Структурно-вещественные комплексы протоплатформ

В составе карелия протоплатформ выделяется два комплекса – нижний и верхний, отвечающие двум тектоническим циклам (ранне-и позднекарельскому). Нижний сложен разнообразными породами, сформировавшимися преимущественно за счет выветривания и размыва образований архейского фундамента, верхний – более однообразными по литологическому составу породами, среди которых преобладают терригенные, но встречаются также эффузивы – базальты и диабазы. Нижний комплекс относительно более сложно дислоцирован, чем верхний. Гранитизация пород, по сравнению с их гранитизацией в складчатых поясах, проявлена значительно слабее.

В пределах Восточно-Европейской платформы рассматриваемые отложения развиты на Балтийском, Украинском щитах и Воронежском кристаллическом массиве. В пределах Балтийского щита, в Карельском мегаблоке, в разрезе нижнего протерозоя выделены четыре комплекса: сумий, сариолий, ятулий и суйсарий (рис. 8.5). Первый из них сейчас относится к архею и перекрывает лопий, залегая на коре выветривания архейских пород, и сложен слабометаморфизованными вулканогенно-осадочными породами. Сумий (тунгудско-надвоицкая серия) начинается с базальных конгломератов и кварцитов, сменяющихся кислыми вулканитами и их туфами, хотя существуют горизонты основных вулканитов. В сариолии, при сохранении общего фона терригенных пород, вулканизм становится более дифференцированным, появляются базальты, андезито-базальты. Мощность вулканогенных образований превышает несколько километров. Сумийский и сариолийский комплексы слабо деформированы, а ятулий на них залегает с несогласием. Нижняя часть ятулия (сегозёрская серия) представлена кварцитами, конгломератами, аркозами, филлитами, доломитами, содержащими строматолиты, шунгиты (высокоуглеродистые сланцы). В верхней части разреза (онежская серия) широко развиты толеитовые базальты, пронизанные силлами и дайками ультрабазитов, местами встречаются коматиитовые лавы.

В залегающем выше суйсарском комплексе, распространенным спорадически, развиты мощные базальтовые толщи, рассеченные силлами и дайками таких же по составу и более основных пород. В различных местах Балтийского щита известны расслоенные ультрабазитовые интрузии с возрастом 2,4 млрд лет и более молодые граниты, и мигматиты с возрастом 2,2-2,4 млрд лет. На породах ятулия и суйсария с несогласием залегают образования вепсия мощностью до 1 км, представленные кварцитами и кварцитовидными песчаниками малинового, красного, оранжевого и жёлтого цветов с прослоями конгломератов, покровами базальтов, дайками и силлами диабазов и габбро-диабазов возрастом 1,9-1,7 млрд лет. На рубеже 1,7-1,65 млрд лет произошло внедрение больших плутонов гранитов рапакиви.

Рассмотренные образования нижнего протерозоя накапливались в узких грабенообразных впадинах рифтогенного типа на архейском основании. В нижний тектонический ритм (сумий-ятулий) входят метаморфизованные деформированные породы, а в верхний (суйсарий-вепсий) – образования вполне платформенного облика.

На Украинском щите (УЩ) и Воронежском кристаллическом массиве (ВКМ), в раннем протерозое входивших в состав единого Сарматского щита,а ныне разделенных Днепровско-Донецкой впадиной, протоплатформенные отложения нижнего протерозоя развиты в пределах Курско-Криворожского синклинория. Они представлены в разрезе двумя мощными толщами, отражающими тектоно-седиментационные этапы развития структуры. На Украине выделяются криворожская и ингулецкая серии. Первая с угловым несогласием залегает на коре выветривания архейских метабазитов и представлена терригенными породами мощностью около 2,5 км – конгломератами, песчаниками, филлитами, выше которых залегает толща железокремнистых пород. С ними связаны месторождения Криворожского железорудного бассейна. Она перекрывается терригенно-карбонатными и терригенными с прослоями джеспилитов породами ингулецкой серии (3 км).

На западе ВКМ (рис. 8.6), в пределах Курской магнитной аномалии (КМА), развиты породы курской и оскольской серий, соответствующих образованиям криворожской и ингулецкой серий. Курская серия включает стойленскую и коробковскую свиты. Первая (1400 м) сложена олигомиктовыми метаконгломератами, метагравелитами, метапесчаниками, кварцитами, различными по составу, в том числе углеродистыми, сланцами, вторая (1300 м) – джеспилитами с прослоями безрудных кварцитов, филлитовидными кварц-биотитовыми, кварц-серицитовыми, кварц-амфиболитовыми сланцами. Образования оскольской серии (до 1,7 км) с размывом залегают на курских и сложены метапесчаниками, слаборудными и безрудными кварцитами, карбонатными породами, ортосланцами, метаэффузивами и их туфами основного и кислого составов, содержат прослои метапесчаников и метаконгломератов. Метаосадочные породы прорваны гранитными интрузиями двух генераций. Первая представлена микроклинизированными плагиогранитами, кварцсодержащими анортозитами с дайками и малыми интрузиями гранит-порфиров и пегматитов (около 2,0 млрд лет), вторая – калиевыми порфировидными гранитами, пегматитами и гранит-аплитами (2040—1874 млн лет).

На Сибирской платформе разрезы нижнего протерозоя наиболее изучены в западном обрамлении Алданского щита, где располагается обширная пологая впадина, выполненная протоплатформенными образованиями удоканской надсерии. Они слабодислоцированы, смяты в брахиформные складки, метаморфизованы в зеленосланцевой и амфиболитовой фациях, причём степень метаморфизма возрастает от центральных частей щита к его окраинам. Надсерия разделяется на три серии: кодарскую, чинейскую и кеменскую. Первая сложена метапесчаниками с прослоями биотитовых и андалузитовых сланцев, амфиболитов, мраморов, биотитовыми сланцами, филлитами, кварцитами общеймощностью 5 км. Вторая серия (2-3 км) с несогласием залегает на первой и представлена песчаниками со знаками ряби, розовыми кварцитами, тонкослоистыми магнетитовыми породами, доломитами, в том числе со строматолитами, медистыми алевролитами со знаками ряби, трещинами усыхания, лилово-серыми алевролитами с глиптоморфозами по галиту и гипсу. Третья серия (4,5 км) состоит из аркозовых песчаников, конгломератов, медистых песчаников с косой слоистостью и знаками ряби. Породы надсерии прорваны Кодаро-Кеменским гранитным лополитом с возрастом 1,9 млрд лет, и несогласно перекрываются красноцветными песчаниками и алевролитами с риолитами

На Северо-Американской платформе протоплатформенные СВК представлены образованиями надсерии Гурон в северной части площади её распространения и рассмотренные ранее. К типичным протоплатформенным относятся отложения надгруппы Сноуди-Пасс, развитые в южном обрамлении архейского блока Вайоминг. Они представлены слабометаморфизованными, в основном континентальными гравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, сменяющимися после некоторого перерыва толщей мелководных доломитов, известняков и аргиллитов. Возраст даек и силлов базальтов, прорывающих породы нижней части разрезов, определён в 2 млрд лет. К югу развита вулканогенная толща базальтоидов, дацитов и риолитов, метаморфизованных до амфиболитовой фации и с возрастом около 1,7 млрд лет.

На Африканском континенте наиболее крупными протоплатформами являются Калахари и Конго. Классическим считается разрез в Южной Африке, в Трансваале (рис. 8.7), где на архейских «серых гнейсах» и гранит-зеленокаменных породах несогласно залегают СВК нижнепротерозойских образований общей мощностью 18-20 км. Архейский фундамент с размывом перекрыт породами серии Доминион-Риф (1,5 км), развитыми неповсеместно и

Рис. 8.6. Схема сопоставления разрезов железисто-кремнистых формаций КМА (составил Н.И.Голивкин). Зоны: а – Михайловско-Белгородская; б – Курско-Корочанская; в – Орловско-Оскольская. Формации: I. Железисто-кремнисто-сланцево-карбонатная: 1 – а) алевролиты, б) кварцевые порфиры, туфы, туфогенные сланцы; 2 – песчаники, слюдистые песчаники, кварциты; 3 – углистые тонкополосчатые слюдистые сланцы; 4 – карбонатные породы (кристаллические доломиты, известняки); 5 – железистые кварциты магнетитовые и железнослюдково-магне-титовые, силикатно-магнетитовые; 6 – железистые кварциты силикатно-магнетитовые и карбонатно-силикатно-магнетитовые; 7 – конгломераты железистых кварцитов; 8 – андезиты, габбро-диабазы, амфиболиты; 9 – конгломерато-брекчия амфиболитов, габбро-диабазов, диоритов, гранитов; II. Железисто-кремнисто-сланцевая: 10 – слюдяные углистые сланцы; 11- железистые кварциты магнетитовые, силикатно-магнетитовые, карбонатно-силикатно-магне-тито-вые; 12 – железистые кварциты гематитовые, магнетит-гематитовые и гематит-магне-титовые; 13 – сланцы двуслюдяные, алевролиты слабоуглистые; 14 – сланцы мусковитовые, биотит-мусковитовые с андалузитом, ставролитом, кварц-слюдяные; 15 – песчаники кварцитовые и слюдистые; кварциты; 16 – конгломераты, гравелиты; III. Железисто-кремнисто-метабазито-вая: 17 – сланцы кварц-слюдяные, кварц-кордиерит-биотитовые, слюдяные с хлоритом, кварц-аль-битовые гнейсы с вкрапленниками альбита и кварца; 18 – кварцевые порфиры, слюдяные сланцы; 19 – кварциты кварцевые, слюдяные, плагиоклаз-кварцевые; 20 – сланцы хлорит-амфибол-биоти-товые, биотит-амфиболовые; 21 – железистые кварциты силикатно- (амфибол-, пироксен-) магнетитовые; 22 – амфиболиты, амфиболовые сланцы; 23 – сланцы кварц-биотит-хлоритовые, альбит-биотитовые, кератоспилиты, кварцевые кератофиры; 24- ультрабазиты рассланцованные; 25 – амфиболиты, амфиболовые сланцы; 26 – мигматиты, граниты; 27 – гнейсы слюдяные, гранатовые; IV. Железисто-кремнисто-гнейсовая (образованная за счет II и III); V. Плагиогнейсовая: 28 – плагиогнейсы биотитовые, биотит-амфиболовые, амфиболовые; 29 – гранито-гнейсы.

представленными на 90% терригенными разностями – аркозами, кварцитами, гравелитами, конгломератами, глинистыми сланцами, прослоями конгломератов, в том числе с золотоурановым оруденением. В низах разреза отмечаются кислые, реже основные вулканиты. Возраст пород определяется как 2,8-2,7 млрд лет

Выше залегают образования серии Витватерсранд (7 км), представленные многократно чередующимися пачками глинистых сланцев и кварцитов, окрашенных в зеленоватые, серые, жёлтые, бурые цвета, гравелитами, джеспилитами, конгломератами, лавами среднего состава. Встречаются также маломощные прослои доломитов, известняков, базальтов, горизонты («рифы») золото- и ураноносных конгломератов. Дельтовые веера указывают на перенос материала с севера речными потоками. Одному из нижних горизонтов конгломератов приписывается ледниковое происхождение.

Перед отложением третьей снизу серии Вентерсдорп (до 4,5 км) был перерыв в осадконакоплении, и она в нижней части сложена толеитовыми базальтами, их туфами и туффитами. В средней части наблюдаются валунные конгломераты, кварциты, песчаники, сланцы, известняки, которые сменяются дацитами, риолитами, туфами, пеплами. В верхней части разреза залегают толща туфов среднего состава и андезитовые лавы. Иногда встречаются горизонты строматолитов. После формирования пород серии тектонические движения лишь незначительно деформировали образовавшиеся протоплатформенные толщи, в которых отмечаются сбросы, флексуры и очень пологие складки.

Выше трансгрессивно залегают отложения серии Трансвааль (6 км). Это кварциты, джеспилиты с промышленными залежами железных руд, псефиты, сланцы со знаками ряби и трещинами усыхания, доломиты, строматолитовые известняки с прослоями и линзами кремней, сланцы с горизонтами тиллитов, андезитовые лавы, силы диабазов. Вулканогенные породы тяготеют к низам разрезов, железистые кварциты к их верхним частям. На рубеже около 2 млрд лет в Трансваальском протоплатформенном прогибе произошло формирование гигантского расслоенного интрузивного Бушвельдского лополита площадью 70 тыс. км². Нижняя часть интрузива сложена габбро-норитами, габбро и лейкогаббро с прослоями анортозитов и хромититов, а верхняя – габбро, оливиновыми диоритами с титаномагнетитовыми слоями. Интрузив обладает ритмичной слоистостью. В самом верху залегают красные граниты мощностью 3,5 км и возрастом 1,9 млрд лет.

После перерыва и денудации территории в континентальных условиях накопились мощные толщи красноцветных песчаников и кварцитов группы Ватерберг мощностью до 5 км, содержащих прослои гравелитов, конгломератов и глинистых сланцев. Континентальные красноцветы могут замещаться базальтовыми вулканитами или морскими терригенными породами с прослоями карбонатов.

На протоплатформе Конго в раннем протерозое образовались красноцветные обломочные отложения с доломитами и кислыми туфами, содержащими урановую и марганцевую минерализацию. Это франсвильская группа образований практически неметаморфизована и несогласно перекрывает позднеархейские толщи с возрастом 2,7 млрд лет.

В Австралии, на западе, на архейских куполах блоков Ийлгари и Пилбара (рис. 8.8), в нижних частях разрезов нижний протерозой представлен мощными толщами аркозов и базальтов, в средних – кварцитами и джеспилитами, в верхних – кислыми вулканитами и метаосадочными породами. В бассейне Хаммерсли выделяется три крупных стратиграфических подразделения нижнего протерозоя: покровно-базальтовая группа Фортескью, джеспилитовая группа Хаммерсли с горизонтальными выдержанными слоями железистых кварцитов и красноцветно-песчаная группа Тари. Мощность нижнепротерозойских отложений до 6 км.

На Южно-Американской платформе, по периферии Бразильского щита, на архейском гнейсовом основании развиты мощные толщи хлорит-серицитовых, слюдисто-графитовых сланцев, кварцитов, джеспилитов, вулканических пород. На севере платформы и западе Гвианского щита горизонтально залегают породы серии Рораима, представленные тонкозернистыми песчаниками с прослоями кварцитов и доломитов. Мощные нижнепротерозойские отложения, в том числе и железистые кварциты, имеются в Антарктиде.