Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Структурная зональность протерозоид Карелии

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Структурная зональность протерозоид Карелии"

Р Г Б ОД 1 9 1396

На правах рукописи УДК 551.243:551.72 (470.22)

/

Афанасьева Елена Николаевна

СТРУКТУРНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ПРОТЕРОЗОИД КАРЕЛИИ

Специально сть:04.00.01 -общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском Геологическом институте им. АЛКарпинского (ВСЕГЕИ)

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Б.В.Петров

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук ЛККозаков (ИГГД РАН)

кандидат геолого-минералогических наук Ю.Б.Богданов (ВСЕГЕИ)

Ведущая организация: Институт геологии Карельского научного центра РАН

Защита состоится " 13 " марта 1996г. в час. на заседании Диссертационного Совета Д.003.72.01 при Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (199034, Санкт-Петербург, наб.Макарова, 2)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГГД РАН.

Автореферат разослан "_"_ 1995г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета

кандидат геолого-минералогических наук

Т.П.Щеглова

- 3 -ВВЕДЕНИЕ

Исследования проводились в пределах Карельской гранит-зеленокаменной области (КГЗО), представляющей собой сложное многоярусное сооружение, прошедшее длительный путь структурно-метаморфических преобразований. С северо-востока гранит-зеленокаменная область контактирует с Беломорским подвижным поясом; с юго-запада - окаймляется Свекофеннской Раахе-Ладожской зоной.

В строении КГЗО принимают участие: 1) комплекс основания, сложенный глубоко переработанными тоналит-трондъемит-плагиогранитными комплексами, среди которых располагаются позднеархейские (лопийские) терригенно-вулканогенные

зеленокаменные структуры; 2) раннепротерозойский (карельский) структурный ярус в составе ранне- и позднекарельского подъярусов, перекрывающий комплекс основания с резким стратиграфическим и структурным несогласиями. Раннекарельский подъярус представлен терригенно-вулканогенными образованиями сумийского и сариолийского надгоризонтов; позднекарельский подъярус сложен разнообразными терригенными, вулканогенными, терригенно-вулканогенными комплексами ятулийского, людиковийского, калевийского и вепсийского надгоризонтов. Позднекарельский подъярус карельского структурного яруса соответствует протерозойскому (раннепротерозойскому) чехлу КГЗО.

Актуальность исследования. Проблемы структурного развития Карельской гранит-зеленокаменной области рассмотрены в ряде фундаментальных работ ( Проблемы..., 1961; Кратц, 1963; Этапы..., 1973; Тектоника..., 1973; Сыстра, 1991 и др.). Немало исследований посвещено и различным аспектам металлогении рассматриваемого региона (Проблемы..., 1973; Металлогения..., 1980; Металлогения..., 1982; Анализ..., 1986; Материалы..., 1987 и др.). Между тем до сих пор не уделялось должного внимания изучению локальной и региональной структурной зональности и ее рудоконтролирующей роли в распределении месторождений полезных ископаемых. Решению этой задачи и посвящена настоящая работа.

Главная цель и частные задачи. Главная цель работы -расшифровка и изучение многопорядковой структурной зональности,

сформировавшейся в ходе свекофеннского тектоно-метаморфического цикла (1900-1800 млн.лет) и выявление ее роли в пространственном размещении месторождений полезных ископаемых.

Для достижения этой цели решались частные задачи, к которым относятся:

сбор и систематизация информации по образованиям карельского структурного яруса.

выяснение пространственно-временных закономерностей развития структурной зональности.

установление иерархической соподчиненности

разнопорядковых структурных форм.

выявление и изучение главных факторов, определяющих проявление многопорядковой структурной зональности.

корреляция структурной и металлогенической зонапьностей.

разработка структурных критериев локализации эндогенных месторождений.

Методика исследований. Методической основой выполненных исследований явился структурный анализ сложнодислоцированных комплексов в процессе геологического картирования и составления разномасштабных геолого-структурных и прогнозно-металлогенических карт. Структурный анализ сопровождался определением разновозрастности и последовательности развития структурных форм, геометрическим анализом, пост роением детальных разрезов, в том числе и по буровым профилям.

Для количественной характеристики интенсивности складчатости использован коэффициент деформированное™ пород (Кд), рассчитанный по методике Е.А.Рогожина и Ф.Л.Яковлева (1983). Методика основана на учете ряда структурных признаков (угол при вершине складки, подобие форм антиклиналей и синклиналей, наличие кливажа осевой поверхности и т.д.).

Количественная оценка тангенциального сжатия (Кс) для Онежского прогиба в целом и для ряда рудолокализующих зон выполнена по методике С.Сенджепта (Бепдар1а 5, 1977).

Автором введен коэффициент компетентности (Ик), величина которого определяется содержанием (в процентах) пород максимальной компетентности (вулканитов различного состава,

грубообломочных пород, кварцитов) в разрезе локальных структур или структурных зон.Введение такого коэффициента позволило оценить влияние реологической неоднородности на степень деформированное™ пород.

Основные защищаемые положения:

1. В пределах раннепротерозойского структурного яруса Карельской гранит-зеленокаменной области выявлена многопорядковая структурная зональность.

2. Природа многопорядковой структурной зональности определяется: 1) активной ролью Беломорского подвижного пояса в ходе позднекарельского тектогенеза; 2) движениями блоков архейского фундамента и степенью его переработки в этот период; 3) реологической неоднородностью раннепротерозойского чехла; 4) неравномерным течением материала в областях динамического влияния разломов.

3. В пределах раннепротерозойского чехла Карельской гранит-зеленокаменной области установлено совмещение разнопорядковой структурной и металлогенической зональностей, что определяет роль структурного фактора, как одного из ведущих в процессе формирования месторождений полезных ископаемых.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые для КГЗО выявлена многопорядковая структурная зональность протерозойского чехла, установлены причины, лежащие в ее основе. Доказана взаимосвязь между структурной и металлогенической зональностями, что позволило разработать региональные и локальные структурные критерии локализации разнотипных месторождений полезных ископаемых. Предложенные методы корреляции структурной и металлогенической зональностей на разных масштабных уровнях используются при проведении структурно-металлогенического картирования.

Фактический материал собран при выполнении тематических исследований лаборатории железорудных месторождений КНЦ РАН, в ходе детального изучения структурной эволюции разновозрастных геологических образований западной и центральной Карелии (19791983), а позднее - в Отделении специальной металлогении ВСЕГЕИ, при изучении особенностей геологического строения и закономерностей пространственного размещения месторождений полезных ископаемых в пределах Лехтинской (1984-1986) и

Онежской (1987-1994) структур. В результате этих работ составлен ряд разномасштабных геологических, геохимических, прогнозно-металлогенических и других карт, а также большое количество геолого-структурных разрезов, в пределах рудоносных структур. Структурно-геологические исследования сопровождались анализом вещественного состава пород, просмотром более 3000 шлифов, использованием большого количества спектральных, рентгеноспектральных, полных силикатных анализов, данных пламенной фотометрии и т.д.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований изложены в 17 статьях и тезисах докладов (из них 3 - в печати) и б научных отчетах; доложены на конференциях молодых ученых КНЦ РАН (1982) и ВСЕГЕИ (1985), на II и III Всесоюзных школах "Структурный анализ кристаллических комплексов" (Тбилиси, 1988; Киев, 1990), на VII Международном платиновом симпозиуме (Моска, 1994), на IV Объединенном Международном симпозиуме по проблемам прикладной геохимии (Иркутск, 1994), на Российско-Финском симпозиуме по благододном металлам (Эспоо, 1994), на Международном симпозиуме "Минерально-сырьевые ресурсы"(С,-Петербург,1994), на научно-методическом совете "Платина России" (С.-Петербург, 1994), на годичной сессии ВСЕГЕИ (С.-Петербург, 1994).

Результаты исследований по Лехтинской и Онежской структурам вошли в отчеты по темам ВСЕГЕИ и использованы при проектировании поисковых и поисково-съемочных работ ГГП "Невскгеология". Методика специального структурно-металлогенического картирования, разработанная при участии автора, применена при проведении ГДП-200 (ГГП "Севзапгеология").

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах текста и состоит из введения, трех глав и заключения; текстовая часть сопровождается 29 рисунками, 6 таблицами; список литературы содержит 154 наименования.

Идея сопоставления структурной и металлогенической зональностей принадлежит научному руководителю Б.В.Петрову. Автор искренне признателен ему за постоянную помощь и ценные советы в период написания работы. А.Н.Казаков ознакомился с авторефератом и сделал ряд конструктивных замечаний. Диссертация не могла быть выполнена без постоянной поддержки

А.В.Савицкого. Автор признателен Ю.И.Лазареву, В.Н.Кожевникову, Е.Ф.Белоусову за школу структурного анализа, которую диссертант прошла под их руководством в стенах Института геологии КНЦ РАН.

Для краткости изложения введены следующие обозначения; ОП - осевые поверхности складок; 1,11,111 - структурные зоны в пределах локальных структур; верхними цифровыми индексами обозначен порядок зональности, например: III2 - третья зона в рамках зональности второго порядка; I2 - первая зона в рамках зональности второго порядка; II3 - вторая зона в рамках зональности третьего порядка.

СТРУКТУРНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ

В пределах протерозойского яруса выявлена многопорядковая структурная зональность, включающая: 1) региональную структурную зональность, охватывающую всю Карельскую гранит-зеленокаменную область (I порядок), 2) зональность в пределах локальных структур i II порядок ), 3) структурную зональность в зонах складчато-разрывных дислокаций, отдельных месторождений, рудопроявлений и т.д. ( III и IV порядки).

Структурная зональность первого порядка отражает изменение суммарной дислоцированности пород, которая определяется стилем и характером складчатости, количеством этапов деформаций и степенью соответствия архейских структур наложенному свекофеннскому структурному плану. В рамках этой зональности в пределах КГЗО выделены: Восточно-Карельская, Центрально-Карельская и Западно-Карельская структурные зоны.

Восточно-Карепьская структурная зона (ВКЗ) расположена вдоль границы с Беломорским подвижным поясом и включает структуры - Ветреного Пояса, Лехтинскую, Панакуолаярвинскую и руд более мелких структур. Для ВКЗ характерно: 1) максимальная степень деформировэнности пород (Кд =0,7-0,8); 2) наибольшая суммарная мощность раннепротерозойских вулканогенно-осадочных образований; 3) наиболее полный разрез отложений

раннекарельского структурного подъяруса; 4) широкое развитие протерозойских магматических пород, от ультраосновных до кислых; 5) высокий метаморфизм, локально достигающий условий высокотемпературной амфиболитовой фации кианит-силлиманитовой фациальной серии; 6) высокая степень соответствия архейских структур наложенному протерозойскому структурному плану.

Центрально-Карельская структурная зона (ЦКЗ) занимает центральную часть КГЗО и включает Онежский, Янгозерский синклинории, Сегозерскую, Маслозерскую, Елмозерскую и некоторые более мелких структур. Зона охватывает основную площадь распространения пород позднекарельского структурного яруса. Для ЦКЗ характерно: 1) средняя степень деформированное™ протерозойских образований {Кд = 0,5-0,6); 2) ограниченное развитие пород раннекарельского подъяруса; 4) ослабление - по сравнению с ВКЗ - проявления интрузивного магматизма; 5) низкотемпературный метаморфизм фации зеленых сланцев андалузит-силлиманитовой фациальной серии; 6) некоторое несовпадение архейского и протерозойского структурных планов.

Западно-Карельская структурная зона (ЗКЗ) охватывает западную и юго-западную Карелию и включает Воломскую, Суоярвскую, Туломозерскую, Янисъярвинскую синклинали. ЗКЗ характеризуется: 1) минимальной степенью деформированности протерозойских образований (Кд = 0,2-0,3); 2) полным отсутствием образований раннекарельского подъяруса; 3) меньшей, по сравнению с ЦКЗ, мощностью отложений позднекарельского структурного подъяруса; 4) слабым проявлением интрузивного магматизма; 5) низким метаморфизмом, не превышающим серицит-хлоритовой субфации зеленосланцевой фации; 6) субмеридиональной ориентировкой карельских структур, унаследованной от позднеархейского структурного плана.

Структурная зональность второго порядка отражает неравномерное проявление дислокаций как по латерали, так и по вертикали в пределах локальных структур.

Характер проявления зональности наиболее отчетливо устанавливается в Панакуолаярвинском и Лехтинском синклинориях ВКЗ.

В Панакуолаярвинском синклинории выделяются три

структурные зоны II порядка, впервые отмененные А.С.Воиновым (1964); ширина зон варьирует от 3-4км (зона I2) до 20км (зона III2).

Зона I2 (краевая). Для зоны характерны интенсивные, местами изоклинальные складки; простирание складок варьирует от меридионального - Куолаярвинская ветвь зоны - до северовосточного - субширотного - Панаярвинская ветвь зоны. Складки отчетливо линейные, сильно сжатые, нередко опрокинутые в восточных или северных румбах; осложнены продольными разрывными нарушениями.

Зона II2 (промежуточная). В пределах зоны развиты крупные, протяженные, умеренно сжатые складки, осложненные мелкими складчатыми формами более высоких порядков; параллельно ОП складок развит кливаж, местами сланцеватость.

Зона_III2 (центральная). Зона характеризуется

субгоризонтальным залеганием пород, местами осложненным широкими сравнительно пологими складками.

В пределах Лехтинского синклинория также выделяются три структурные зоны II порядка, которые примерно соответствуют описанным Т.Негруцей (1971). Ограничения зон за редким исключением совпадают со стратиграфическими границами; ширина зон варьирует от 12-15км (зона I2) до 20км (зона III2).

Зона I2 (краевая). В северо-восточном крыле синклинория породы этой зоны смяты в узкие линейные складки, сжатые до изоклинальных, с размахом крыльев 0,5-1,Окм, крутыми осевыми поверхностями, субвертикальными или несколько опрокинутыми на юго-запад. Шарниры складок субгоризонтальны или полого погружаются на северо-запад и юго-восток. Параллельно ОП развита кристаллизационная сланцеватость, местами - минерализованный кливаж. В юго-западном крыле синклинория породы I2 зоны деформированы в крупные складки, по своей морфологии переходные между брахиформными и линейными. Ширина складок достигает 1,5-2км, протяженность - 10-15км. ОП - вертикальные или слабо опрокинутые на запад или юго-запад; параллельно им развит минерализованный кливаж.

Зона II2 (промежуточная). В северо-восточном крыле синклинория породы II2 имеют вертикальное, либо крутое - под углами 75-80° падение на северо-восток. Субпараллельно слоистости развита сланцеватость или минерализованный кливаж. В

контакте с зоной I2 отмечается мелкая плойчатость; локально проявлена милонитизация. В юго-западном крыле синклинория в пределах зоны II2 получили развитие пологие или средней степени сжатости линейные складки; локально развит крутопадающий минерализованный кливаж. В районе северо-западного центриклинального замыкания синклинория породы зоны II2 смяты в узкие линейные складки с ОП близкими к вертикальным. Складчатая структура осложнена разломами, в ряде случаев примерно совпадающими с ОП сжатых линейных складок.

Зона III2. Сложена преимущественно вулканитами основного состава и несет признаки очень слабой складчатой деформации, несколько возрастающей в периферических частях зоны. В ядерной части синклинория залегание пород близко к горизонтальному.

В ЦКЗ структурная зональность второго порядка особенно отчетливо проявлена и хорошо изучена в пределах Онежского прогиба.

Зона I2 (Великогубская) охватывает северо-восточную часть прогиба. Это приподнятая, и в силу этого глубоко эродированная зона. Для нее характерно чередование широких пологих синклиналей, местами переходящих в брахиформные складки, и узких сжатых до изоклинальных антиклиналей, осложненных продольными разрывными нарушениями, которые Т.В.Билибиной были названы зонами складчато-разрывных дислокаций (СРД) (Билибина, 1983). Последние получили в Великогубской зоне максимально полное развитие и наиболее интенсивное проявление.

Зона II2 (Кондопожская) охватывает юго-западную часть прогиба. Это опущенная, слабо эродированная зона; в ее пределах сохранился почти полный разрез образований карельского структурного яруса. В Кондопожской зоне максимально развиты широкие пологие синклинали; зоны СРД не получили полного развития и]представлены лишь разрывными структурами.

Зона III2 (Гирвасско-Повенецкая) непрерывной полосой окаймляет Онежский прогиб с запада, северо-запада и северо-востока и располагается между архейским комплексом основания и центральной частью Онежского пргиба. В структурном отношении зона III2 представляет собой область развития пологих разноориентированных линейных или брахиформных складок, которые в западном и северо-восточном обрамлениях Онежского

прогиба имеют соответственно субмеридиональное и северозападное простирание, хорошо согласующееся с ограничениями прогиба. Принципиально иная картина наблюдается в северозападном обрамлении Онежского прогиба, где осуществляется перестройка устойчивого северо-западного структурного плана, характерного для центральной части прогиба, на северо-восточный или субширотный.

Структурная особенность зоны III2 состоит в том, что зоны СРД в ее пределах затухают и трансформируются в систему разрывных нарушений.

В ЗКЗ зональность второго порядка не установлена.

Структурная зональность третьего порядка выражается в чередовании участков сравнительно пологого залегания пород с зонами напряженной линейной складчатости, осложненной продольными разломами (зоны СРД). Она особенно отчетливо проявлена и хорошо изучена в Великогубской зоне второго порядка Онежского прогиба. В ее пределах участки пологого залегания пород обычно представляют собой синклинали с широкими пологими днищами и короткими и крутыми крыльями ( углы падения до 3050°); ширина синклиналей составляет 6-12км (зона II3). Синклинали сложены черносланцево-диабазовыми образованиями заонежской свиты людиковия. Зоны СРД выступают в роли узких сложнопостроенных антиклиналей (зона II3). Антиклинали представлены не одной, а несколькими складками, осложненными разломами, зонами рассланцевания, кливажа. Зоны СРД прослеживаются по простиранию на многие десятки км, ширина их обычно достигает 3-4км. Ядра антиклиналей выполнены преимущественно карбонатными породами туломозерской свиты ятулия.

Намечается три типа перехода зон СРД к смежным участкам пологого залегания пород. Первый, наиболее распространенный тип, определяется плавным переходом длинного крыла краевой асимметричной синклинали, принадлежащей зоне СРД, в зону с пологим залеганием пород. Второй тип выражается в трансформации длинного крыла краевой асимметричной антиклинали, принадлежащей зоне СРД, в зону с пологим залеганием пород. Третий, редко встречающийся, тип соотношений

определяется разломами, развитыми вдоль границ зон СРД.

Зональность третьего порядна относится к числу наиболее распространенных и легко диагностируемых. В качестве примера такой зональности можно назвать пологую и широкую Сегозерскую синформу (зона II3) и сопряженную с ней Елмозерскую зону СРД. Длина Елмозерской структуры вместе с ее юго-восточным продолжением составляет 130км, при ширине от 0,5 до 2-Зкм. К юго-западу от нее располагается Маслозерская приразломная структура , протяженностью около 100км (зона I3), сопряженная на юге с Янгозерской синклиналью (зона II3). В некоторых случаях на современном эрозионном уровне сохраняются только узкие приразломные структуры, в то время как пологие участки синклинального строения оказываются эродированными. Примером может служить Чиркакемская зона СРД, прослеживающаяся более чем на 160км, и не сопряженная с зоной пологого залегания пород.

Зоны СРД слабой и средней степени эродированности всегда обнаруживают признаки антиклинального строения ; глубоко эродированные - всегда обладают явными признаками синклинального строения, поскольку маркируются узкими клиньями пород карельского яруса, зажатыми в разломных зонах среди архейских образований.

Зональность третьего порядка - это тот "кирпичик", с помощью которого можно перейти к зональности первого порядка, выражающейся в различной плотности и частоте встречаемости зон СРД, в ряде случаев к зональности второго порядка, выражающейся в разном характере проявления зон СРД на разных уровнях складчатого сооружения, и к зональности четвертого порядка, выражающейся в неравномерной дислоцированности пород в пределах самих зон СРД, что демонстрирует стадийность вовлечения слабодислоцированных пород в процесс развития линейной складчатости.

Структурная зональность четвертого порядка отражает закономерности проявления складчатых и разрывных дислокаций в пределах зон СРД и включает продольную, поперечную и вертикальную зональности. На существование такого рода зональности в пределах зон СРД Онежского прогиба впервые обратил внимание А.В.Булавин (Булавин, 1990). Выполненные нами

детальные исследования подтвердили и существенно дополнили эти представления.

Наиболее распространен поперечный тип зональности, выражающийся в повышенной дислоцированности пород центральной части зон СРД и ослаблении дислокаций в краевых частях. Продольная структурная зональность находит отражение в перестройке зон СРД по простиранию, что сопровождается изменением формы, амплитуды, ширины складок, особенностей проявления разрывных нарушений. Под вертикальной структурной зональностью понимается смена общего антиклинального строения зон СРД на верхних и средних уровнях - синклинальным строением -на нижних уровнях.

ПРИРОДА МНОГОПОРЯДКОВОЙ СТРУКТУРНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ

Природа многопорядковой структурной зональности карельского структурного яруса определяется: 1) активной ролью Беломорского подвижного пояса в ходе позднекарельского тектогенеза; 2) движениями блоков архейского фундамента и степенью его переработки в этот период; 3) реологическими особенностями пород раннепротерозойского чехла; 4) неравномерным течением материала в областях динамического влияния разломов.

Региональная зональность первого порядка - результат влияния Беломорского подвижного пояса, что выражается в закономерном нарастании степени деформированное™ пород и их термальной проработки по мере приближения к области сопряжения Карельской гранит-зеленокаменной области с Беломорским подвижным поясом.

Свекофеннское структурообразование в Восточно-Карельской зоне, максимально приближенной к Беломорскому подвижному поясу, существенно отличается от дислокационного процесса, протекавшего на остальной части Карельской гранит-зеленокаменной области. Это хорошо согласуется с результатами последних исследований структуры и метаморфизма Беломорской тектонической зоны, в ходе которых, в частности, показано расширение области проявления "беломорских" деформаций и метаморфизма на свекофеннском этапе и наложение их на краевую

часть Карельской гранит-зеленокаменной области (Глебовицкий и др.,1996).

Архейский фундамент играет существенную роль в формировании зональности первого порядка, либо полностью вовлекаясь в деформационный процесс (Восточно-Карельская зона), либо сохраняя относительную автономию и препятствуя интенсивному проявлению пликативных деформаций (Центрально-Карельская и Западно-Карельская зоны).

Восточно-Карельская зона - единственная, в пределах которой породы фундамента активно вовлекались в свекофеннскую складчатость, совместную с образованиями карельского структурного яруса, что выразилось в доминирующем характере северо-западного структурного плана. В Центрально-Карельской зоне степень соответствия архейских структур карельским снижается, в ее пределах нередко сохраняются реликты субмеридионального позднеархейского плана. В Западно-Карельской зоне степень переработки архейского фундамента в свекофеннское время - минимальна.

Другими словами, степень соответствия разновозрастных структурных планов (позднеархейского и раннепротерозойского) может рассматриваться в качестве показателя интенсивности свекофеннских деформаций (Афанасьева, 1989).

Структурная зональность второго порядка определяется, прежде всего реологией горных пород и находится в соответствии с коэффициентом компетентности. В пределах Лехтинской структуры отчетливо устанавливается совпадение (за редким исключением) структурных зон со стратиграфическими границами. Резкая смена степени деформированное™ пород на границах стратиграфических единиц определяется, прежде всего, сменой пород, существенно отличающихся по реологическим свойствам. От периферии к центру (от зоны I2 к зоне III2) в разрезе возрастает количество высокомпетентных лав основного состава; в результате в том же направлении понижается интенсивность проявления пликативных деформаций, чем и определяется зональность второго порядка. При этом степень деформированности пород в пределах одной зоны меняется плавно, а на границах зон - скачкообразно. То есть структурная зональность выражается в постепенных количественных

(усиление степени деформированное™ пород, выраженной Кд от 0,2-0,3 - в зоне III2 до 0,7-0,8 в зоне I2) и скачкообразных качественных изменениях (изменение морфологии и стиля складчатости от изоклинальной линейного типа - в зоне I2 до преобладания элементов разрывной тектоники - в зоне III2).

В Ветреном Поясе максимально деформированы породы центральной части, сложенной песчаниками, кварцито-песчаниками, аргилитами и алевролитами, которые характеризуются средней компетентностью. Высококомпетентные пикритовые базальты краевой зоны, несмотря на их пространственную близость к Беломорскому поясу, деформированы в простую асимметричную синклиналь. То есть, реологический фактор в значительной степени нивелирует влияние Беломорского подвижного пояса.

В Панакуолаярвинском синклинории зона I2 образована преимущественно высокомпетентными вулканитами и грубообломочными породами , а зона II2 - песчаниками, доломитами, алевролитами. Интенсивность же проявления складчатости в зоне I2 значительно выше, что объясняется повышенным метаморфизмом пород зоны I2, снижающим компетентность горных пород.

Ключевым для понимания природы многопорядковой структурной зональности является вопрос о генезисе зон СРД.

Морфология и характер проявления зон СРД в породах с различными реологическими свойствами различны. В жестком фундаменте зоны СРД маркируются разломами и связанными с ними зонами рассланцевания и повышенной тектонической трещиноватости. В более пластичных породах' карельского структурного яруса те же зоны получают выражение прежде всего в линейных складках.Ширина зон СРД в карельском структурном ярусе на порядок выше, чем в архейских образованиях. Такое разное структурное выражение дислокаций - функция скачкообразного изменения реологических свойств горных пород на границе структурных ярусов. Изменения на границе фундамент-чехол происходят не только количественные (мощность зон динамического влияния разломов), но и качественные (характер их структурного выражения). Таким образом, зоны СРД

специфическая форма проявления разломов, разделяющих блоки архейского фундамента, на уровне карельского структурного яруса.

Всякая разломная зона - область пониженной вязкости, в которой в той или иной степени осуществляется перераспределение (течение) материала (Паталаха, 1981). В зонах СРД происходит выжимание материала не только вверх - в сторону свободной поверхности, чем определяется их антиклинальный .характер на верхних и средних уровнях складчатого сооружения, но в какой-то степени и вниз, вдоль ослабленной разломной зоны, чем определяется их синклинальное строение на нижних уровнях. Течение материала в разломных зонах происходит неравномерно: максимальные сдвиговые деформации осуществляются вблизи сместителей, маркирующих центральные части зон СРД, при удалении от них деформации затухают. Эта тенденция находит отражение в пространственном распределении складок и разломов в пределах зон СРД, что составляет существо зональности четвертого порядка.

Реология горных пород - важный, но недостаточный фактор для реализации направленного пластического течения материала. Необходимы и геодинамические условия, а именно - тангенциальное сжатие земной коры. Предпринята попытка количественной оценки величины тангенциального сжатия для некоторых зон СРД Онежского прогиба на основе детальных разрезов по буровым профилям. Величина сжатия отвечает сокращению ширины зоны СРД в ходе дислокационного процесса и определялась по формуле:

Кс = ¡-у!'- х 100%, где I - ширина зоны СРД до деформации; Г - ширина зоны СРД после деформации. Для Тамбицкой зоны степень сжатия составляет 51%, для Святухинско-Космозерской - 67%. Суммарное тангенциальное сжатие Онежского прогиба оценивается в 10%.

СТРУКТУРНО-МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ

В пределах протерозойского чехла КГЗО установлено совмещение разнопорядковой структурной и металлогенической зональностей, что определяет роль структурного фактора, как одного из ведущих в процессе формирования месторождений

полезных ископаемых. Сопоставление структурных зон разного порядка с пространственным размещением рудных объектов показывает, что эти зоны, выделенные на основе структурных критериев, в то же время обладают определенной металлогенической характеристикой, поэтому их правомерно рассматривать в качестве структурно-металлогенических. Совмещение структурной и металлогенической зональностей особенно хорошо видно на примере зональности I порядка (рис.1).

Восточно-Карельская зона по набору и насыщенности разнотипными месторождениями резко отличается от остальной части гранит-зеленокаменной области. Максимальная степень деформированное™ пород зоны отчетливо коррепируется с другими важнейшими факторами, определяющими ее металлогеническую специфику. Это краевая, долгоживущая, мобильно проницаемая щовная зона Карельского кратона, прошедшая сложный путь метаморфо-метасоматических и магматических преобразований. Кроме того, она отличается высокой гетерогенностью разреза протерозоид, широким развитием геохимически специализированных осадочных и вулканогенно-осадочных образований. Все это делает Восточно-Карельскую зону наиболее благоприятной для образования в ее ней месторождений разного типа.

В пределах Восточно-Карельской зоны намечено четыре металлогенические зоны и два рудных узла с разным типом специализации (рис.1). В зависимости от источника рудного вещества выделяются месторождения и рудопроявления, связанные с мантийно-коровыми, коровыми и супракрустальными образованиями. С расслоенными мафит-ультрамафитовыми интрузиями сумийского возраста, приуроченными к мощной зоне разломов мантийного заложения, связаны месторождения хрома, никеля, платины, золота (Металлогения..., 1980). В метасоматически измененных гипербазитах локализуется сульфидно -медно-никелевое оруденение ( Петров Б и др. 1985).Щелочно-/льтраосновные интрузии ( Елетьозерская и Тикшозерская ) несут апатитовые руды, редкоземельно-редкометальную и титановую минерализацию. Коровые гранитные интрузии (типа Лобашской) -источник месторождений молибдена, урана, подчиненно эедкоземельной минерализации гидротермально-метасоматического гипа. Как мантийно-коровые, так и коровые интрузии контолируются

Составлена с использованием картографических данных В.А.Коровкина, Л.В.Турылевой; Т.В.Билибиной и др.(1984) и др.

1 - платформенный чехол; 2 - Свекофеннская геотектоническая провинция; 3-5 - Карельская гранит-зеленокаменная область: 3 -вепсий, калевий, суйсарий, ятулий нерасчлененные; 4 - сумий и сариолий нерасчлененные; 5 - комплекс основания; 6 - Беломорский подвижный пояс; 7 - границы структурно-металлогенических зон; 8 -границы метзллогенических зон и их номера: I - Куолаярвинско-Кукасозерская; II - Лобашско-Ковдозерская; III - Лехтинско-Шомбозерская; IV - Ветреного Пояса; 9 - границы Онежского рудного района; 10 - границы рудных узлов: VI - Олангский; VII -Елетьозерско-Тикшозерский; VIII - Выгозерский; IX - Янгозерский; X -Великогубский; 11 - карельские структуры.

продольными или поперечными разрывными нарушениями. С геохимически специализированными вулканогенно-осадочными образованиями людиковийского, в меньшей степени - ятулийского надгоризонтов, ассоциируются месторождения и рудопроявления золота, меди, платины, урана.

Для Центрально-Карельской зоны характерно ослабление метаморфо-метасоматических процессов, затухание интрузивной деятельности и как результат - менее широкий спектр полезных ископаемых ( исключение составляет Онежский рудный район). Помимо рудного района, в пределах Центрально-Карельской зоны выделены три рудных узла (рис.1).

Мантийные интрузивные комплексы ( габбро-диабазы ятулийского возраста) и связанное с ними месторождения и рудопроявления титано-магнетита и генетически связанных с ним платиноидов, локализованы в северо-восточном обрамлении Онежского рудного района. Здесь же сосредоточены расслоенные интрузии сумийско-сариолийского возраста с характерной для них хром-никелевой специализацией и ассоциированной с нею повышенной концентрацией металлов платиновой группы. Для центральной части Онежского рудного района характерно комплексное уран-благороднометалльное оруденение.

Для остальной части Центрально-Карельской зоны известны лишь мелкие рудопроявления золота, самородной меди, урана, связанные с геохимически специализированными вулканогенно-осадочными образованиями ятулия.

Западно-Карельская зона отличается крайне слабым проявлением мантийного магматизма, однообразным литологическим составом, слабой геохимической специализацией осадочно-вулканогенных образований. В этой зоне отмечаются лишь отдельные проявления и точки минерализации золота, связанные с терригенными отложениями ятулия, а также ряд рудопроявлений урана в метасоматитах эпохи позднекарельской протоактивизации. Все они не представляют практической значимости.

Структурно-металпогеническая зональность второго порядка отражает тесные корреляционные связи оруденения с наиболее интенсивно деформированными и метасоматически измененными структурными зонами второго порядка. Наиболее отчетливо совмещение структурной и металлогенической зональностей второго

порядка удалось проследить для Панакуолаярвинского синклинория и изучавшихся автором Лехтинской и Онежской структур.

К зонам I2 и II2 Панакуолаярвинского синклинория (Куолаярвинская ветвь) приурочено большинство рудопроявлений и проявлений урана (Аллакуртинское, Лагерное, Озерное,Кварцевое) и золота. Все они располагаются преимущественно в меридиональной полосе, совпадающей с системой региональных разломов, и связаны широко проявленными в ней средне-низкотемпературными карбонатно-альбитовыми метасоматитами среди ятулийских и людиковийских образовний (Петров Б. и др., 1979).

Зона I2 Лехтинской структуры - наиболее интенсивно деформированная и метасоматически измененная зона, с которой ассоциируется широкий спектр рудопоявлений золота, молибдена, урана. Золотое и золото-урановое оруденение (рудопоявление Кевятозеро, Пебозеро и др.) локализовано в линзах и пластах кварцевых конгломератов среди кварцито-песчаниковой толщи ятулия и связано с березитами, развитыми на крыльях складок , осложненных разрывными нарушениями. Молибденовое оруденение (месторождение Лобаш, рудопроявление Метчагойя) ассициируются преимущественно с интрузиями гранитов на контакте с основными-ультраосновными породами различного возраста. Рудопроявления (Чуруж) и проявления урана сконцентрированы в зонах разломов субмеридионального простирания с широким развитием в них низкотемпературных альбит-карбонатно-слюдистых метасоматитов (Савицкий и др., 1986).

Зона II2. С породами этой зоны связаны лишь мелкие рудопроявления и проявления золота и урана, локализованные преимущественно в наиболее деформировнном северо-восточном крыле синклинория. Собственно золотое (золото-сульфидно-кварцевое оруденение) (рудопроявление Риговарака, проявление

Шавля и др.) сконцентрировано в крутопадающих зонах сжатых или изоклинальных складок, сопряженных с продольными разломам среди гравелитов и аркозов ятулия.Золото-урановое оруденение (проявление Бороварака и др.) приурочено к линзам кварцевых конгломератов; существенное увеличение содержаний золота отмечатся в зонах березитизации.

Зона III2. С породами третьей, слабо деформированной зоны, связано убогое медное прожилково-вкрапленно оруденение в пропилитизированных габбро-диабазах (месторождение Шуезеро).

Зона I2 Онежского прогиба характеризуется широким проявлением комплексного уран-благороднометалльно-ванадиевого оруденения в зонах СРД и преимущественно благороднометалльного - в брахисинклиналях, разделяющих зоны СРД .

Зона II2. Металлогенический облик зоны определяется месторождениями шунгитов и мелкими рудопроявлениями сульфидных медных руд, связанными с метасоматически

измененными вулканитами людиковийского и ятулийского надгоризонтов.

Зона III2. С метасоматически измененными терригенно-карбонатными породами ятулия и людиковия связаны мелкие рудопроявления золота и урана, а также месторождения меди и асбеста.

Особенности проявления структурно-металлогенической зональности высоких порядков рассмотрены на примере Великогубского зоны второго порядка Онежского рудного района. Изучением закономерностей пространственного размещения оруденения в Онежском прогибе занимались сотрудники ГГП "Невскгеология" при непосредственном участии других организаций, прежде всего ВСЕГЕИ ( Билибина и др., 1983, 1988, 1991; Булавин, 1987, 1990; Мельников и др., 1991, 1992; Петров Ю. и др., 1982, 1986, 1988, 1991; Савицкий и др., 1990, 1991 и др.).

Зона I3. Все известные месторождения и рудопроявления уран-благороднометалльно-ванадиевых руд связаны с зонами СРД, выраженными серией линейных антиклиналей, имеющих преимущественно изоклинальную или гребневидную форму и осложненных складками более высоких порядков и продольными разрывными нарушениями.

Выделяются несколько конкретных структурных ситуаций, выступающих в роли структурных ловушек для рудных тел. Большинство месторождений и рудопроявлений Тамбицкой зоны СРД тяготеет к крутопадающим крыльям антикл иналей, осложненным продольными разрывными нарушениями и контролируется оперяющими по отношению к ним клиновидными зонами дробления и брекчирования. Оруденение Святухинско-Космозерской зоны СРД приурочено к местам максимального воздымания шарнира антиклиналей, где складки имеют сложную веерообразную форму.

Рудные тела локализованы на крутопадающих крыльях антиклиналей и в ядерных частях осложняющих их синклиналей (Петров Ю и др., 1985; Булавин, 1990).

Помимо структурного контроля, важную роль в процессе рудообразовния играет литолого-стратиграфический фактор, который обусловлен пестрым гетерогенным составом пород туломозерской и заонежской свит, включающим доломиты, алевролиты, углеродсодержащие пелиты. Комплексные руды пространственно и генетически связаны с углеродистыми метапелитами заонежской свиты людиковия, геохимически специализированными на V Си РЬ 2п Мо и Рг Аи В1 (Галдобина и др., 1982). Оруденение локализуется на контакте этих образований с подстилающими их карбонатными породами туломозерской свиты.

Зона II3. Металлогенический облик зоны II3 и участков пологих брахисинклиналей, разделяющих зоны СРД в пределах зоны I3, определяется геохимической специализацией высокоуглеродистых метапелитов заонежской свиты людиковия на такие элементы как V Рг РЬ Аи N1 Мо Си (Ахмедов, 1977; Галдобина и др., 1982; Филиппов и др., 1977). Работами последних лет в черносланцевых образованиях Онежского прогиба обнаружены рудопроявления стратиформного платинометалльного оруденения (Савицкий и др., 1987, 1994, 1995). Роль структурного фактора выражается в приуроченности наиболее контрастного оруденения к ядерным частям брахиформных складок в местах осложнения их локальными антиклиналями (Афанасьева,! 99^). Несмотря на наличие рудопроявлений платиноидов, месторождений этого типа пока не выявлено.

Таким образом, структурный фактор реализуется на разных иерархических уровнях металлогенической зональности - от зон первого порядка, до конкретных месторождений. На разных иерархических уровнях роль структурного фактора - различна, но при этом он всегда остается важнейшим для пространственной локализации месторождений полезных ископаемых и определяет основные черты металлогенической зональности разных порядков.

Публикации по теме диссертации

1. Структурные соотношения и деформации разновозрастных образований участка р.Лужмы (восточный берег р.Лужма) // Оперативно-информационные материалы за 1982г.: Геология и стратиграфия докембрийских образований Карелии. Петрозоводск, 1983, с.39-43 (соавторы Е.Ф.Белоусов, Ю.Й.Сыстра).

2. Разрывные нарушения северо-запада Русской платформа и их металлогеническое значение // Блоковая тектоника и перспективы рудоносности северо-запада Русской платформы. Л., 986, с.39-52 (соавторы А.В.Савицкий, Г.О.Гукасян, Ю.В.Петров).

3. Основные пространственно-временные закономерности

с

размещения рудононых метасоматитов в восточной части Балтийского щита // Тезисы докладов на VI Всесоюзной конференции "Метасоматизм и рудообразование". Л., 1987, с.20-22(соавторы: А.В.Савицкий, Т.В.Билибина и др).

4. Методика расшифровки складчатости на основе структурного анализа керна (на примере ятулийского комплекса Ю.Карелии) //Тезисы докл. на II Всесоюзной школе "Структурный анализ кристаллических комплексов".М., 1988, с.22-24.

5. О соотношении сумийско-сариолийского структурного комплекса с комплексом основания И Структурные исследования в областях раннего докембрия. Л.,Наука, 1989, с.172-180.

6. Степень соответствия ятулийского структурного плана архейскому как показатель интенсивности свекофеннских деформаций // Тезисы докладов на III Всесоюзной школе "Структурный анализ кристаллических комплексов и геологическое картирование". Киев, 1990, с.30-31.

7. Оценка перспектив Онежского рудного района на выявление крупных месторождений комплексных руд II Ежегодник кратких сообщений о результатах НИР за 1991 г., М., 1992, с.11-19 соавторы: А.В.Савицкий, H.H.Колесник и др.).

8. Благороднометалльное оруденение в черных сланцах Карелии // Материалы Международного симпозиума "Благородные металлы в черных сланцах Карелии". Петрозаводск, 1993, с. 15-20 (соавторы: А.В.Савицкий, В.К.Титов).

9. Пространственно-временные соотношения эндогенных процессов в шунгитах Зажогинского месторождения (на примере

Максовской залежи) // Органическое вещество шунгитоносных пород Карелии (генезис, эволюция, методы изучения) . Петрозаводск, 1994, с.92-100.

10. Геохимия комплексных месторождений онежского черносланцевого типа II Тезисы доклада на IV Объединенном Международном симпозиуме по проблемам прикладной геохимии, посвященном памяти академика Л.В.Таусона. Иркутск, 1994, с.11 2 (соавторы: В.В.Савицкий, В.К.Титов).

11. Новые данные о плэтинометалльном оруденении в черных сланцах Онежской впадины (Южная Карелия! // ДАН, 1994, №6 (соавторы: А.В. Савицкий, В. К.Титов).

12. Новые типы благороднометалльного оруденения в докембрийских черносланцевых толщах Карелии II КНТС, 1994, №138, с.35-43 (соавторы: А.В.Савицкий, В.К.Титов и др.).

13. Платиноносность докембрийских черносланцевых толщ Карелии // Платина России. Проблемы развития минерально-сырьевой базы платиновых металлов, М., 1994, с.55-65 (соавторы: А.В.Савицкий, В.К.Титов и др.).

14. Перспективы обнаружения промышленных платинометалльных стратиформных месторождений в черных сланцах Онежской впадины // Платина России. Сб. научн. трудов., т.II, кн.2, М., АОЗТ "Геоинформмарк", 1995, с.23-27 (соавторы: А.В.Савицкий, В.К.Титов).

15. Первые данные о стратиформном благороднометалльном оруденении в черных сланцах Онежской впадины (Южная Карелия) //ДАН (в печати) (соавторы: В.В.Кнауф, Н.С.Рудашевский, А.В.Савицкий).

16. Ранние деформации протерозойских осадков - как отражение тектонической обстановки накопления осадочно-вулканогенных толщ Онежского прогиба II Геотектоника, краткие сообщения (в печати).

17. Перспективы обнаружения промышленных платинометалльных стратиформных месторождений в черных сланцах Онежской впадины и пути их реализации (в печати! (соавторы: А.В.Савицкий, В.К.Титов).