ВЕРХНИЙ ПРОТЕРОЗОЙ ИОТНИИСКАЯ СЕРИЯ

Образования иотнийской серии верхнего протерозоя на территории СССР известны лишь в Западном и Юго-Западном Прионежье, где они образуют западноонежскую синклинальную структуру. В пределах Ленинградской области эти образования в настоящее время известны лишь на крайнем северо-востоке, где они картируются на площади, гра­ницами которой являются: на севере —северная граница Ленинград­ской области, на юге — водораздел рек Свири и Ошиты; на западе — верховья р.

Иотнийские песчаники издавна привлекали внимание исследовате­лей Северо-Запада. Это объясняется не только уникальностью описы­ваемых пород, но и наличием сравнительно больших выходов этих об­разований на западном берегу Онежского озера и вдоль р. Свири.

Первые опубликованные сведения об иотнийских песчаниках отно­сятся к концу XVIII —началу XIX вв. и представляют собой описания отдельных обнажений, произведенные С. Алопеусом (1787), Н. Я. Озе- рецковским (1791), К- М. Арсентьевым (1830), А. Фуллоном (1832) и Энгельманом (1838) во время их путешествий по Олонецкому краю.

Первая попытка определения возраста песчаников Прионежья была сделана Р. И. Мурчисоном (1846), который сопоставляет их с песча­никами «red led» Англии и относит на этом основании к девону. Одна­ко уже в 1860 г. Г. П. Гельмерсен выделяет песчаники Прионежья в самостоятельную группу, считая их допалеозойскими образованиями.

В дальнейшем различным вопросам геологического строения рай­она Западного Прионежья в целом и кварцито-песчаникам в частности посвятили свои работы А. А. Иностранцев (1871—1877 гг.), К- К. Фохт (1885), В. Рамсей (1902—1906 гг.), В.

Особенно много разногласий вызывали в прошлом и вызывают до настоящего времени вопросы о внутреннем расчленении толщи песча­ников и об их положении в существующей стратиграфической схеме протерозоя.

В связи с тем что преобладающая часть естественных выходов кварцито-песчаников расположена за пределами территории Ленинград­ской области, основные опорные разрезы, упоминаемые ниже при изло­жении истории исследований, до недавнего времени также располага­лись за пределами описываемого района.

В 1902 г. В. Рамсей впервые по аналогии с осадочными образова­ниями района Бьёрнберга Финляндии отнес кварцито-песчаники За­падного Прионежья к иотнию.

В 1935 г. В. М. Тимофеев объединил песчаники Шокши и Камен­ного Бора в единую иотнийскую формацию верхнего протерозоя и вы­делил в ее составе две толщи — каменноборские и шокшинские песча­ники, последовательно налегающие друг на друга. Он создал первую схему стратиграфического расчленения иотнийских образований Запад-

Рис. 6. Схематическая геологичес­кая карта южного крыла Западно­онежской синеклизы. Д. И. Гар- бар (1968 г.)

Верхний протерозой. Иотнийская серия:

1 — шокшинская свита (кварцито-пес­чаники, сланцы), 2 — петрозаводская свита (полевошпато-кварцевые песча­ники, филлитовидные сланцы); 3— верхнепротерозойские интрузии основ­ного состава (габбро-долериты, доле- риты); 4 — тектонические нарушения: а — установленные, б — предполагае­мые. Цифры на карте — скважины: 1 — д, Матвеева Сельга, 2 — д. Яшозеро, 3 — пос. Пай, — д. Сюрьга, 4с — д. Пел дожи, 5, 5&, 56 — бывший пос. Остречены, 6 — пос. Нила, 5п — карьер Щелейки, 5с — д. Заозерье, 10 — пос. Тумазинский Леспромхоз, 12 — 12-й км шоссе Вознесенье — Петрозаводск, 14 — пос. Вознесенье, 16 — д. Бараны, 21 — д. О'шта, 36 — д. Юксовичи, 54 — карьер Ропручейский

ного Прионежья, не утратившую значения и до настоящего времени (таб.

Детальные исследования иотнийских кварцито-песчаников (в ос­новном на Каменноборском и Шокшинском месторождениях) произво­дили Н. Г. Судовиков (1929, 1931, 1935 гг., 1939), В. С. Артамонов (1935 г.), П. Т. Швец-Завгородний (1937, 1940 гг.) и др. В результате этих работ значительно расширились наши представления о стратигра­фическом положении и литологических особенностях кварцито-песча­ников, а также об их технических свойствах в качестве строительного и облицовочного материала.

В 1942—1944 гг. территория Западного Прионежья изучалась фин­скими геологами В. Мармо и П. Эскола. В. Мармо (1949 г.) датировал песчаники Каменного Бора средним иотнием. С иотнийскими образова­ниями Финляндии сопоставил западноонежские песчаники и П. Эскола в одной из своих последних работ (1967).

После окончания Великой Отечественной войны наступил новый этап комплексного изучения иотнийских образований. В этот период

проводились широко поставленные тематические исследования К. О. Кратца (1947—1957 гг.), изучавшего основные породы иотнийской платформы и вмещающие их осадочные образования, и Л. П. Галдо- биной (1954—1958 гг.), изучавшей литологию иотнийских осадочных пород Карельской АССР. В 1949 г. Е. М. Михайлюк и в 1953 г. А. А. Ро- зенкранц на смежных территориях Карелии проводили крупномасштаб­ные геологические исследования, в 1958 г. — геологическая съемка (Е. М. Изотова, 1958 г.; Н. А. Крейда, 1958 г.).

В последующие годы территория Юго-Западного Прионежья и смежных районов была покрыта полистной комплексной геологической съемкой среднего масштаба (Морозов, Сыромятина, 1960 г.; Михай­люк, Галдобина, 1961 г.; Михайлюк, Алексеева, 1962 г.; Экман, Виль- бер, 1964 г.; Гарбар, 1965 г.; Гарбар, 1968 г.).

В эти же годы А. В. Копелиович и И. М. Симанович (1964— 1955 г.) проводили изучение постседиментационных преобразований пород шокшинской свиты; П. Л. Кацеблин и Н. Г. Кищенко (1965 г.) изучали палеомагнитные свойства пород иотнийского возраста, а Е. М. Михайлюк, J3. С. Алексеева, Л. П. Галдобина и_Б_л.П.__Шустов (1966 г.) занимались выявлением литолого-фациальных особенностей осадочных пород Онежской синеклизы и связанного с ними оруденения. Непосредственно на севере Ленинградской области изучением иотний­ских образований занимался Д. И. Гарбар (1960—1969 гг.).

Перечисленные работы, а также ряд других геологических и гео­физических исследований, проведенных коллективами СЗТГУ, Пятого ГУ, Северной экспедиции и ЗГТ, привели к накоплению большого фак­тического материала, позволившего с известной достоверностью ре­шить вопросы об условиях осадконакопления и формирования иотний­ских образований, о времени, степени и характере метаморфизма песчаников, об условиях их залегания и времени формирования так на­зываемой западноонежской иотнийской синклинальной структуры», о на­личии, характере, параметрах и времени возникновения тектонических нарушений, о расчленении (внутри серии) иотнийских образова­ний и т. д.

Вопрос об условиях осадконакопления и формирования иотнийских образований неоднократно освещался в работах К. О. Кратца (1950 г.), Л. П. Галдобиной (1958 г.), Е. М. Михайлюк (1966 г.), Д. И. Гарбара (1965, 1968, 1969 гг.) и в настоящее время не вызывает особых раз­ногласий. ,

Исследования А. В. Копелиовича и И. М. Симановича (1964), по­священные изучению эпигенетических изменений шокшинских песчани­ков, позволили с достаточной ясностью восстановить историю литифи- кации этих пород, а вместе с данными К- О, Кратца JT953 г.) и П.Л.

, ского возраста, складчатостью, обусловившей современный структурный ^план территории, и магматизмом, сопутствовавшим ей, существовал.

. значительный временной перерыв.

И если отмеченные выше представления не вызывают в настоящее время существенных разногласий среди геологов, изучающих докембрий Северо-Запада, то по ряду таких вопросов, как положение иотния в стратиграфической схеме докембрия, расчленение иотнийских обра-

зований на свиты, наличие и характер тектонических нарушений в квар- цито-песчаниках Прионежья, все еще нет единого мнения.

Вопрос о существовании тектонических нарушений в песчаниках Прионежья поднимался еще В. М. Тимофеевым (1935). К. О. Кратц. (1953 г.) в результате детальных геолого-петрологических исследований доказал наличие разломов и высказал предположение о том, что ампли­туда смещений вдоль этих разломов составляет «первые десятки мет­ров». И, наконец, Д. И. Гарбар (1965, 1967, 1968 гг.) не только под­твердил развитие серий ступенчйтых разломов в породах иотнийской: серии, но и установил, что амплитуда суммарных смещений вдоль этих разломов достигает 200 м и более. Вопрос о наличии и характере сме­щений в иотнийских образованиях имеет принципиальное значение, так как от этого зависит и подход к стратификации немых толщ, какими до недавнего времени являлись песчаники Прионежья.

Различия в подходе к пониманию геологического строения и ис­тории развития описываемой территории, а также накопление в после­дние годы большого количества нового фактического материала, при­вели к появлению среди геологов, изучающих докембрийсйие образо­вания Северо-Запада, особенно больших разногласий в вопросах стра­тиграфии иотнийских осадочных образований.

Как отмечено выше, первый этап изучения иотнийских образований Юго-Западного Прионежья завершился созданием В.

В 1960 г. А. И. Кайряк опубликовал статью, посвященную описа­нию выделенной им «бесовецкой свиты», которую он отнес вместе- с подстилающими суйсарскими вулканитами к среднему протерозою, оставив петрозаводскую и шокшинскую свиты в составе иотнийской се­рии верхнего протерозоя.

В свою очередь Е. М. Михайлюк и Л. П. Галдобина (1961 г.) рас­членили образования так называемой «бесовецкой свиты» на две са­мостоятельные свиты: падосскую, отнесенную ими к верхам среднего протерозоя, и шуйскую, залегающую в низах верхнего протерозоя не­посредственно под образованиями петрозаводской свиты.

В 1965 г. опубликована работа А. П. Мартынова, который расчле­нил иотнийскую серию верхнего протерозоя на четыре свиты: петроза­водскую, шокшинскую, педасельгскую и пухтинскую. Непризнание воз­можности смещений в иотнийских образованиях и некоторое увлечение формальными построениями привело автора к выделению такого боль­шого количества свит в иотнии и позволило увеличить предполагаемую неполную мощность иотнийских образований до 2000—2500 м.

Схема А. П. Мартынова была принята А. И. Кайряком, но послед­ний на основании выделения им так называемой салминской свиты, данных асболютного возраста и ряда геолого-структурных построений: отнес песчаники Прионежья «к низам ятулия» среднего протерозоя, считая, что они перекрываются образованиями «бесовецкой» и «салмин- ской» свит. «Истинно» же иотнийскими образованиями Южной Каре­лии, по мнению А. И. Кайряка, являются осадочно-вулканогенные тол­щи «салминской» свиты (Кайряк, 1965 г., 1967, 1969).

Представления А. И. Кайряка не нашли поддержки у большинства исследователей Северо-Запада и уже в 1966 г. Е. М. Михайлюк, В. С. Алексеева, А. П. Галдобина и Б. Н. Шустов опубликовали новую схему расчленения иотнийских образований (Михайлюк и др., 1966 г.), 5*

/vt.tp^/UmrasSeC.rm/

в которой они отказались от трехчленного деления иотнийской серии и выделения так называемой «шуйской свиты». Однако отсутствие на­дежных реперов не позволило им уверенно увязать разрезы иотния по всей территории и привело к некоторому завышению мощности раз­резов.

В 1968 г. на основании литолого-петрографических и геохимиче­ских исследований в разрезе шокшинских песчаников Д. И. Гарбаром была выделена пачка «карбонатсодержащих» песчаников, послужив­шая достаточно надежным репером для увязки даже самых далеко от­стоящих друг от друга разрезов. Наличие такого маркирующего гори­зонта позволило Д. И. Гарбару составить новую схему расчленения иот- нийских образований, принятую в настоящее время большинством иссле­дователей. В настоящей главе эта схема принята за основу стратигра­фического деления иотния.

В 1967 г. в г. Ленинграде на конференции по проблемам «Страти* графин и абсолютной геохронологии докембрия восточной части Бал­тийского щита» было принято решение условно отнести западноонеж­ские кварцито-песчаники к верхам среднего протерозоя, выделив их в отдел под названием «вепсий».

Имеющиеся в настоящее время материалы дают основание поста­вить вопрос о возвращении западноонежским песчаникам их классиче­ского названия «иотнийские», тем более, что за давностью времени это название из имени нарицательного превратилось в имя собственное, а введение новых терминов отнюдь не упростит задач, стоящих перед исследователями.

Из сказанного выше следует, что несмотря на довольно многочис­ленные исследования территории Юго-Западного Прионежья, остается еще ряд нерешенных вопросов: не выяснены взаимоотношения иотний- ских песдаников с подстилающими их более древними образованиями, вопросы о фациальных аналогах иотнийских песчаников на остальной территории Русской платформы, о наличии рудных полезных ископае­мых в породах иотнийской серии (таких, как никель и др.), хотя опре­деленные основания для постановки этих вопросов имеются (Гарбар,

1965 г., 1968 г.).

Образования иотнийской серии развиты на территории Юго-Запад­ного Прионежья, где они образуют синклинальную структуру, известную под названием Западноонежской иотнийской синеклизы. Структура вы­тянута в северо-западном направлении, имеет асимметричную форму с крутым западным (углы падения слоистости до 75—90°) и пологим восточным (углы 6—8°, редко до 25°) крыльями и осложнена мелкими пликативными (амплитуда — первые десятки метров), а также сравни­тельно крупными дизъюнктивными (амплитуда — сотни метров) нару­шениями. В пределах описываемой территории находится лишь южная часть структуры, составляющая около 4000 км².

В составе иотнийской серии выделяются нижняя — петрозаводская и верхняя — шокшинская свиты. Разрезы г наблюдающимися контак­тами между свитами описаны за пределами района, на территории Южной Карелии (Тимофеев, 1935; Галдобина, Михайлюк, 1958—

1966 гг.; Мартынов, 1961 —1965 гг.). '

Каждая из свит в свою очередь разделяется на ряд пачек (см.

табл. 2* и рис. 7).

Иотнийские песчаники интрудированы габбро-долеритами, залегаю­щими в виде пластовосекущего тела иисзаиимающимиопределенного

_положения. g разрезе. Истинная мощность интрузивного тела—170—

180 м. Помимо этой'интрузии, в районах озер Крестнозеро, Гонгинское и др. предполагается (Гарбар, Кабаков, 1965 г., 1968 г.) наличие суб­вертикальных интрузивных штокообразных тел базитоиопэ—гипербази- гового состава, залегающих среди осадочных образований иотнийской

Рис. 7. Сводный литолого - страти­графический раз­рез иотнийской се­рии Юго-Западно­го Прионежья.

Д. И. Гарбар (1969 г.)

серии. В районе одной из таких аномалий (Крестнозерской) была пр бурена скважина (№ 10, пос. Тумазинский Леспромхоз). "Скважина] прошла вблизи интрузии в зоне экзоконтакта, где в интервале 570— ї 726 м породы несут следы приконтактовых изменений, _ ____________________________________________________ S

Разрезы, вскрывающие образования иотния Западного Прионежья распределены таким образом, что большинство их оказалось за пре-

делами Ленинградской области, хотя и в непосредственной близости от ее северной границы. В этой связи в дальнейшем необходимо обра­щаться к разрезам, расположенным в Южной Карелии вблизи границ Ленинградской области.

Петрозаводская свита

Петрозаводские образования в пределах района прослеживаются в виде полосы северо-западного простирания, имеющей ширину от 1,5— 2 км (на северо-западе) в районе д. Заозерье, до 8—10 км (на юго-во­стоке) — в районе пос. Тумазинский Леспромхоз. Они вскрыты лишь скважинами, расположенными в д. Пелдожи (абсолютная отметка кров­ли 90,1 м, видимая мощность вскрытой толщи 84,4 м)\ в д. Заозерье (абсолютная отметка кровли 103,6 м, видимая мощность вскрытой тол­щи 406,3 м) и в районе пос. Тумазинский Леспромхоз (абсолютная отметка кровли 255,3 м, видимая мощность вскрытой толщи 331,3 м).

Стратиграфические границы петрозаводской свиты в пределах опи­сываемого района неизвестны: нижняя граница вообще не достигнута, верхняя установлена за пределамипайона. В пяпр.чиглр.нныу пячпряяу

ЕГсоставё^петрозаводской свиты района выделяются две пачки (см. табл. 2* и рис. 7).

Нижняя пачка (скв. 10, пос. Тумазинский Леспромхоз, интер­вал 646,6—726,6 м) представлена толщей переслаивания хиастолитсо- держащих филлитовидных углистых сланцев и кварцито-песчаников.

Филлитовидные сланцы окрашены в темно-серый цвет. Структура пород бластоалевропелитовая, чаще микролепидогранобластовая и ми- кролепидобластовая, с элементами грано- и фибробластовой. Текстура узловатая, пятнистая (пятна образованы скоплением хиастолита). Об­ломочный материал представлен зернами (размером до 0,3 мм) кварца (15—40%) и лейстами хлорита (5—10%), которые распределены в по­роде неравномерно. Акцессорные минералы представлены кордиеритом. Сланцы обогащены рудными минералами: пирротином (6—9%), сфале­ритом, халькопиритом, пиритом (до 1%), пентландитом (редкие зерна и пластины). Из минералов новообразований отмечаются андалузит, хиастолит, турмалин, лейкоксен, кальцит и серицит (по хиастолиту). Цемент хлорит-серицитовый с примесью углистого вещества.

! Хиастолитсодержащие сланцы образованы по первичным углисто- алевритисто-глинистым сланцам в результате экзоконтактового воздей­ствия предполагаемой интрузии гипербазитов. В.контакте с магмати- , ческими образованиями они в значительной степени ороговикованы.

; Сланцы образуют тонкие прослои и пачки (мощностью до 10—15 м) и

бластопсаммитовая, гранобластовая, участками бластопсаммитопсефи- товая и зубчатая. Текстура массивная со следами микропараллельной и сланцеватая. Обломочный материал с размером обломков 0,15—1,5 мм представлен хорошо сортированными зернами кварца (30—65%), поле­вого шпата (10—40%), лейстами слюды (5—8%). Акцессорные мине­ралы— апатит, ставролит, эпидот, цоизит, гранат, турмалин; рудные — пирит. Минералы-новообразования представлены хлоритом, альбитом, серицитом, карбонатом и турмалином. Цемент преимущественно квар­цевый, регенерационный; в виде реликтов встречается карбонатный и

хлоритовый. По типу заполнения цемент поровый и пленочный. Квар­циты образуют маломощные прослои (0,2—0,5—10—15 см) и, как и все породы нижней пачки, несут следы регионального и контактового ме­таморфизма. Вскрытая мощность пачки 80 м.

Верхняя пачка представлена толщей тонкого, ритмичного переслаи-

нижняя граница пачки четкая, фиксируется по исчезновению в разрезе углистого вещества; верхняя в пределах описываемой терри­тории не установлена.

Кварцито-песчаники и песчаники по составу и структурным осо­бенностям аналогичны описанным в нижней пачке. Они образуют тон­кие прослои мощностью от 0,2—0,5 до 1—3—5 см и серии мощностью до 10—20 м, сравнительно равномерно перемежающиеся со сланцами.

Алевролиты играют в разрезе подчиненную роль, составляя не бо­лее 10% от его общей вскрытой мощности. Они встречаются в виде про­слоев мощностью до 8—10 м в толще переслаивания со сланцами и песчаниками. Это слюдистые, неяснотонкоолоистые, плотные, крепкие породы, окрашенные в красновато- и буровато-серый, но чаще в темно­серый цвет. Структура алевритовая, алевропелитовая, с элементами скрытокристаллической и псаммитовой; вторичная — микролепидогра- нобластовая, бластоалевритовая; текстура микрослоистая, микрокосо­слоистая, реже массивная. Обломочный материал (диаметр обломков 0,01—0,08, редко 0,2 мм) представлен кварцем (15—61%), полевыми

тит, эпидот, турмалин; рудные — гидроокислы железа. Из минералов- новообразований в алевролитах отмечается серицит, хлорит, турмалин и лейкоксен. Цемент базальный и поровый — карбонатный (до 30— 40%) и железистый (До 10—20%); пленочный — железисто-кремнисто- серицитово-хлоритовый; разрастания—серицит-хлоритовый с примесью карбонатного вещества или регенерационный — кварцевый.

Аргиллиты составляют всего около 2—3% от общей вскрытой мощ­ности разреза и встречаются в виде единичных маломощных прослоев мощностью 0,3—0,5—2—3 см. Это плотные, крепкие породы, окрашен­ные в темно-серый или буровато-зеленый цвет. Структура пород — пер­вичная — пелитовая, бластоалевропелитовая, с элементами алеврито­вой и зародышами порфиробластовой; вторичная — микролепидограно- бластовая. Текстура микрослоистая; вторичная —сланцеватая. Размер частиц основной массы 0,01 мм, порфиробластовые выделения (обычно хлорит) достигают в диаметре 0,3 мм. В составе пород кварц (8—10%), полевые шпаты (5—10%), слюда (5—10%), глинистое вещество (85— 90%), содержащее до 10—15% карбоната. Акцессорные минералы пред­ставлены эпидотом; новообразования — хлоритом, серицитом и турма­лином.

Филлитовидные сланцы представляют собой алеврито-глинистые, интенсивно измененные породы, плотные, крепкие, окрашенные в серый цвет с различными оттенками. Структура пород бластоалевропелитовая, алевропелитовая, псаммито-алевропелитовая; вторичная — микролепи- добластовая, лепидобластовая, с элементами гранобластовой и скрыто­кристаллической. Текстура микрослоистая, микролйнзовиднослоистая, микрокосослоистая, микрополосчатая; вторичная —сланцеватая, плой­чатая. Основная масса представлена плохо окатанными, среднесортиро- http://jurassic.ru/

*

ванными, обломками кварца диаметром 0,01—0,3 мм (10—70%), поле­вых шпатов (2—30%) и слюды (5—25%). Акцессорные минералы представлены апатитом, эпидотом, цирконом, сфеном, турмалином, ру­тилом, рудные — пирротином (5—8%), титаномагнетитом (2—3%), пи­ритом и пирит-марказитом (до 2—5%), халькопиритом (до 0,3%), сфа­леритом, пентландитом (единичные зерна и пластинки), магнетитом, галенитом. Акцессорные минералы образуют иногда скопления, обога­щая отдельные прослои (скв. 10, пос. Тумазинский Леспромхоз, глу­бина 457 м). Что касается рудных, то повышенные содержания их при­урочены к низам разреза — к зоне экзоконтакта с предполагаемой ин­трузией базитов-гипербазитов, а также к зонам с повышенной трещино­ватостью. Новообразования представлены хлоритом, лейкоксеном, эпи­дотом, альбитом и турмалином. Цемент пленочный, базальный, разра­стания— серицит-хлоритовый, базальный и поровый — карбонатный и кварцево-слюдистый, регенерационный — кварцевый.

В единичных случаях сланцы содержат маломощные прослои и лин­зы измененных до стадии микрокристаллических сланцев карбонатных пород. Мощность прослоев 0,1—0,3—1—3 см. Толща пород верхней пач­ки петрозаводской свиты ритмичнослоистая. При этом на фоне макро­ритмов (с амплитудой 90—120 м) постоянно-отмечаются мезоритмы (с амплитудой 8—15 м) и микроритмы (фиксируются в шлифах). По­роды смяты в пологие складки, что можно наблюдать непосредственно в керне. Амплитуда складок не превышает 20—50 см, а размах крыльев 0,8—1,5 м. Породы в значительной степени трещиноваты. Большинство трещин зияющие. Часть трещин выполнена многочисленными прожил­ками и жилами (мощность от 0,1—0,3 мм до 1—1,5 м) кварцевого, кварцево-биотитового, кварц-хлорит-карбонатного и карбонатного со­става. Происхождение этих . жил связано, по-видимому, как с имев­шими здесь место гидротермальными процессами, так и с внедрением в породы иотнийской серии интрузии габбро-долеритов, которые встре­чены, в частности, и в скв. 8 (д. Заозерье) в интервале 619,9—840,8 м.

Породы метаморфизованы, причем на региональный метаморфизм фации «зеленых сланцев» в низах разреза накладывается приконтакто- вый метаморфизм со следами будинажа, смятия, микросдвигов и др. В верхах разреза породы несут следы выветривания и выщелачивания.

Вскрытая мощность петрозаводской свиты составляет 330 м. По данным Е. М. Михайлюк (1965 г.), максимальная вскрытая мощность петрозаводской свиты (район г. Петрозаводска) превышает 600 м.

Описанные разрезы петрозаводской свиты расположены в преде­лах западного — крутого борта Западноонежской синклинальной структуры. Такое положение определяет некоторые особенности раз­резов. В частности, толща пород, искрытых- скв, 8 ІД- Заозерье) прак­тически «стоит на голове». •

Помимо наличия прожилков, в толще пород петрозаводской свиты с внедрением интрузии габбро-долеритов связаны и такие явления, как образование бухитбв (остеклованных песчаников) в зоне экзоконтакта интрузии. Мощность зоны экзоконтакта не превышает 10—15 м.

Породы, вскрытые в разрезе скв. 10 (пос. Тумазинский Леспромхоз), расположены на некотором удалении от западной границы «Западно­онежской синклинальной структуры», в ее внутренней части. Это опре­деляет их более спокойное залегание, а особенности состава интруди- рующих их магматических образований предопределяют и характер экзоконтактовых изменений, выражающихся в ороговиковании и хиа- столитизации сланцев и частичном окварцевании песчаников. Зона экзо­контакта не превышает 50—60 м. Что касается разреза скв. 4 (д. Пел- дожи), то и по составу слагающих его пород, и по условиям их зале­гания, и по характеру метаморфизма, он занимает промежуточное положение между разрезами скважин 8 (д. Заозерье) и 10 (пос. Тума- зинский Леспромхоз).

Изучение геохимических особенностей пород петрозаводской свиты позволяет сделать следующие выводы (Гарбар, 1968 г.):

1. Распределение большинства элементов в породах подчиняется логнормальному закону.

2. «Местное фоновое» содержание элементов обычно ниже их клар- кового содержания (по А. П, Виноградову).

3. Аномальные содержания Ba, Ті, Cr, Ga, Ni, Mo, V, Zn превышают значение c + 2s и приурочены в основном к зоне экзоконтакта с пред­полагаемой интрузией базит-гипербазитов (скв. 10, пос. Тумазинский Леспромхоз), причем содержание Ni в зоне экзоконтакта достигает 0,043%.

, 4. С развитием процессов контактового метаморфизма и выветри­вания связано увеличение в породах разреза содержания Fe (скв. 8, д. Заозерье), распределение соединений — Na₂O, КгО, CaO, MgO, FeO_r NiO₂, ZnO, H₂O.

Появление таких содержаний рудных, как 0,04% Ni, в зоне экзо­контакта интрузии, а главное, отмеченные закономерности в распреде­лении элементов по разрезу позволили Д. И. Гарбару и Л. Г. Кабакову (1968 г.) по-новому интерпретировать имеющиеся данные о характере физических полей района и поставить вопрос об изучении указанных или подобных участков как перспективных в отношении повышенных содержаний Ni и ряда других элементов.

Изучение вещественного состава, структурно-текстурных особенно-- стей, химических, геохимических и палеогеографических характери­стик осадочных образований петрозаводской свиты, а также степени их метаморфизма, позволяет сделать некоторые выводы об истории фор­мирования этих пород (Гарбар, 1968 г.):

1. Накопление осадков происходило в прибрежно-морских и лагун­ных условиях трансгрессировавшего моря, о чем свидетельствуют та-

АкО₃ „ . ТіОп

кие модули, как _SlQ—меньше 0,4; -дууу------------------- средние значения;

AUOq ² AI0O3 ²

К ₀--------- средние значения; _{Na Q}---------- низкие значения; сравнительно

j К-б + NaoO

небольшие значения модуля —“ _t-~q--------- , ^а также наличие в составе

пород графитистого вещества.

2. Преобладающая серая окраска пород дает основание считать,, что режим бассейна был преимущественно закисным.

MgO-100 CaO + MgO

3. Высокие значения коэффициента А. Б. Ронова а = намической активности среды, на что указывает широкое развитие ко­сослоистых, линзовидных, микроплойчатых и прочих текстур, а также следов размывов и срезающей слоистости.

свидетельствуют о повышенной солености бассейна (а^50—70%). 4. Накопление осадков происходило в условиях высокой гидроди­

5. Бассейн осадконакопления характеризовался ритмическими ко­лебаниями дна.

6. Судя по характеру окатанности обломков и их составу можно предположить, что процесс переноса материала не был длительным, а расстояние было невелико, т. е. накопление осадочных толщ проис­ходило за -счет разрушения сравнительно близко расположенных мас­сивов пород кислого — среднего состава. '

7. В процессе диагенеза породы претерпели сжатие и растяжение, при которых имели .место гндратизация биотита, частичное замещение полевых шпатов, дробление и регенерация обломков кварца, растворе­ние и частичная перекристаллизация обломочных зерен под давлением. При этом происходила деаяортизация полевых шпатов, их хлоритиза- ция, цеолитизация и образование клиноцоизита. В эпигенетическую ста­дию происходило образование текстур микросмятия, растяжения, кли­важа и т. д. Появление этих преобразований обусловило постепенный переход от этапа глубинного эпигенеза к этапу метаморфизма.

Метаморфизм в породах описываемого разреза проявился двояко: в виде регионального и контактового метаморфизма.

Региональный метаморфизм проявился повсеместно и выразился в развитии процессов перекристаллизации минералов, сопровождав­шейся мусковитизацией и серицитизацией пород, развитием процессов разлинзования, развальцевания, трещиноватости и т. д. При этом по­роды подверглись осланцеванию, затронувшему как обломочный мате­риал, так и цемент.

Контактовый метаморфизм (в экзоконтакте с гипербазитами) про­явился в ороговиковании пород с превращением песчаников в кварцито- песчаиики, а углието-алевритисто-глинистых сланцев — в хиастолитсо- держащие филлитовидные сланцы.

Внедрение габбро-долеритов сопровождалось окварцеванием пес­чаников и превращением их в бухит.

В процессе неоднократно проявлявшегося тектогенеза породы под­верглись смятию и трещиноватости, с образованием многочисленных ослабленных зон, вдоль которых впоследствии (в догдовское время) широко развивались процессы гипергенеза. Выветривание происходило в условиях увеличенного окислительного потенциала (о чем свидетель-

„ Fe,o₃ К-0 ,

ствуют значения модулей _FeQ и _Q ) и сопровождалось развитием

процессов каолинизации пород, увеличением содержания в них Fe2O₃, К2О, Н₂О и выносом СаО и Na₂O.

Шокшинская свита

Образования шокшинской свиты в пределах описываемой терри­тории распространены значительно шире, нежели описанные выше от­ложения петрозаводской, и известны по многочисленным выходам на западном берегу Онежского озера, на р. Свири (мыс Кальяжка, Ров- рской карьер, устье р. Остречинки), а также вскрыты рядом буровых ?' ; скважин (Остречины— 5, 5^а, 5^б; карьер Щелейки — № 8; пос. Возне- j сенье— № 14; д. Бараны — № 16; д. Юксовичи— № 36 и т. д.;

; Д. И. Гарбар, 1965, 1968 гг.). Однако наиболее полные и хорошо изу- ; ченные разрезы (скв. 2/V, д. Яшозеро; скв. 3, пос. Пай; скв. 6, пос. Ни­; ла) расположены на территории Карельской АССР в непосредственной близости к северным границам Ленинградской области (см. рис. 6).

Стратиграфические границы шокшинской свиты в пределах описы­ваемой территории неизвестны. Нижняя граница изучена в районе г. Петрозаводска (А. П. Мартынов и др., 1965 г.; Е. М. Михайлюк и др., 1965 г. и т. д.), где, образования., щокшинской .свиты. ..согласно за­легают на песчаниках петрозаводской свиты. Граница между отложе­ниями петрозаводской и шокшинской свит определяется тем, что пет­розаводские песчаники содержат до 40%. обломков .полевого.................................. щддха,.

*а........ шокши некие практически моно минер а льны (это кварцево-кварцевые

песчаники). Верхняя граница п'рактически"’" нигде не установлена. Из­вестно лишь, что повсеместно с угловым и стратиграфическим несо-

хласием на песчаниках шокшинской свиты залегают образования венд­ского ком пл екёа~Девон а и четвертйчньіе^- "огложетйя;.................................................................................................. Вскрыт ая" ча сть

разреза шокшинской свиты разделяется на три пачки: нижнюю — «подкарбонатную», среднюю — «карбонатсодержащую» и верхнюю — «надкарбонатную» (см. рис. 7) .

Нижняя «подкарбонатная» пачка представлена толщей тонкого и частого переслаивания кварцевых песчаников и сланцев (преобла­дают песчаники 70—85%) с маломощными (до 0,5 м) прослоями и линзами внутриформационных конгломератов. Последние при­урочены к низам пачки. Породы окрашены в розовые, серовато-розо­вые и розовато-серые цвета и несут большое количество знаков ряби, трещин усыхания и других гиероглифов. Нижняя граница пачки в пре­делах описываемого района неизвестна, а за его пределами — фиксиру­ется четко, так как ниже залегают полевошпатово-кварцевые песчани-

_ки. петрозаводской свиты..... ~ “ ......................................

Верхняя граница пачки фиксируется весьма отчетливо по появле- . нию в породах перекрывающей толщи реликтов карбонатного цемента. Мощность пачки превышает 260 м £скв. 2/V, д. Ящозеро, интервал 205—462,7 м; скв. . 3_t, пос. Пай, интервал 491,4—633,7 м; .скв._5б, Остре- чины, интервал 130—278,3 м; скв. 6. пос. Нила, интервал 136,7—

343,5 м и др.).

Средняя «карбонатсодержащая» пачка представлена толщей пере­слаивания кварцевых песчаников и сланцев розового и зеленовато-ро­зового цвета с примесью карбонатного вещества в цементе. Изменения в составе пород, слагающих среднюю пачку, по сравнению с нижней пачкой выражаются в повышении роли сланцев- в разрезе средней пачки (сланцы составляют 40—60% от общей мощности пачки).

-В разрезе средней пачки Д. Й. Гарбаром (1965, 1968 гг.) помимо реликтов первичного карбонатного вещества впервые для иотния были обнаружены остатки органического вещества — микрофитолиты, опре­деленные В. Е. Милынтейн как новая форма Osagia onezhietla Mil- stein из группы Osagia Twenhofel. Нижняя и верхняя границы пачки четкие, так как карбонатное вещество в составе цемента исчезает сравнительно быстро. Мощность пачки удивительно выдержана по всей •описываемой территории и составляет 80—90 м (скв. 2/V, интервал 121,3—205,0 м; скв. 3, интервал 410—491,4 м; скв. 6, интервал 53,6— 136,7 м) и лишь в разрезе скв. 8 (карьер Щелейки) возрастает до 130 м (интервал 10,9—140,0 м), содержание карбонатного вещества в цементе при этом убывает, и границы пачки становятся менее четкими.

Наличие реликтов первичного карбонатного вещества в цементе •фиксирует определенное региональное изменение условий осадконакоп­ления в шокшинское время. Само появление пачки пород с карбонат­ным цементом в толще мономинеральных кварцево-кварцевых песчани­ков представляет собой для данного разреза явление необычное и мо­жет служить маркирующим признаком при корреляции разрезов иотния.

По данным петрофизических определений «карбонатсодержащая» пачка выделяется в разрезе пониженными (против фоновых) значения­ми рк и повышенными значениями гамма-активности, что также может служить маркирующим признаком при расчленении разреза (рис. 8). Использование «карбонатсодержащей» пачки в качестве маркирующего горизонта позволяет сопоставлять разрезы иотнийской серии, отстоящие друг от друга на 40—70 км (рис. 9).

Верхняя «надкарбонатная» пачка представлена толщей сравнитель­но равномерного переслаивания кварцевых песчаников и сланцев, ок-

Рис. 8. Петрофизическая и петрохимическая характеристика разреза шокшинской свиты (скв. 3, пос. Пап). Д. И. Гарбар (1968 г.)

рашенных в розовые и буровато-розовые цвета, с единичными знаками ряби на плоскостях наслоения. Соотношение песчаников и сланцев в разрезе пачки близко к описанному для нижней пачки разреза (70— 85% к 15—30%). Нижняя граница пачки отчетливая, верхняя граница пачки и всей вскрытой части шокшинской свиты неизвестна. Мощность

С к 1.3

Рис. 9. Схема корреляции разрезов шокшинской свиты юго-западного Прионежья (глу­бина в м). Л. И. Гарбар (1968 г.)

вскрытой части верхней пачки составляет 150 м (скв. 2/V, интервал 31,2—121,3м; скв. 3, интервал 256,9—410,0 м и др.).

Общая мощность вскрытой части шокшинской свиты 500—600 м.

Поскольку состав пород шокшинской свиты довольно однообразен, имеется возможность ограничиться общей характеристикой отдельных литологических разностей, независимо от их принадлежности к той или иной пачке.

Кварцевые песчаники составляют в среднем 60—65% от общей вскрытой мощности пород разреза. Это тонко-крупнозернистые (чаще мелко- и среднезернистые) породы, плотные, крепкие, тонкогоризонталь­но- и косослоистые, послойно окрашенные в малиново-красные, розо­вые, розовато-серые, серовато-розовые,' и светло-, иногда зеленовато­серые цвета. Окраска, как правило, становится более темной в направ­лении сверху вниз по разрезу. Структура песчаников псаммитовая, реже алевропсаммитовая, с элементами зубчатой, гранобластовой и ка- такластической.

Текстура слоистая, линзовидно- и косослоистая, реже пятнистая, струйчатая и сланцеватая. Встречаются также текстуры слоистости прибрежного, приустьевого и речного типа, а также следы капель дож­дя, струек стекания, трещины усыхания, знаки ряби, текстуры нагрузки, микрооползней, автобрекчий, наползания, заполнения, следы микросдви­гов, смятия, брекчирования, следы жизнедеятельности червей (Гарбар, 1968, 1969) и т. д. Особенно большое количество текстур отмечается в Ровском карьере на р. Свири.

Обломочный материал составляет в песчаниках 55—97% (преиму­щественно 85—90%) и представлен обломками диаметром 0,1 —1,5 мм, (чаще 0,2—0,5 мм) кварца (40—94%), микрокварцитов (1—4%), реже пелитизированных полевых шпатов (до 1—2%), единичными обломками эпидотизированных эффузивов, турмалина, граната, кремнисто-глинис­тых сланцев, еще реже — пироксенов, клиноцоизитов, карбоната (доло­мита) . Степень окатанности от низкой до хорошей и находится в прямой зависимости от размеров обломков (чем крупнее обломки, тем выше степень их окатанности). Сортированность обломочного материала средняя. Обломки кварца часто окружены регенерационными кварце­выми, реже глинисто-железистыми каймами. В обломках часто встре­чаются включения акцессорных и рудных минералов, микролейсты слюды.

Акцессорные минералы представлены цирконом, рутилом, апатитом, сфеном (часто лейкоксенизированным), монацитом, ортитом, реже встречается гранат. Из аутигенных минералов отмечаются кварц, тре­молит, карбонат, хлорит, лейкоксен. Рудные минералы представлены магнетитом, реже — пиритом.

Цемент песчаников по типу заполнения поровый, базальный, пле­ночный, соприкосновения и регенерационный; по составу — глинисто­слюдистый (реликты), кремнисто-серицитовый, слюдисто-хлоритовый, реже карбонатный (как отмечено выше, песчаники с карбонатным це­ментом слагают строго определенную пачку), эпидот-серицит-кремни- стый, вблизи с интрузией габбро-долеритов силлиманитовый, и наибо­лее широко распространенный — кварцевый. По времени образования к первичным цементам надо отнести глинистый; несколько более позд­ний — кремнисто-серицитовый и карбонатно-кремнисто-серицитовый; вторичный — регенерационный кварцевый, а также эпидот- и силлима­нитсодержащий цемент—в экзоконтактах интрузии габбро-долеритов. Песчаники несут следы многочисленных проявлений тектогенеза. Они разбиты несколькими сериями микро- и макротрещин разного возра­ста, частично залеченными кварцем и окислами железа.

Кварцевые песчаники в разрезе чередуются с кварцито-песчани- ками и кварцитовидными песчаниками, которые составляют около 20— 25% от общей вскрытой мощности пород и отличаются от вышеописан­ных песчаников лишь большей степенью метаморфизма. При этом от­мечается, что увеличение количества и мощности прослоев кварцито­песчаников в разрезе находится в прямой зависимости: от степени уда­ления их от контактов с интрузией габбро-долеритов (чем ближе к ин­трузии, тем более окварцованы песчаники); от наличия и мощности прослоев глинистых сланцев — последние при метаморфизме, по-види­мому, играют роль амортизаторов, снимая часть нагрузки, ложащейся на компетентные породы; от глубины залегания пород в разрезе: чем ниже по разрезу, тем более метаморфизованы песчаники.

С развитием метаморфизма в песчаниках связано появление таких вторичных текстур, как зубчатая, гранобластовая, регенерационная и катакластическая.

В кварцито-песчаниках (в основном в низах свиты) встречаются прослои и линзы конгломератов мощностью до 0,5 м.

* Конгломераты образованы гальками кварца и в значительно мень­шей степени — сланцев. Окатанность гальки средняя и хорошая. Ко­личество галечного материала в направлении сверху вниз возрастает от 20—30 до 80—90%. Цементирующая масса конгломератов представ­лена кварцевым песчаником с серицито-кварцевым цементом. По со­ставу и условиям залегания конгломераты могут быть отнесены к типу внутриформационных. Кварцевые песчаники и кварцито-песчаники об­разуют прослои мощностью от 1—2 мм до 0,1—0,2 м и пачки мощно­стью до 50 80 м, ритмично чередуясь при этом с прослоями и пачками сланцев. Мощность ритмов от 3—5 см до 4—8—12 и даже до 100— 120 м.

Сланцы серицито-кремнистые (вблизи с интрузией габбро-долери- тов содержат эпидот), составляют 10—15% от общей мощности вскры­той части разреза. Это плотные, крепкие породы с тонкой листоватой слоистостью, окрашены в красновато-бурый, кирпично-красный, темно­бурый и зеленовато-серый цвет. Обычно сланцы встречаются в виде маломощных (мощность от 0,2—0,3 до 3—5 см) прослоев в пачках переслаивания с песчаниками. И лишь в средней «карбонатсодержа­щей» пачке они образуют сравнительно мощные (до 5—10 см) прослои, составляя при этом до 60% мощности разреза пачки.

Сланцы имеют нематобластовую и микролепидобластовую струк­туру и сланцеватую текстуру. Размер минералов основной массы 0,01 — 0,03 леи. В основной массе встречаются мелкие обломки кварца и ак­цессорных минералов. В минеральном составе основной массы до 40% серицитового вещества; 50—60% составляет кремнистая масса; 1—3%, редко 5% — рудное вещество; как правило, в сланцах присутствует,, хотя и в незначительном количестве, карбонатное вещество. В зоне экзо­контакта с интрузией габбро-долеритов в сланцах развиваются мине­ралы группы эпидота (до 60%), иддингистовая слюдка (до 50%), и сланец из кремнисто-серицитового переходит в эпидот-хлорит-серицит- кремнистый.

Зона экзоконтактового воздействия и в песчаниках, и в сланцах не превышает 20 м, обычно составляет 10—15 м.

Сланцы, как и песчаники, разбиты большим количеством микро- и макротрещин, часть из которых выполнена кварцем, реже (микротре­щины) рудным веществом.

Петро- и геохимические исследования пород шокшинской свиты (Гарбар, 1968 г.) позволяют заключить следующее:

1. Распределение подавляющего большинства элементов в поро­дах свиты подчиняется логнормальному закону.

2. Содержания почти всех элементов в породах разреза обычно ниже кларкового (по А. П. Виноградову), исключением являются Ni и Zn, содержание которых в породах разреза выше кларкового.

3. В зоне экзоконтакта с интрузией габбро-долеритов в песчаниках постоянно увеличивается содержание Ті, Мп, Pb, Cr, Ga, Ni и Со, дости­гая в ряде случаев значений c + 3s. .

4. Содержания TiO₂, А1₂О₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, К₂О и Р₂О₅ обычно заметно возрастают в породах средней «карбонатсодержащей» пачки,

в зонах экзоконтактов с интрузией габбро-долеритов и в зонах вы­ветривания (ем. рис. 8).

Состав, структурно-текстурные и геохимические особенности обра­зований шокшинской свиты позволяют сделать некоторые выводы об условиях осадконакопления и характере формирования этих отложений (Галдобина, 1958; Гарбар, 1968 г.):

, “ А1₂О₃

1. Судя по незначительным величинам таких .модулей, как —gjo—•;

ТІО2 А1₂О₃

AI9O3

А1₂О₃ ’ копление

К₂О ’ Na₂O осадков шокшинской

К₂О + Na₂O

(Д. И. Гарбар, 1968 г.), на-

ТЮ₂

свиты происходило в эпиконтиненталь­ных условиях.

2. Проведенные Д. И. Гарбаром специальные расчеты приближен­ных количественных характеристик бассейна осадконакопления свиде­тельствуют о том, .что глубина бассейна, в котором накапливались пес­чаники, несущие знаки, ряби, не превышала 5—10 м; размеры всего бассейна (расстояния между берегами) исчислялись тысячами кило­метров. Видимо, вследствие огромных размеров бассейна, параметры поверхностных волн, скорость ветра и т. д. достигали весьма значитель­ных величин.

3. Наличие трещин усыхания, следов стенания струек воды и ряда других механоглифов и биоглифов, с одной стороны, и присутствие остатков микрофитолитов, реликтов карбонатного цемента и прослоев сланцев — с другой свидетельствуют о том, что режим бассейна посто,- янно менялся, при этом дно его временами осушалось, а временами погружалось так глубоко, что бассейн становился открытым.

4. Наличие следов дельтовой и речной слоистости свидетельствует о том, что в процессе осадконакопления в шокшинское время опреде­ленную роль играли реки,-

5. Накопление осадков происходило в- условиях высокой гидроди­намической активности (микрооползни, следы., взмучивания и т. д.), а характер и очертания береговой линии постоянно менялись (пере­крестная рябь и т. д.).

6. Осадконакопление происходило в условиях свободного доступа

кислорода, о чем свидетельствует преобладающая, красно-бурая и ро­зоватая окраска пород. По данным определения коэффициентов А. Б. Ронова а= а = 2,5—50%, редко 80—96% (Д. И. Гарбар.

1968 г.), соленость бассейна была близка к средней.

7. Наличие большого количества захороненных текстур свидетель­ствует о быстром погружении дна бассейна. Однако при этом террито­рия испытывала ритмические колебания, о чем говорят неравномерное распределение текстур в разрезе, наличие следов микро-, мезо- и макро­ритмов.

Подводя итоги, можно сказать, что накопление осадков происхо­дило в условиях окраины континентального- массива и имело в общем субцлатформенный. характер-.

Что касается вопроса а, провинциях сноса^,то..надр сказать,.... что их

было, по-видимому, несколько, и расположены они были скорее всего на северо-западе.

' История диагенетических и эпигенетических преобразований пород шокшинской свиты, а также характер их метаморфизма (регионального и контактового), тектогенеза и гипергенеза весьма близки к харак­теру этих процессов, отмеченному для пород петрозаводской свиты. Это вполне естественно, если учесть, что составы их сравнительно

близки, а история развития, особенно в эти периоды, совпадает как по месту, так и по времени.

По литолого-петрографическим особенностям с иотнийскими обра­зованиями Юго-Западного Прионежья, как отмечено выше, можно условно сопоставить пачку метаморфизов,энных и сильно дислоциро­ванных песчаников, залегающих под толщей верхнерифейских отложе­ний в Крестецком прогибе и вскрытых скважиной 2-р в интервале глу­бин 1830,0—1835,45 м (Гейслер, 1960 г.).