ГЕОЛОГИЯ

Петрозаводская свита. Породы и отложения петрозаводской свиты. Филлитовидные сланцы

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).

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.

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.

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, среднесортированными, 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, FeOr 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

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

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 хиастолитсодержащие 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 свидетельствуют значения модулей FeQ и Q ) и сопровождалось развитием процессов каолинизации пород, увеличением содержания в них Fe2O3, К2О, Н2О и выносом СаО и Na2O.