ГЕОЛОГИЯ

Шокшинская свита. Сланцы серицито-кремнистые. Осадконакопление в шокшинское время

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, 5а, 5б; карьер Щелейки — № 8; пос. Возне- j сенье— № 14; д. Бараны — № 16; д. Юксовичи— № 36 и т. д.;

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 песчаники. петрозаводской свиты

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

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 ().

Верхняя «надкарбонатная» пачка представлена толщей сравнитель­но равномерного переслаивания кварцевых песчаников и сланцев, окрашенных 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 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.

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.):

1. Накопление осадков шокшинской 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.

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.).