формаций Келлоселькя, Матоваара и Аатсингинхаута. Следовательно, эти формации и разделяющие их вулканиты сопоставимы с ятулийскими толщами, а верхняя часть формации Аатсингинхаута и формация Туохиваара - с людиковийскими, что вполне согласуется и с литологическими маркерами.
М.Саверикко (5а\епкко,1988) показал, что западнее рассмотренного района зеленокаменная формация Салла и перекрывающие ее полимиктовые конгломераты коррелируются с зеленокаменной формацией I А.Силвеннойнена и, следовательно, с сариолием, а разрез расположенной выше свиты Ораниеми (аркозы Оракоски, пелиты, базальты) удовлетворительно коррелируется с ятулийской частью разреза Куусамо.
Современная стратиграфическая схема центральной части Финской Лапландии (ЬеЫопеп « а1.,1992) вполне сопоставима с карельской региональной схемой при учете положений данной работы. Формации Мадеткоски и Моюккельма группы Нижний Лаппоний сравниваются с формацией Салла и, по крайней мере, частично сопоставимы с сариолием. Среднелаппонийская формация Вирттиоваара сложена аркозами, кварцитами, серицитовыми сланцами, карбонатами, залегающими на коре выветривания. Эти породы пересекаются "альбитовыми" диабазами с возрастом 2,21 млрд лет и могут сопоставляться с ятулием. В верхней части формации и выше в разрезе (формация Саттасваара) имеются черные сланцы. Карбонаты формации Вирттиоваара, единственные в данной области, обнаруживают изотопную аномалию углерода, характерную для верхнеятулийских отложений.
Верхний лаппоний включает формации Саттасваара (коматиитовые и пикритовые. вулканиты), Каутоселькя (основные лавы, туфы, кремни, черные сланцы, карбонаты), Порконен (вулканиты, кремнистые, железисто-кремнистые породы, железные руды) и Весмаярви (основные вулканиты, кислые порфиры). Породы формации Каутоселькя пересечены "альбитовыми" диабазами с возрастом 2044+7
и 206014 млн лет. Кислые порфиры формации Весмаярви датированы 2012±3 млн лет. Секущие формацию кварцевые порфиры имеют возраст 192014 млн лет. Датировки и совокупность маркирующих характеристик указывают на возможность корреляции верхнелаппонийской части разреза с людиковием.
На верхнелаппонийских толщах несогласно залегают полимиктовые конгломераты, кварциты и аргиллиты формации Улляс мощностью около 2 км.
Выше располагаются конгломераты, средние и кислые вулканиты с вкрапленниками плагиоклаза и калишпата, туффиты и
гематитовые руды формации Латваярви. Кислые вулканиты имеют датировку 1883±5 млн лет и, по-видимому, составляют единый комплекс с кварцевыми порфирами, секущими формацию Весмаярви (1920±4 млн лет). Формация Улляс сопоставляется с формацией Пахакуркио и, следовательно, является калевийской. Формация Латваярви имеет состав и возраст, присущие свекофеннской порфировой группе.
Вышележащая формация Весикковаара включает конгломераты с гальками подстилающих пород и гранитов.
Венчает разрез протерозоя Финской Лапландии группа Кумпу, включающая формацию Леви. На горе Кумпу на породах верхнего лаппония несогласно залегают конгломераты и кварциты Кумпу, а западнее ( гЛеви ) - конгломераты Сиркка (500м ) и мощная (более 1000 м) толща песчаников и аргиллитов. В конгломератах содержатся гальки "альбитовых" диабазов, секущих людиковийские и ятулийские толщи. В цементе терригенных пород группы Кумпу установлены цирконы с возрастами 2066 - 1913 млнлет.
Приведенные данные убедительно показывают сопоставимость группы Кумпу и, вероятно, формации Весикковаара с вепсийскими отложениями.
Таким образом, в двух протяженных профилях северо-западной ориентировки вполне устанавливается возможность корреляции развитых здесь отложений со стратонами региональной шкалы, дополненными свекофеннским подразделением (Табл. 1). Корреляция отложений, развитых в других районах щита, отчасти выполнена при разработке стратиграфической шкалы Карело-Кольского региона - для Кольского п-ова. Для других районов расчленение и сопоставление разрезов сделано на основе материалов по приведенным опорным профилям в соответствии с использованным при их анализе методическим подходом (Хейсканен, 1990).
Реконструкции раннепротерозойских седиментационных бассейнов Балтийского щита.
В различные периоды на территории будущего щита существовали в разных сочетаниях континентальные (от горно-долинных до озерно-аллювиальиых и этшконтиненталъных морских) и бассейновые (морские, островодужные, океанические и др.) условия, совокупность которых контролировалась мантийно-коровой геодинамической системой.
История формирования Балтийского щита интересовала исследователей его геологии и стратиграфии издавна. По восточной части щита соответствующие локальные и региональные
реконструкции,основанные на литологических данных и палео географической методологии, появились в шестидесятых годах
Табл. Принятые подразделения нижнего протерозоя
Подразделения единой шкачы Опорные разрезы
Карелия Кайнуу (КопПпеп,1986; Ьаа]о1а,1973) Сев.Швеция (ОГГегЬегй,1967; \Vitschard, 1970; Ра1^е1,1977; и ДР) Финская Лапландия (ЬеШопеп е! а!., 1992)
РИФЕЙ 1650±20
ВЕПСИЙ 1850±10 габбро (1.77) Шокшинская гранит Сорселе(1.79) Кумпу
Вакко, Риссаваара, Кууслваара, Добблон (1.80)
СВЕКОФЕН-НИЙ 1920±10 Шуйская? Петрозаводская? Падосская? Кируна, Арвидсъяур-иорфиры (1.911.86) Весиккова-ара.Латваяр-ви (1.88)
КАЛЕВИЙ 1950±10 Наатселькя Пялкярви Контиосаари серия Хапаранда (1.89-1.86)
Калевий Курраваара-Пахакуркио Улляс
людико-ВИЙ 2100±10 Суйсарская (1.98) Заонежская "альбытоеые диабазы" (габброЬшбазы, 2.2-1,9)
Ермуа (1.96) гр. Ристиярви Кируна, Вейккаваара, Суорса, Колари (2.21.9) Весмаярви (2.0), Порконен, Каутоселькя, Саттасваара
ЯТУЛИЙ 2300±10 Туломозерская Медвежьегор- ская Янгозерская габбро-верлиты (2.2-2.1)
гр. Хюрюнсалми Тьярро-кварцит Виртгио-ваара
САРИОЛИЙ 2400±20 Кумсинская Ват\лминская Лаанхонгикко Моюккельма Матинваара Салла
СУМИИ 2550±50 Ожиярвинская (2.45) габбронори-ты,граниты (2.45-2.40) Мадеткоски, Роокиаапа
АРХЕЙ
(Галдобина,1958, и др.; Соколов, 1955,1963 и др.; Негруца,1963 и др.), по центральной части щита некоторые важные положения высказали Х.Вяюрюнен (Vayrynen, 1954) и А.Симонен (Simonen, 1953). В дальнейшем советские геологи продолжали развивать литологическое и палеовулканологическое изучение докембрия, основанное на стратиграфической базе (Негруца, Негруца, 1965; Соколов и др., 1970; Т.Негруца, 1979; В.Негруца, 1984; Светов,1972; Свириденко, Хейсканен, 1975; Хейсканен, 1973,1975,1980,1990; Мележик, 1992; и др.). Зарубежные геологи при попытках реконструкции истории развития щита, за исключением отдельных авторов (Kautsky,19S9), предпочитали использование аналитических данных и палеотектонических построений ( Piirainen, 1975; Hietanen,1975; Gaal,1982; Park et al.,1984; Berthelsen, 1987; Gaal,Gorbatschev,1987; и др.). В последние годы особенно активно обсуждались вопросы формирования северной части щита - пояс гранулитов и зона Полмак-Печенга-Варзуга (Merüainen, 1976; Barbey et al., 1980, 1984; Raith et al., 1982; Berthelsen,Marker, 1986; Marker, 1985; Gaal et al., 1989; Melezhik, Sturt, 1994; и др.). Все эти исследования внесли положительный вклад в понимание особенностей протерозойских процессов, приведших к формированию современного облика Балтийского щита.
Сумий. Главными представителями протерозойских комплексов, сформированных в сумийское время, являются осадочно-вулканогенный комплекс кислого состава (кварцевые порфиры и пр.), комагматичные ему плагиомикроклиновые граниты нуоруненского типа и многочисленные тела расслоенных габброноритовых интрузий. Все эти объекты относятся к возрастной группе 2,45-2,40 млрд лет. На основании геохронологических данных сумийский возраст имеют кислые вулканиты (имандриты), включаемые в состав сейдореченской свиты, хотя осадочные породы и основные вулканиты этой свиты по геологическому положению и составу более сходны с ятулийскими толщами.
Осадочно-вулканогенные отложения прослеживаются в виде пояса через Шуезерский, Гайкольский и Паанаярвинский синклинории. В этом же поясе как в пределах упомянутых структур, так и между ними известны многочисленные штокообразные тела и дайки кварцевых порфиров и гранит-порфиров, представляющие подводящие каналы вулканических построек, реликты которых установлены в р-не оз.Косого и на северном берегу оз.Паанаярви.
В Центральной Карелии кварцевые порфиры не установлены, однако в ряде структур Западной Карелии они встречаются в гальках сариолийских конгломератов. На возможность локальных проявлений сумийского кислого вулканизма и магматизма в этой
зоне указывают находки рапакивиподобных гранитов с возрастом 2435112 млн лет (НаШс1ау й а1.,1988) восточнее пояса Кухмо Финляндии.
Совокупность геологических данных позволяет предполагать, что сумийский осадочно-вулканогенный комплекс представляет собой реликты образований континентального вулканического пояса, располагавшегося вблизи зоны сочленения Карельского и Беломорского блоков земной коры, представлявшей в то время коллизионную зону. В пользу такого предположения свидетельствуют данные о глубинности гранитообразования (гранит-порфиры на удалении и чарнокиты в зоне коллизии) и проявлениях метаморфизма с возрастом 2,45-2,40 млрд лет ( Горохов и др., 1981; Бибикова, 1995; Чекулаев, Лобач-Жученко,1995; и др.). В такой модели участки гранитного и габброноритового магматизма, вероятно, трассируют трансформные разломы. Это предположение имеет,однако, предварительный характер.
С северо-восточной стороны беломорского блока наряду с кислыми вулканитами также хорошо известны интрузии основного состава сумийского возраста. Имеются указания на проявления близкого по возрасту метаморфизма (Митрофанов и др., 1993). Следовательно, беломорский блок, вероятно с обеих сторон, окаймлялся коллизионными зонами, которые в северо-западном направлении, возможно, смыкались в зоне современного гранулитового пояса.
Таким образом, имеющиеся данные указывают на существование наземных протяженных бассейнов аллювиально-озерного накопления грубообломочных отложений в условиях расчлененного рельефа в приграничных с беломорским блоком зонах. Отсутствие образований, затронутых химическим выветриванием, и общая незрелость обломочного материала не позволяют трактовать климат эпохи как теплый гумидный.
Сариолий. Сариолийские образования на территории щита развиты значительно шире, чем сумийские. Они участвуют в строении многих ятулийских структур и слагают самостоятельные брахиморфные синклинали в Карелии, Восточной и Северной Финляндии, на Кольском п-ове и в Северной Норвегии. В целом эти образования могут интерпретироваться как вулканогенная моласса орогенного этапа развития.
Выделение двух основных типов разрезов, различаемых по наличию или отсутствию в них лавовых толщ, способствовало палеогеографическим реконструкциям этого периода (Хейсканен,1973), поскольку участки смены типов разреза можно трактовать как склоны возвышенностей, на которых происходит
выклинивание лавовых полей. Изменение фациальных характеристик отложений, находки лавинных аккумуляций в этих участках не противоречат такой трактовке. Расположение реликтов вулканических построек, установленных и предполагаемых центров вулканизма в этих участках связывает заложение возвышенностей и депрессий с движениями по глубинным разломам, а картирование зон последних по указанным выше признакам привело к выделению областей сводовых поднятий, осложненных центральными и боковыми грабенами. Крупные поднятия, к которым относилась и вся территория Беломорского блока, разделялись бассейном, расширявшимся к северо-западу (Рис. 1).
В понижениях поднятий и на их склонах формировались толщи обломочных пород, нередко смешанных и переслаивающихся с пирокластикой. В юго-восточной части сариолийского бассейна накапливались озерно-аллювиальные и лахаровые отложения. Осадконакопление временами подавлялось андезитобазальтовым вулканизмом наземного типа. Начиная с центральной части басейна и далее к северо-западу существенную часть времени доминировали морские условия, приведшие к формированию шаровых текстур лав и гиалокластов.
Сариолийские лавовые андезитобазальты и субвулканические габброиды подводящих каналов имеют своеобразные петрохимические особенности. В частности, в Карелии они отличаются от типичных повышенным содержанием магнезии: до 12% в лавах и до 16% - в габброидах. Западнее, в структуре Саари-Киекки ( восточнее Кухмо, Luukkonen,1989), в структуре Салла (Manninen,1991), районах Маси (Solli, 1983), Реппафиорд-Комагфиорд (Pharaoh et al.,1983) и ряде других в сопоставимых с сариолийскими толщах помимо андезитобазальтов присутствуют базальты, коматииты, андезиты, дациты и риолиты. Предполагается, что более основные члены этого ряда отражают первоначальный состав мантийного расплава, а более кислые частью являются его дифференциатами или, в значительной доле, продуктами коровой контаминации (Manninen, 1991). Гибридные породы, отмеченные в жерловых образованиях реликтовой вулканической постройки р-на р.Кумсы (Хейсканен, Бондарь, 1986), также являются примером контаминации.
На Кольском п-ове сариолийские отложения представлены одним "лавовым" типом разреза и развиты только в трех сублинейных структурах, что ограничивает возможности реконструкций. Предположительно здесь преобладали условия мелководных бассейнов. Имеются признаки выклинивания лавовых толщ к юго-западу ( Мележик, 1992).
Рис.1. Фациально-тектоническая схема сариолийской седиментационной области.
1- поднятия; 2- бассейны; 3- лавовые поля; 4-синседиментационные грабены; 5- границы фациальных зон; 6- оси растяжения и трансформные разломы; 7- мощности вулканогенных (числитель) и терригенных отложений; 8- граница Карельского кратона.
В сариолийском элювии, обломочных и лавовых образованиях отсутствуют признаки химического выветривания материала. В то же время предполагавшееся еще П.Эскола (Eskola, 1919) гляциогенное происхождение сариолийских отложений нашло подтверждение в открытии диамиктитов и "дропстоунов", свидетельствующих об участии в их формировании ледниковых процессов (Ojakangas et al.,1989, 1991).
Палеовулканологические и палеотектонические реконструкции показывают, что в сариолийское время область седиментации имела среднегорный ландшафт СХейсканен, 1973; Хейсканен и др.,1977). Судя по мощности выклинивающихся лавовых толщ, поднятые участки сводов возвышались над дном троговых долин более чем на 1,5 км (Хейсканен,Бондарь, 1986а). Склоны этих долин могли осложняться узкими врезами типа ущелья, пример которого установлен севернее д.Койкары. Здесь реконструируется вулканическая постройка, заполняющая узкую (1,5-2 км) долину, на бортах которой полностью выклинивается лавовая толща полукилометровой мощности (Хейсканен,Бондарь, 1989).В определенной степени о расчлененности рельефа свдетельствуют и линзы лавинных отложений, установленные севернее д.Святнаволок (Хейсканен,Бондарь, 1986 б).
Отсутствие признаков окисления лавового материала сариолийских вулканитов (в отличие от более молодых) указывает на весьма низкое содержание кислорода в атмосфере того времени.
Ятулин. В основании ятулия, начиная с А.Метцгера (Metzger, 1924), выделялись "базальные сланцы", образование которых связывалось с корами выветривания. Изучение автором аналогичных образований показало (Соколов,Хейсканен, 1966), что это действительно сиаллитные коры выветривания, имеющие широкое площадное распространение в подошве и на других уровнях ятулийского разреза. Как элемент базальных образований ятулия коры выветривания ассоциируют с элювиально-делювиальными брекчиями, их обызвесткованными аналогами,каличе и гравелито-конгломератовыми отложениями. Эти элементы ландшафтно и гидрологически закономерно смяняют друг друга по латерали (Рис. 2).
Химико-минералогический состав кор выветривания в большинстве случаев допускает интерпретацию в рамках монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистой модели (Хейсканен, 1990). В отдельных случаях этой модели недостаточно и требуется предполагать наличие среди первичных минералов глинозема ( гиббсит, бемит, диаспор ).
Изучение базальных образований ятулия привело к выводу о том, что формирование их происходило на сравнительно слабо
■ 200: >то >т
х Ш
^Ш' . , л :
.шеа ::: у::: /
о гл
з Е2Э4 Шк
л л
3
10
И \W\l2.
Рис.2. Нижнеятулийский седиментационный бассейн.
1- область сноса с холмистым рельефом; 2- то же, низменность;3-участки с мощностью отложений до 1000 м; 4- то же, более 1000 м; 5- обызвесткованный элювий; 6- проявления кислого вулканизма; 7-граница области аккумуляции; 8- изопахита 500 м; 9- изопахита 1000 м; 10- постъятулийский сдвиг; 11- направление транспорта осадков (по косой слоистости); 12- мощность нижяеятулийских вулканитов (числитель) и осадков.
пересеченной местности в условиях теплого и недостаточно влажного климата, при наличии в атмосфере свободного кислорода и повышенного количества углекислоты, кислой реакции метеорных вод, щелочной - грунтовых и резко щелочной - мелких водоемов.
Сведения о ятулийском седиментогенезе указывают на существование обширного озерно-аллювиального в начале и мелководно-морского в конце ятулия бассейне, окруженном с юго-запада (от Кируны до Приладожья) и юго-востока (Приладожье-оз. Выгозеро) областями выклинивания отложений и денудации.Аналогичную роль питающих провинций играли Беломорский и, возможно, Мурманский блоки. Ятулийский бассейн был открыт на северо-запад, и его продолжение за атлантическим побережьем неизвестно. В осевой части бассейна реконструируются компенсированные прогибы, в которых локализованы основные массы грубообломочных и других терригенных отложений. Мощность нижнеятулийских толщ увеличивается от Карелии (1,5 км) к Северной Финляндии (2,5 км) и Финнмаркену (более 4 км). Направления сноса по измерениям косой слоистости согласуются с указанными особенностями бассейна.
Нижнеятулийские отложения представлены преимущественно монокварцевыми осадками, поставлявшимися интенсивно развивавшимися корами химического выветривания. Глинистая часть продуктов выветривания претерпела дальний перенос и накапливалась в значительных масштабах лишь начиная с Финской Лапландии.
В конце ятулийского времени почти повсеместно установились условия мелководного морского бассейна карбонатного, периодически эвапоритового осадконакопления с многочисленными строматолитовыми рифами. В бассейне повсеместно от р-на Лофотенских островов до Усть-Понойской и Онежской структур осаждались карбонаты с аномально тяжелым углеродом.
Одновременно с осадконакоплением и особенно интенсивно в зонах наибольшего погружения в результате рассеянного спрединга фундамент и толща осадков пересекались плотным роем даек северо-западного простирания, игравших роль подводящих каналов ятулийского базальтового вулканизма. В юго-западной части бассейна были сформированы отдельные лавовые поля, тогда как в северо-восточной (Кольский п-ов) вулканизм резко выделялся своей интенсивностью, в результате чего осадконакопление было подавлено.
Людиковий. Наиболее важным объектом для понимания главных геологических процессов данного периода является
офиолитовый комплекс Ермуа, который вместе с его продолжением в структуре пояса Кайнуу и Оутокумпу позволяет говорить о былом существовании людиковийского океана (спрединговой океанической структуры). Строение людиковийских отложений в соседних с комплексом участках Центрального Кайнуу отличается широким распространением хаотических- олистостромовых отложений, указывающих на их формирование в условиях резко пересеченного, вероятно, трогового рельефа. При этом в тектонических долинах происходило смешивание тонких (углеродисто-пелитовых) и хемогенных (кремнистых, карбонатных, железистых) осадков с грубым турбидитовым и склоновым материалом. Периодически здесь формировались осадки эвапоритового типа. Южнее, в районе Оутокумпу осадконакопление было представлено только тонкими пелагическими и хемогенными типами, что свидетельствует о значительной ширине океанического бассейна. Согласуется с этим выводом окисленный характер отложений в Кайнуу (железные руды Туомиваара) и восстановленный в Оутокумпу (сульфиды).
По ряду признаков океаническая структура Ермуа продолжалась на северо-запад через район Кииминки-Утаярви и далее севернее м-я Кируна (Рис.3). В это же время вероятно существование более крупной океанической структуры на месте гранулитового пояса, рифтоподобных структур растяжения в зоне сочленения Карельского и Беломорского блоков, задугового Печенгско-Варзугского бассейна, а также трансформных и
авлакогеноподобных структур северо-восточного простирания. По характеру геодинамической позиции к последним тяготеет и Онежская мульда с ювенильным (по Бт-Иё данным) источником магматических проявлений. Общими особенностями всех этих образований являются интенсивный основной и ультраосновной вулканизм с формированием силлоосадочного комплекса ( Е1'ше1е, 1985 ), разнообразное терригенно-хемогенное осадконакопление с отчетливо проявленным гидротермальным источником материала.
Людиковийский океан Ермуа рассекал архейский кратон, от юго-западной части которого сохранились блок Иисалми и район между зоной Шелефте и Кируной. В юго-западном борту океана, в отличие от северо-восточного, имел место кислый вулканизм и магматизм (2,00-1,95 млрд лет), что указывает на активный его характер. Океан не развился в крупную структуру и претерпел закрытие в связи с началом свекофеннского спрединга. Примечательно, что при закрытии океана Ермуа его борта не совместились в исходном положении, на что указывает разрыв изопахит раннеятулийских отложений в сутурной зоне. Геометрический анализ движений блоков, обусловивших этот
Рис.3. Основные элементы людиковийской седиментационной области.
1- архейский кратон; 2- гранулитовый пояс; 3- досвекофеннские (?) блоки среди свекофеннид; 4- Печенгско- Варзугский пояс; 5- блок Иисалми; 6- зоны растяжения и трансформные разломы; 7- зона субдукции; 8- авлакоген(?); 9- коматиитовый вулканизм; 10- кислый вулканизм; 11- грубообломочные отложения и олистостромы; 12-мощность отложений.
разрыв, и укорачивания земной коры в результате складчатости согласованно дают оценку максимальной ширины океана в районе Оутокумпу порядка 200-300 км.К северу океан сужался настолько, что его
дно всюду было достижимо для мутьевых потоков с грубообломочным материалом.
Калевий. Калевийские толщи достаточно уверенно картируются только в зоне сутуры на месте бывшего людиковийского океана Ермуа, что является основанием для предположения об их образовании при разрушении соответствующих складчатых сооружений. Образовавшаяся мощная толща осадков имеет типичный флишевый характер.
Накопление калевийских отложений, выделяемых в Онежской мульде, следует за эпохой слабых деформаций людиковийских толщ, хотя в этой структуре осадконакопление, по-видимому, сопровождалось вулканизмом.
Складчатость и метаморфизм калевийских пород происходили одновременно с началом свекофеннских движений.
Свекофенний. Свекофеннский океанический бассейн был заложен вдоль юго-западного ограничения современной области распространения архейского фундамента карелид (Рис. 4). По некоторым геологическим ( мономиктовые, в том числе грубозернистые осадки), геохимическим (континентальные толеиты-Уа1ЬгасЫ е1 а1.,1991) и изотопным (Ра^ЬеП е1 а1.,1987; Уа1ЬгасЫ, 1991) данным, в западном Бергслагене, Центральная Швеция, отмечается влияние некоего более древнего людиковийско-ятулийского, или даже архейского, блока земной коры, ограничивавшего свекофеннский океан с юго-запада. Возможно, что в досвекофеннское время этот блок являлся частью архейского кратона, упомянутого выше.
В свекофеннское время существовали: активная континентальная окраина с вулканической дугой ("земля Арвидсъяур"- КаШ$ку,1959 и другие участки юго-западной окраины архейского кратона), зона спрединга - срединно-океанический хребет (рудная зона Ладога-Раахе-Шелефте), сложной формы вулканическая дуга (дуги) на месте Юго-Западной Финляндии, Центральной и Южной Швеции. Свекофеннские процессы обусловили проявления кислого вулканизма в Лапландии, Печенгской и Варзугской зонах, а также гранитоидный магматизм, метаморфизм и деформации во множестве участков щита.
Свекофеннские толщи характеризуются огромными (до 10-15 км) мощностями наземных и островодужных вулканитов различного состава, которые по данным изотопной систематики в зависимости от положения в океанической структуре обнаруживают мантийный
С?
+ + + + + +
+ + ■
Ша)
+ +
±„. + + +
+ +-+
¥
ШЩк:
'■Шб
Шю\
Шо$
+ 4-
+
Лб I 2ООО 17 | т 18
Рис. 4. Свекофеннский бассейн.
1- континентальные фации; 2- изученные участки вулканических дуг; 3- вулканические дуги (островные и континентальные); 4-океанические фации; 5- зоны спрединга и трансформные разломы; 6-зона субдукции; 7- мощность отложений; 8- е^д.
, коровомантийный или коровый источник материала. Разнообразные осадочные и вулканогенно-осадочные породы этого периода содержат множество залежей полезных ископаемых. Одно из наиболее крупных и известных - месторождение железных руд Кируна,судя по материалам детального картирования (Рпе15сИ,1979), образовалось в кальдере и на склонах крупной наземной вулканической постройки.
После замыкания свекофеннского океана и аккретирования его островодужных сооружений Балтийский щит почти достиг современных размеров и конфигурации.
Вепсий. В различных участках щита, преимущественно тех, которые претерпели свекофеннскую консолидацию или деформации, в изолированных континентальных бассейнах аллювиально-озерного типа формировались красноцветные отложения (Западное Прионежье, Северное Приладожье, зона Тампере, Кумпу, Риссаваара, Мааттаваара и др.). Местами их накопление сопровождалось базальтовым ( Шокша и др.) и риолитовым (Добблон ) вулканизмом.
Эволюция раннепротерозойских седиментационных бассейнов и их геодинамических обстановок
Эволюция седиментационных бассейнов определялась развитием геодинамической системы от предположительно коллизионного завершения цикла образования архейского ядра кратона (сумий, сариолий) к становлению и активизации протоплатформы (ятулий), последовательным расколам архейской плиты с раскрытием (людиковий и свекофенний) и замыканием (соответственно коллизионным в калевии и аккреционным в конце свекофенния) бассейнов океанического и задугового типов до завершающей, на большей части щита, стадии молассовой седиментации (вепсий), сопряженной с продолжающейся аккрецией мелких блоков земной коры на юго-западе.
Между формированием последних архейских и первых протерозойских супракрустальных толщ на большей части щита имел место перерыв осадконакопления длительностью до 50-100 млн лет, во время которого происходили деформации и денудация архейского кратона, но продукты денудации пока нигде не установлены. Взаимоотношения отложений разного уровня разрезов сумия обнаруживают прогрессирующую со временем степень их несогласия с архейским фундаментом. Так, в районе оз.Ожиярви базальные конгломераты сумия слагают несколько мелких брахисинклиналей, "вложенных" со сравнительно небольшим (менее 30° в крыльях) несогласием в синклинальные складки лопийских зеленокаменных пород. Занимающие более
высокое положение в разрезе лавы кварцевых порфиров и игнимбритоподобные брекчии перекрывают лавовые потоки лопийских вулканитов и флишоидные осадки уже резко несогласно. Это может свидетельствовать о том, что накопление сумийских отложений происходило одновременно с тектоническими движениями, деформирующими и фундамент, и супракрустальную толщу в процессе ее накопления. Таким образом, складчатость кислых вулканитов сумия развивалась одновременно с предположительно коллизионно обусловленным магматизмом и метаморфизмом, зафиксированными в зоне коллизии.Нельзя исключить здесь возможность того, что коллизия имела место еще в конце архея, а в начале протерозоя происходила лишь активизация ранних структур. Сумийская континентальная вулканическая дуга на границе Карельского и Беломорского блоков была связана с зоной субдукции последнего в юго-западном направлении и завершающей её коллизии гималайского типа. По-видимому, именно этим обусловлено последующее непрерывное воздымание земной коры Беломорского блока и крайне значительная глубина эрозионного среза в его пределах.
Расположение гранитоидных и габброноритовых расслоенных интрузий сумийского возраста, по-видимому, определялось трансформными разломами.
В связи с наличием резкого углового несогласия между сумийскими и сариолийскими толщами, необходимо констатировать продолжение деформаций и доминирование денудационных процессов в пограничную между ними эпоху. Сариолийская сводово-глыбовая тектоника отчасти была порождением изостатических движений, восстанавливавших нарушенное в предшествующую эпоху равновесие блоков. Вулканизм, осадконакопление, синхронные с ними и последующие деформации вулканогенно-осадочных толщ в значительной степени были связаны с глубинными разломами, ограничивавшими блоки земной коры.
Седиментационные области сумийского и сариолийского времени отвечали долинному и озерному накоплению осадков с участием гляциальных процессов соответственно в горных и средне-горных условиях. Лишь на северо-западе территории в сариолийское время существовал сравнительно мелководный бассейн. Сумийский климат, предположительно и сариолийский - с реальными основаниями могут считаться холодными, исключающими химическое выветривание на дневной поверхности.
На рубеже сариолийского и ятулийского времени произошло образование открытых складок в сариолийских отложениях и существенное выравнивание обширной территории, значительно
превосходящей по размерам области накопления сариолийских и сумийских пород. С началом ятулийского седиментогенеза на щите установился режим слабых и слабо дифференцированных тектонических движений, господствовавший на всём протяжении данного периода. Повсеместное залегание ятулия на поверхности архейского кратона и сравнительная симметричность ятулийской области аккумуляции дают основание предполагать, что и юго-западнее неё располагалось обширное поднятие.Оно, как и другие окаймлявшие эту область зоны денудации, было источником мономиктового (из гранитоидных пород и кварцевых жил) обломочного материала в количестве, достаточном для компенсированного осадконакопления.
Ятулийский седиментационный бассейн даже в участках наибольшего прогибания отличался мелководностью и периодическими осушениями, о чём свидетельствуют наблюдающиеся во всех разрезах и на всех их уровнях соответствующие текстуры (трещины усыхания, знаки ряби и пр.). Аккумулятивная область в условиях отсутствия наземной растительности являла собой крайне выравненный пустынный, периодически затоплявшийся ландшафт. При отсутствии воды на поверхности постоянно сохранялся сток грунтовых вод. Последние нередко отличались повышенной минерализацией, обусловившей появление карбонатного цемента песчаников. Причина появления горизонта скаполитовых конкреций, а также массовые проявления скаполита в осадочных толщах северной части региона могут быть связаны со спорадической эвапоритизацией грунтовых вод и диагенетическим образованием скаполита с участием минерализованных хлорсодержащих растворов. В конце ятулийского времени аккумулятивная область представляла собой более или менее постоянный мелководный бассейн также существенно эвапоритового типа. Признаками былых эвапоритовых отложений, помимо проблематичных глиптоморфоз галита и установленных проявлений магнезита, могут быть и верхнеятулийские карбонатные брекчии, образование которых можно связывать с процессами карстообразования и вымывания соленосных пластов.
Области сноса на всём протяжении ятулийского времени подвергались интенсивному химическому выветриванию в условиях теплого климата, часто отличавшегося некоторой аридностью. В таких условиях образовывались огромные массы мономиктового кварцевого материала, давшие начало мощным толщам кварцитов. Пелитовый материал большей частью испытал дальний перенос и в значительных количествах накапливался лишь на севере региона (Лапландия, Финнмарк). Изложенные положения с необходимостью
приводят к выводу о том, что ятулийские толщи должны содержать россыпи устойчивых и тяжёлых компонентов. Общеизвестные находки признаков таких россыпей указывают на необходимость дальнейших их поисков.
Уже в раннеятулийское время, а позднее с нарастанием интенсивности, ятулийский бассейн подвергся рассеянному спредингу с образованием гигантского количества даек габбродолеритов и габброверлитовых интрузий, однако режим растяжения не привёл к формированию рифтовых долин.Ятулийские отложения были консолидированы, подверглись слабым деформациям и некоторой эрозии до начала людиковийского периода.
Людиковийская эпоха ознаменовалась на Балтийском щите началом раскола обширной ятулийской субплатформы в результате спрединга и формирования узкого океанического бассейна красноморского типа с офиолитовой ассоциацией в его ложе. Своеобразие этого океана, формировавшегося субпараллельно Ладожско-Ботнической зоне, заключается в уникальной сохранности здесь образований, связанных с этим явлением, начиная с офиолитового комплекса и разнообразных отложений, маркирующих ланшафтную обстановку краевых (олистостромы начала рифтинга, псефиты и турбидиты континентального склона, кислый вулканизм юго-западной активной окраины и т. п.) и осевых зон (эвапоритоподобные отложения, гидротермальные осадки "белых" и "чёрных" "курильщиков"). Небольшие масштабы раскрытия северной части океана обусловили в ряде случаев пространственное совмещение краевых и осевых типов отложений.
Океан Ермуа, по-видимому, сообщался через бассейны зон трансформных разломов с рифтовыми зонами Комагфиорд-Куолаярви и предположительно Ветреного Пояса. Эти зоны весьма напряженного вулканизма, а также зона гранулитового пояса по характеру осадконакопления имеют большое сходство с океанической структурой, сопряжённой с вероятной областью Печенгско-Варзугского задугового спрединга, однако недостаток данных не позволяет детализировать эти положения. Аналогичным образом Онежская мульда имеет определённое сходство с рифтогенной структурой типа авлакогена , но и в этом положении остаётся пока много неясного.
Людиковийский седиментогенез отличался не только очень разнообразным набором типов осадков вообще, но и исключительным разнообразием тонких и хемогенных отложений, в частности. Здесь повсеместно установлены различные виды карбонатных, кремнистых, железистых, углеродистых, пелитовых, сульфидоносных и др. пород. Соответственно, людиковийские
толщи вмещают проявления и промышленные залежи карбонатов, железных руд типа оз. Верхнего, шунгитов, сульфидных руд, метасоматические залежи с благороднометальными ванадиевыми рудами и др.
Закрытие людиковийского бассейна, очевидно, было связано с началом процессов спрединга на юго-западе щита, которые привели к формированию калевийских флишевых отложений в сутурной зоне на месте бывшего океана Ермуа. Возможно, этот процесс сопровождался формированием вулканической дуги на юге региона.
Свекофеннский этап развития щита привёл к замещению его юго-западной части сегментом молодой земной коры. На прилегающей с северо-востока континентальной части формировалась континентальная вулканическая дуга с участием терригенных и хемогенных отложений в её составе. В отдельных участках континента свекофеннские процессы также отразились в образовании осадочно-вулканогенных толщ. Вся область архейской кратонизации в разной, но весьма значительной степени подверглась активизации. Зоны дробления, проявления метаморфизма, магматизма, метасоматоза, изменения изотопных систем устанавливаются повсеместно. Вдоль края континента реконструируется океаничекий бассейн с интенсивным бимодальным вулканизмом, турбидитовым и хемогенным осадконакоплением в вулканических дугах. На крайнем юго-западе реконструируемого бассейна вулканические и осадочные образования отражали влияние соседствующей области более древней консолидации.
В вепсийское время разрушение свекофеннид зафиксировано накоплением сероцветных и, более значительно, красноцветных отложений в отдельных континентальных областях аккумуляции. Лишь в юго-западных районах осадконакопление сопровождалось кислым и основным вулканизмом.
Большую роль в формировании раннепротерозойских седиментационных бассейнов сыграли процессы вулканизма, эволюционировавшие под контролем тех же геодинамических процессов, которые управляли развитием бассейнов. Анализ фактических данных по продуктам вулканизма даёт дополнительную информацию о геотектонической природе вулканических проявлений. Сумийский субщелочной дацит-риолитовый и риолитовый коровый вулканизм сменился сариолийским коматиит-базальт-андезитовым с мантийным источником магмогенерации, поставлявшим на поверхность гибридные расплавы со значительной долей коровой компоненты. В ятулийское время субплатформенный толеитовый вулканизм
привёл к формированию обширных трапповых полей, а в людиковийских океанических бассейнах появились базальтовые лавы срединно-океанического типа. Свекофеннский вулканизм имел островодужный характер с эволюцией характеристик от начальных андезитовых до завершающих шошонитовых продуктов. На петрохимических диаграммах отчётливо устанавливается прогрессирующее увеличение глубинности магматических очагов от лопия к свекофеннию и далее к палеозою и кайнозою, связанное, по-видимому, с общим увеличением мощности земной коры. Вепсийский вулканизм вновь имел окраинно-континентальный характер.
Специфика докембрийского вулканизма помимо меньшей глубинности источников и более высокой температуры магмогенерации, возможно, определялась большим количеством летучих в магмах. Не случайно архейские коматиитовые лавы часто сопровождались туфами, в отличие от протерозойских, а кислые лавы даже риолитового состава отличались большой текучестью.
Обзор эволюции осадочных бассейнов показывает, что существо раннепротерозойских геодинамических процессов заключалось в последовательном наращивании кратонизированных блоков к юго-западной окраине Балтийского щита. Послеархейская предполагаемая сумийская коллизия карельского, беломорского и мурманского блоков, а затем сариолийская изостатическая сводово-глыбовая тектоника завершили формирование ядерной части щита, на которой в ятулии установился протоплатформенный режим. Этот этап эволюции щита может интерпретироваться как завершение цикла развития, сравнимого с завершением цикла Вильсона. Уже в ятулийское время появились признаки тектонической активизации, которая в людиковийское и калевийское время была реализована открытием и замыканием океанических и рифтогенных структур второго цикла, за которым с частичным наложением во времени последовал свекофеннско-вепсийский цикл развития, в результате которого создание основной структуры щита было завершено, за исключением его крайней юго-западной части, где аккреционные процессы продолжались до дальсландской (гренвилльской) орогении, а позднее - и каледонской.
Заключение
На современном уровне изученности уточнённая стратиграфическая шкала нижнего протерозоя (Карелия) Карело-Кольского региона, дополненная стратоном, объединяющим собственно свекофеннские толщи, может служить основой для
расчленения и корреляции раннепротерозойских отложений всего Балтийского щита. Эффективность этой шкалы как главного стратиграфического инструмента опирается на комплекс литостратиграфических данных, систему маркеров, сведения о взаимоотношениях стратиграфических единиц с ключевыми интрузивными комплексами и изотопные датировки, совокупность которых позволяет выполнять идентификацию объектов на большей части территории.
Анализ состава и особенностей отложений каждого из надгоризонтов Карелия приводит к реконструкции главных характеристик соответствующих седиментационных бассейнов и их геотектонических обстановок. Смена бассейнов во времени позволяет проследить эволюцию геодинамической системы и историю формирования структуры щита. Эта история включает коллизионное(?) завершение или активизацию ранних коллизионных структур цикла образования архейского ядра кратона (сумий, сариолий), становление и активизацию протоплатформы ( ятулий ), последовательные расколы архейской плиты с раскрытием (людиковий и свекофенний) и замыканием (калевий и конец свекофенния) океанических и задуговых бассейнов и завершающие стадии молассовой седиментации (вепсий), сопряжённой с продолжающейся аккрецией мелких блоков земной коры на юго-западе щита.
Выделение стратона, соответствующего собственно свекофеннским толщам, пока неизвестным на востоке щита, и разделение людиковийско-калевийской и свекофеннской эпох раскрытия и последующего замыкания океанических структур может иметь важное значение для анализа эволюции геодинамических обстановок на территории Карело-Кольского региона и контролируемых ими процессов рудогенеза. До сих пор в большинстве геологических публикаций эти две эпохи рассматривались или в рамках единой свекокарельской орогении (Simonen, 1980; и др.) или (при выделении более древних карельских толщ в качестве карельского комплекса) в составе расширенно понимаемой свекофеннской орогенной последовательности (Gaal,Gorbatschev, 1987; Шемякин, Глебовицкий, 1995; и др.), охватывающей временной интервал 2,0-1,75 млрд лет.Последнее представление вполне может быть принято при отнесении свекофенния к рангу комплексов наравне с карелием. Но и в этом случае, как показано выше, между калевием и вепсием должен существовать стратон в ранге надгоризонта, отвечающий собственно свекофеннским образованиям. Этому стратону в Карелии будут принадлежать пока чётко не отграниченные осадки и вулканиты западной части Онежской мульды, некоторые
интрузивные, метаморфические и метасоматические образования. На Кольском п-ове свекофеннскими могут считаться кислые вулканиты томингской свиты (МНгоГапоу е1 а1.,1991), а также многие инфракрустальные объекты.
Людиковийская (2,0-1,95 млрд лет) и собственно свекофеннская (1,9-1,85 млрд лет) тектонические эпохи имели различные масштабы и по-разному проявились на щите, что имело определённые металлогенические следствия.
Эволюция седиментационных бассейнов, вулканизма и магматизма определялась сменой геодинамических режимов, которые контролировали также и эволюцию рудогенерирующих процессов. В дополнение к проявлениям хромитового, титаномагнетитового с ванадием и платинометального оруденения сумийские образования перспективны на поиски медносульфидных руд в вулканических центрах. Сариолийские вулканогенно-осадочные толщи пока не обнаружили своей металлогенической специализации. С ятулийскими породами связаны перспективы поисков древних россыпей, керамических, кремнезёмистых, карбонатных материалов, титаномагнетитовых руд, благородных металлов. Людиковийские толщи являются вместилищем известных и подлежащих поискам залежей шунгитовых, разнообразных рудных и нерудных полезных ископаемых. В свекофеннское время происходило формирование залежей полезных ископаемых как в собственно свекофеннских, так и в более древних толщах в результате гидротермальных, метасоматических и иных процессов.
Основные результаты исследований опубликованы
- в монографиях :
1. Динамическая система осадконакопления ятулия Центральной Карелии. Л., Наука, 1975, 104 с.
2,Орогенный вулканизм Карелии. Л., Наука, 1977, 216с. (соавторы: А.И. Голубев, Л.Ф.Бондарь).
3. Карельская геосинклиналь (литологический анализ). Л., Наука, 1980, 168с.
4. Палеогеография Балтийского щита в карельское время. Петрозаводск, 1990, 123 с.
- в коллективных монографиях :
5. Геология, литология и палеогеография ятулия Центральной Карелии. Петрозаводск, 1970,366с. (Соавторы: В.А.Соколов, Л.П.Галдобина, А.В.Рылеев, Ю.И. Сацук, А.П. Светов ).
6. Проблемы геологии среднего протерозоя Карелии. Петрозаводск, 1972, 187с. (Соавторы: В.А.Соколов, Л.П.Галдобина, А.П.Светов, и др. ).
7. Этапы тектонического развития восточной части Балтийского щита. Л., Наука, 1973, 174с. ( Соавторы: В.А.Соколов, В.И.Робонен, Ю.И.Лазарев, и др. ).
8. Корреляционный анализ в петрохимических исследованиях. Л., Наука, 1975, 94с.( Соавторы: В.Д.Слюсарев, В.Л.Файнберг, и
др-)-
9. Стратиграфия докембрия Карельской АССР. Петрозаводск, 1984, 115с. (Соавторы: В.А.Соколов, В.И.Робонен, Л.П.Галдобина, и др.).
10. Эволюция докембрийского магматизма (на примере Карелии). Л., Наука, 1985, 256с. (Соавторы: А.П. Светов,Л.П.Свириденко,С.И.Рыбаков,В.Я.Горьковец,
и др.)
11. Геология Карелии, (отв. редактор В.А.Соколов). Л., Наука, 1987, 231 с.
12. Проблемы стратиграфии нижнего протерозоя Карелии. Петрозаводск, 1989, 158с. ( Соавторы: Л. П. Галдобина, В. В. Макарихин, Ю. С. Полеховский, А.И.Голубев, В.И.Коросов, Л.Ф.Бондарь, и др.).
- в статьях и докладах :
13. Некоторые черты динамики осадконакопления в нижне- и среднеятулийском бассейне Центральной Карелии. Советская геология, 1964, N12, с.58-69.
14. Новый вулканический комплекс в протерозое Карелии. Доклады АНСССР, 1965, т. 161, N3, с.676-678. ( Совместно с В.А.Соколовым, Л.П.Галдобиной, A.B. Рылеевым, и др.).
15. К литологии и палеогеографии ятулийских отложений района Сегозера-Елмозера.В кн.: Вопросы геологии и закономерности размещения полезных ископаемых Карелии. Петрозаводск, 1966, с. 168-186. (Совместно с В.А. Соколовым, Л.П. Галдобиной, А.В.Рылеевым, Ю.И.Сацуком ).
16. Некоторые формы предъятулийского погребенного рельефа в Карелии. Доклады АНСССР, 1966, т.168, N2, с.432-434. (Совместно с В.А.Соколовым, Л.П. Галдобиной и др.).
17. Геолого-литологическая характеристика протерозойских кор выветривания в Карелии. В кн.: Проблемы осадочной геологии докембрия, вып.1. М., Недра, 1966, с.176-185. ( Совместно с В.А.Соколовым ).
18. К методике замеров косой слоистости дислоцированных толщ при полевых наблюдениях. В кн. : Проблемы осадочной геологии докембрия,вып. 1. М., Недра, 1966, с. 248-249.( Совместно с Л.П.Галдобиной, А.В.Рылеевым, Ю.И.Сацуком ).
19.К стратиграфии и корреляции ятулийских отложений Карелии. Тез. докл. совещ. по стратиграфии и корреляции докембрия Балтийского шита. 1967, с.17-18.Совместно с
B.А.Соколовым, Л.П.Галдобиной, А.В.Рылеевым и др.).
20. Применение гармонической модели для анализа динамической системы осадконакопления ятулия Центральной Карелии. В кн. : Вопросы математической геологии, вып. 1, Л., Наука, 1968, с. 168-172.
21. О моделировании динамических систем осадконакопления ( на примере ятулия Карелии). В. кн. : Физические и химические процессы и фации. М., Наука, 1968,с. 14-18.
22. Фации ятулийского вулканического комплекса Центральной Карелии. В кн. : Проблемы осадочной геологии докембрия, вып.З. М., 1971, с.177-191. (Совместно с В.А. Соколовым, Л.П.Галдобиной, А.П.Световым ).
23. О влиянии вулканизма на ятулийское осадконакопление. Там же, с.207-212. (Соавторы те же ).
24. Методика моделирования процессов осадконакопления на примере ятулия Центральной Карелии. В кн.: Проблемы литологии докембрия, Л., Наука, 1971, с.138-149.
25. Ятулийский вулканический комплекс Карелии. В кн. : Проблемы магматизма Балтийского щита, Л., Наука, 1971, с. 178183. ( Совместно с В.А. Соколовым, Л.П.Галдобиной, А.В.Рылеевым, А.П.Световым ).
26. К стратиграфии и корреляции ятулийских отложений (на примере Центральной Карелии). В кн. : Стратиграфия и изотопная геохронология докембрия восточной части Балтийского щита. Л., Наука, 1971, с. 65-71. (Совместно с В.А. Соколовым, Л.П. Галдобиной, А.В.Рылеевым и др.).
27. Об угловом несогласии между ятулийскими и сариолийскими отложениями Центральной Карелии. Доклады АНСССР, 1971, т.199, N2, с. 411-413. ( Совместно с Л.П.Галдобиной и В.А.Соколовым ).
28. Эволюция вулканизма в докембрии южной части Балтийского щита. В кн.: Эволюция вулканизма в истории Земли. Материалы I Всесоюзного палеовулканологического симпозиума. М., 1973, с. 43-45 (Совместно с А.И. Голубевым, В.И.Робоненом,
C.И.Рыбаковым и др.).
29. Типы и особенности эволюции литогенеза в докембрии. В кн. : Литология и осадочная геология докембрия. М., 1974, с. 109117. (Совместно с В.А. Соколовым, Л.П.Галдобиной ).
30. Агломераты сумийско-сариолийского вулканогенно-осадочного комплекса Карелии. Известия АНСССР, сер.геол., 1974, N7, с. 70-77. (Совместно с Л.П. Галдобиной, А.И.Голубевым ).
31. Сумийско-сариолийская вулканогенная моласса. В кн. : Проблемы вулканогенно-осадочного литогенеза. М., Наука, 1974, с. 109-115. (Совместно с А.И. Голубевым, Л.Ф. Бондарем ).
32. Эволюция докембрийского вулканизма Карелии. В кн. : Эволюция вулканизма в истории Земли. Труды I Всесоюзного палеовулканологического симпозиума. М., 1974, с.109-117 (Совместно с А.И.Голубевым, В.И.Робоненом, С.И. Рыбаковым и ДР-).
33. Эволюция литогенеза в протерозое Карелии. В кн. : Проблемы осадочной геологии докембрия, вып.4, кн.1. М., Недра,
1975, с. 115-123. (Совместно с В.А. Соколовым, Л.П.Галдобиной).
34. Вулканогенные формации орогенного этапа развития докембрия Карелии. В кн.: Вулканизм докембрия. Петрозаводск,
1976, с. 25 - 31 ( Совместно с А.И. Голубевым, Л.Ф.Бондарем ).
35. Конгломераты Партанен и их стратиграфическое положение. Информационные материалы за 1974г. Петрозаводск, 1976, с. 3-10. (Совместно с Л.Ф. Бондарем ).
36. Сумий. В кн. : Проблемы геологии докембрия Карело-Кольского региона. Петрозаводск, 1976, с.25-29 (Совместно с М.М.Стенарем, В.А.Соколовым, Ю.И. Лазаревым ).
37. Кварцевые порфиры Шуезерского синклинория. Информационные материалы за 1976 г. Петрозаводск, 1977, с.37-42. (Совместно с Л.Ф.Бондарем, Ю.С. Уткиным).
38. О распределении крупности частиц осадка турбулентного потока. В кн.: Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск, 1978, с.83-91.
39. О распределении величины порфировых выделений из расплава. Там же, с. 77-83.
40. Терригенные осадки в формационных рядах раннего докембрия ( на примере Карелии ). В кн. : Терригенные породы раннего докембрия. Апатиты, 1977, с. 64-75. ( Совместно с В.А.Соколовым, Л.П.Галдобиной, ВЛ.Горьковцом ).
41. Флюидальные текстуры кварцевых порфиров. Оперативно-информационные материалы за 1977 г. Петрозаводск, 1978, с. 3538. (Совместно с Л.Ф. Бондарем).
42. Энергетика и эволюция мантийной циркуляции. В кн. : Тектоника Сибири, т.8. Новосибирск, Наука, 1980, с. 66-69.
43. Голубой кварц кварцевых порфиров Карелии. Доклады АНСССР, 1980, т.251, N3, с.686-688. ( Совместно с Л.Ф.Бондарем ).
44. К термобарометрии изверженных комплексов.Доклады АНСССР, 1980, т.254, N3, с.1213-1216.
45. Геотектоническая модель формирования оболочек Земли и геохимическая эволюция седиментогенеза в докембрии. В кн. : Геохимия платформенных и геосинклинальных осадочных пород и руд фанерозойского возраста. Тез. докл. Всесоюзного совещания. М., 1980, с. 138-139.
46. Осадконакопление в раннем докембрии.В кн.:Литология и осадочная геология докембрия. Тез. докладов V Всесоюзного совещания. Алма-Ата, Наука, 1981, с. 126-127.
47. К характеристике тектонических структур кислых вулканитов Беломорского района. В кн. : Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск, 1981, с.23-26. (Совместно с Л.Ф.Бондарем).
48. Позднеорогенные вулканотектонические структуры Карелии. В кн. : Глобальные палеовулканологические реконструкции и тектоника. Труды IV Всесоюзного палеовулканологического симпозиума. Владивосток, 1982, с. 113-115(Совместно с А.И.Голубевым, Л.Ф.Бондарем).
49. Сариолийские метагаббро Лехтинской структуры. В кн. : Интрузивные базиты и гипербазиты Карелии. Петрозаводск, 1984, с. 60-67. (Совместно с Л.Ф. Бондарем).
50. Этапы формирования химических кор выветривания в докембрии. 27-й Международный геологический конгресс. Доклады, т.5, Геология докембрия. М., Наука, 1984, с.35-43. ( Совместно с В.А.Соколовым ).
51. Структура участка северного замыкания Пальеозерской краевой синклинали.Оперативно-информационные материалы. Петрозаводск, 1984, с.24-26. (Совместно с Л.Ф.Бондарем ).
52. К вопросу о сумийских кварцитах. Оперативно-информационные материалы, Петрозаводск, 1985, с. 3-6 ( Совместно с Л.Ф.Бондарем ).
53. Сариолийские эруптивные брекчии оз.Калливолампи (пос.Эльмус). Там же, с. 49-52 ( Совместно с Л.Ф.Бондарем ).
54. Первая находка реликтов сариолийского вулканического аппарата в Карелии. Доклады АНСССР, 1986а, т.287, N 5, с. 11941197. (Совместно с Л.Ф. Бондарем ).
55. Локальная палеогеография сариолия на участке западного обрамления Центрального грабена. Оперативно-информационные материалы. Петрозаводск, 1986 б, с. 3-6. ( Ссвместно с Л.Ф.Бондарем ).
56. Диаграммы AS в петрологии и геохимии. Препринт доклада. Петрозаводск, 1986в, 9с. ( Совместно с Л.Ф.Бондарем ).
57. Магматизм докембрия Карелии. В кн. : Геология и геохронология докембрия Восточно-Европейской платформы. Л., Наука, 1990, с.81-91. (Совместно с А.И.Богачевым, А.И.Голубевым, В.С.Куликовым и др.).
58. Схема корреляции стратиграфических разрезов нижнего докембрия восточной части Балтийкого щита. В кн. : Стратиграфия архея и нижнего протерозоя СССР. Тез. докл. II Всес. совещ. "Общие вопросы расчленения
докембрия СССР ". Уфа, 1990, с.9-10. (Совместно с В.И.Робоненом, М.М.Стенарем, В.С.Куликовым и др.).
59. Корреляция нижнепротерозойских комплексов Балтийского щита. Там же, с.82-83.
60.Стратиграфия протерозоя Карельского региона. Там же, с.83-84. (Совместно с В.И.Робоненом, Л.П.Галдобиной, А.И.Голубевым, и др.)
61.Стратиграфия сумия и сариолия. Там же,с.85.(Совместно с Л.Ф.Бондарем).
62. Геодинамическая позиция раннепротерозойских бассейнов углеродистого осадконакопления на Балтийском щите. Тез. докл. Международного симпозиума "Бассейны черносланцевой седиментации и связанные с ними полезные ископаемые ". Новосибирск, 1991, с.98.
63. Раннепротерозойские седиментационные бассейны Балтийского щита. В кн.: Проблемы геологии докембрия Карелии. Петрозаводск, 1993, с.28-32.
64. Корреляция карельских образований Балтийского щита. В кн.Ючерки геологии докембрия Карелии. Петрозаводск, 1995, с.З-21.
65. Use of harmonic model for analysis of dynamic sistem of sedimentation in the Jatulian of Central Karelia. In: Topics in mathematical Geology. Plenum Press, Consultans Buteau, New York, 1970, pp.49-55.
66. Diffusion model of sedimentation from turbulent flow. In : Mathematical models of sedimentary processes. Plenum Publishing Corporation. New York, 1972, pp. 125-137.
67. Precambrian exogenic processes. Newsletter, IGCP project 160, N 4, 1982, 47 p. ( Together with V.A.Sokolov ).
68. Precambrian exogenic processes. Newsletter, IGCP project 160, N 5, 1983, 60 p. ( Together with V.A.Sokolov ).
69. Precambrian exogenic processes: Project 160. In: Geological correlation, Paris, 1983, pp. 122-126. (Together with V.A.Sokolov).
70. Evolution of precambrian volcanogenic - sedimentary lithogenesis in the south-eastern part of the Baltic shield. In: Proterozoic exogenic processes and related metallogeny. Geol. Surv. Finl. Bull., 1985, N 331, pp.91-106. (Together with V.A. Sokolov).
71. Lower Proterozoic Glaciogenic Deposits : Finland and USSR, Baltic Craton. Abstracts, 28th International Geological Congress, Washington, 1989, N 2, p.542. (Together with R.W.Ojakangas, J.S.Marmo).
72. Early Proterozoic Glaciogenic deposits: a North America-Baltic connection? In: Precambrian geology of the Southern Canadian Shield and the Eastern Baltic Shield, ed by R.W.Ojakangas. St.Paul (USA), 1991, pp.83-87. (Together with R.W. Ojakangas, J.S.Marmo).
73. Early proterozoic sedimentary basins of the Baltic shield. In the same book, pp. 131-137.
74. Lower proterozoic key events as a basis for geological correlation in the Baltic Shield. In : Correlation of precambrian formations of the Kola-Karelian region and Finland, ed by V.V.Balagansky and F.P.Mitrofanov, Apatity, 1992, pp. 35-40.
75. Rift generation in the Early Precambrian history of the Fennoscandian shield. IGCP Project 336, Proceedings, Duluth, MN, 1995, p. 163. (Together with S.I.Rybakov).
76. Sariolian ( Ca 2.35 Ga ) Rift System of the Eastern Scandinavian Shield and it's volcanic fill. Same book, p.65.
-
Хейсканен, Ким Иванович
-
доктора геолого-минералогических наук
-
Санкт-Петербург, 1996
-
ВАК 04.00.01
- Бассейны черносланцевой седиментации раннего протерозоя Балтийского щита (этапы развития, режимы седиментации, металлоносность)
- Эволюция базит-ультрабазитового магматизма Балтийского щита интервала 3.4-2.4 млрд лет
- Онежская структура Балтийского щита: геологическое строение и этапы формирования базитовых силлов в эволюции палеопротерозойского бассейна
- Типизация и особенности состава кимозерских алмазоносных кимберлитов Онежского прогиба Карелии
- Особенности строения и эволюция рифейских ураноносных бассейнов: Пашско-Ладожского, Восточно-Анабарского и Атабаска
