WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

риодацит -10.8 4.1 11.6 -6.6 -64.4 22.предсариолийская оз. Большозеро. андези -0.2 6.7 27.3 -57.4 -13.7 160.базальт предсариолийская оз. Косое. предсариолийская гранит- -23.2 23.3 -1.4 1008.7 -87.9 28.порфир (Негруца. 1979) оз. Ватулма, Лехтинская стр. гранит- -7.3 -2.6 231.7 -22.9 -92.7 27.порфир предсариолийская Кумсинская стр. предсумийская гранит -8.9 37.2 -5.6 100.0 -75.0 45.(Коросов. 1991) оз. Кукас. предсумийская андезит 43.7 70.2 -71.7 -95.1 -34.1 645.(Коросов, Назарова 1987) Хизоваарская стр.

андезит 4.9 1.7 -13.6 -9.5 -7.3 18.верхнелопийская оз.Воронье. Лехтинская стр.

гранит 3.9 2.9 -19.7 -77.5 -62.2 84.предверхнелопийская Примечание. Изменение содержания элемента К = [(Kэл.кв – Kэл.суб)/Kэл.суб]100, где Kэл.кв – концентрация элемента в выветренном оксид образце, Kэл.суб – концентрация элемента в субстрате породе, * - реконструкция климатических условий по [К.Хейсканен, 1990 и А.Ахмедов, 1996]. н/у – не установлено.

изменения в условиях зеленосланцевой фации метаморфизма (Ранний докембрий…, 2006).

Субстрат, по которому происходит развитие гипергенного профиля, представляет собой мигматизированные среднезернистые гранито-гнейсы серовато-розового цвета. В строении профиля по результатам геологических и петрографических исследований выделяются зона начальной физической дезинтеграции пород, элювиальной брекчии и кварц-серицитовая зона.

аридный нивальный Н/У Переход от одной зоны к другой постепенный, резких границ не наблюдается. В зоне физической дезинтеграции пород происходит сглаживание характерной для субстрата мигматитовой полосчатости, дробление пород на обломки.

В зоне элювиальной брекчии неокатанные угловатые обломки пород и минералов составляют более 50 % объема породы и цементируются материалом, по составу схожим с субстратом. Главным новообразованным минералом этой зоны является кальцит, который цементирует обломки породы и минералов и образует собственные кристаллы. Наиболее Рис. 1. Изменение химического состава пород по профилю выветривания оз. М. Янисъярви, С.Приладожье. Условные обозначения: 1- субстрат, 2- зона физической дезинтеграции пород, 3- карбонатная зона профиля, 4- глинистая зона профиля, 5- вышележащие породы, К = [(Kэл.кв – Kэл.суб)/Kэл.суб]100, где Kэл.кв – концентрация элемента в выветренном образце, Kэл.суб – концентрация элемента в субстрате.

выветренная зона коры выветривания в настоящее время сложена мелкозернистым серицитом с незначительным количеством обломков материнских пород и резорбированных зерен кварца.

Исследования распределения акцессорных минералов в профиле выветривания показало, что в измененных выветриванием частях профиля в 2,3 раза по сравнению с субстратом увеличивается содержание апатита и в 1,5 раза возрастает содержание циркона.

Детальные геохимические исследования пород по профилю выветривания от неизмененных пород субстрата до выветренных образцов показывают, что в наиболее измененной выветриванием зоне происходит накопление калия на фоне выноса большинства щелочных и щелочноземельных элементов (рис.1). При этом на химическом профиле в строении коры выветривания ясно выражена зона, в которой локализуется кальций. В таблице приведены коэффициенты изменения химического состава пород для элювиальной брекчии и для кварц-серицитовой зоны.

Петрографическое изучение пород свидетельствует о том, что повышенная концентрация кальция наблюдается в породах из зоны элювиальной брекчии, где происходит отложение кальцита, а повышенным содержанием калия характеризуются породы из кварцсерицитовой зоны, которая первоначально, вероятнее всего, имела глинистый состав.

В Карелии наряду с полными профилями химического выветривания наблюдаются и редуцированные коры выветривания – гипергенные образования, где сохраняется, или резко преобладает, лишь одна - карбонатная или глинистая зона. Примером гипергенного профиля, в строении которого значительно лучше, чем глинистая, сохранилась карбонатная зона, является предсариолийская кора выветривания гранит-порфиров оз.Ватулма, Лехтинская структура (табл.2).

В данном районе выветриванию подвергались гранит-порфиры, являющиеся комагматами сумийских риодацитов (Левченков и др. 1994). Стратиграфически выше через кору выветривания залегает горизонт зеленоватых кварцевых песчаников. Весь комплекс пород метаморфизован в условиях зеленосланцевой фации (Левченков и др., 1994, Негруца, 1979). Гранитпорфиры представляют собой средне- крупнозернистую породу серовато-розового цвета.

Рис.2 Изменение химического состава Для них характерны реликты порфировой пород по профилю выветривания структуры, где порфировые вкрапленники оз.Ватулма. Условные обозначения: см.рис.представлены главным образом кварцем. Переход от гранит-порфиров к коре выветривания постепенный. Начальная степень изменения пород проявляется в образовании разноориентированных трещин, заполненных мелкозернистым обломочным материалом, состав которого аналогичен составу материнской породы. В шлифах наблюдается дробление зерен полевых шпатов и кварца и замещение части зерен плагиоклаза мелкозернистым агрегатом слюдистых минералов, в настоящее время представленных мусковитом. Вверх по разрезу, количество трещин постепенно увеличивается, порода теряет целостность и переходит в элювиальную брекчию. Степень замещенности плагиоклаза слюдистым материалом возрастает вверх по профилю выветривания, при этом микроклин, также присутствующий в породе, не подвергается значительным изменениям. Основная сохранившаяся часть профиля сложена элювиальной брекчией, сцементированной карбонатным материалом. Мощность этой зоны достигает 2,5 м. Реликты глинистой зоны представляют собой линзовидные участки небольшой (1-5 см) мощности, расположенные в верхней части профиля. В этих участках мелкие чешуйчатые кристаллы серицита слагают основную массу породы, в которой также отмечаются резорбированные зерна кварца и микроклина. Плагиоклаз в этих зонах полностью замещен слюдистым агрегатом.

Следует отметить, что верхней границы коры выветривания, как таковой, не наблюдается – цемент элювиальной брекчии в верхней части профиля постепенно переходит в залегающий выше кварцевый песчаник.

Исследование распределения акцессорных минералов в гипергенном профиле показало, что по мере увеличения степени выветренности в породах возрастает содержание апатита (в 2,раза) и в 6 раз увеличивается количество циркона; при этом количество замутненных зерен этого минерала с неровной, шероховатой поверхностью также увеличивается (Климова, Алфимова, 2006).

Распределение породообразующих элементов в профиле выветривания (рис. 2) свидетельствует о том, что при формировании наиболее измененных (глинистых) горизонтов коры выветривания происходит вынос натрия и накопление калия. Преобладает в строении коры выветривания зона, где содержания CaO, CO2, MnO согласованно и закономерно увеличиваются, что указывает на накопление в остаточной коре Рис. 3 Изменение химического состава пород по профилю выветривания карбонатов CaO и MnO. Петрографические выветривания оз. Воронье.

исследования указывают на то, что такие химические Условные обозначения: см. рис.1.

изменения пород связаны с формированием карбонатного цемента элювиальной брекчии, происходившего под воздействием вещества гипергенных растворов.

Примером редуцированного профиля выветривания с преимущественной сохранностью глинистой зоны является профиль выветривания гранитоидов фундамента Лехтинской структуры (оз.Воронье) (№3, табл. 2), имеющий предверхнелопийский возраст (Матреничев, Алфимова и др., 2005). Здесь гипергенным изменениям подвергались среднезернистые, лейкократовые плагиограниты фундамента. Весь комплекс пород (гранитоиды фундамента, кора выветривания и перекрывающие ее породы охтинской серии) метаморфизованы в условиях амфиболитовой фации метаморфизма (Негруца, 1979). Кора выветривания в настоящее время представляет собой прослой мусковитовых сланцев, в котором содержание мусковита значительно увеличивается вверх по разрезу и достигает 50% объема породы.

Мощность коры выветривания не выдержана по простиранию и варьирует от 1,5 м до 2,5 м.

Таблица 2. Изменение химического состава пород в различных зонах раннедокембрийских кор выветривания Карелии, %.

Место № расположения, субстрат Зона КВ* К SiO2 К Al2O3 К Fe2O3 К CaO К Na2O К K2O возраст.

Оз. Малый карбонатная 5.9 -40.9 -40.2 163.3 -95.9 2.Янисъярви, гранит глинистая -7.3 16.4 30.5 -55.2 -94.6 122.предъятулийская карбонатная 13.5 -79.8 -43.8 394.7 -92.8 -64.оз. Ватулма гранит предсариолийская порфир глинистая -7.3 -2.6 231.7 -22.9 -92.7 27.оз.Воронье, карбонатная -1.3 3.3 -1.9 12.3 -2.1 9.предверхнелопий гранит- ская глинистая 3.9 2.9 -19.7 -77.5 -62.2 84.Примечание. * - КВ – кора выветривания, расчет процентного соотношения элементов производится по следующей формуле: Изменение содержания элемента К = [(Kэл.кв – Kэл.суб)/Kэл.суб]100, где Kэл.кв – концентрация элемента в оксид выветренном образце, Kэл.суб – концентрация элемента в субстрате..

Переход от гнейсо-гранитов к образованиям коры выветривания постепенный, противоположный контакт - резкий.

Для коры выветривания в целом характерна реликтовая линзовидная полосчатость, выраженная в появлении существенно плагиоклазовых или существенно кварцевых прослоев среди относительно однородного кварц-плагиоклазового матрикса, содержание мусковита при этом практически одинаково в прослоях разного состав. Основная масса зерен плагиоклаза представляют собой гранулированные обломки от первично более крупных кристаллов.

Мусковит, как правило, развивается в виде удлиненных агрегатов вдоль трещин сланцеватости.

Изучение минерального состава тяжелой фракции искусственных шлихов, отобранных по профилю выветривания (от неизмененных плагиогранитов до контакта с вышележащими вулканитами) выявило, что в образцах из коры выветривания увеличивается содержание апатита в 2–2,5 раза, и значительно, в 8–10 раз, увеличивается содержание циркона по сравнению с гранитоидами. Цирконы из коры выветривания в целом аналогичны таковым из гнейсо-гранитов, однако среди них значительно больше кристаллов со следами растворения, а также сильно трещиноватых и замутненных разновидностей (до полностью непрозрачных).

Породообразующие элементы в профиле выветривания распределены следующим образом: в наиболее измененных частях профиля происходит накопление калия на фоне выноса натрия и кальция и незначительного увеличения содержания железа (рис. 3). В профиле отчетливо выделяется реликт карбонатной зоны, где происходит увеличение концентрации CaO. Мощность этого участка около 40 см. Общие тенденции изменения химического состава пород в профиле аналогичны описанным для предъятулийского и предсариолийского профилей выветривания и отражены в коэффициентах, приведенных в таблицах 1, 2.

Таким образом, результаты геологических, петрографических и геохимических исследований раннедокембрийских профилей выветривания Карелии свидетельствует о том, что наблюдаемые вариации химического состава пород являются следствием первичного строения профилей выветривания, но не результатом неполной сохранности этих профилей или результатом их поздней метасоматической переработки. Высококалиевая зона представляет собой глинистую, наиболее выветренную зону гипергенного профиля, тогда как карбонатная зона формируется за счет переотложения материала, вынесенного гипергенными растворами.

Начальная стадия выветривания проявляется в виде физической дезинтеграции субстрата, в результате которой субстрат постепенно превращается в элювиальную брекчию.

Зона химических изменений не имеет четкой границы. Наименее устойчивыми минералами в зоне гипергенных изменений являются биотит, мусковит и плагиоклаз. Кристаллы плагиоклаза начинают замещаться мелкозернистым слюдистым агрегатом на самых ранних стадиях химических изменений пород, иногда даже в зоне физической дезинтеграции субстрата.

Калиевый полевой шпат, находящийся в породе, подвергается гипергенным изменениям в значительно меньшей степени.

Na и Ca, попавшие в дренирующий раствор во время преобразования субстрата, выносятся из зоны выщелачивания. Однако, в зоне профиля, характеризующейся повышенной аэрацией, Ca2+ взаимодействует с растворенной углекислотой, что приводит к осаждению карбонатных минералов в пределах остаточной коры выветривания и формированию карбонатной зоны профиля. Карбонаты чаще всего локализуются в зоне повышенной трещиноватости пород или зоне элювиальной брекчии.

Вне зависимости от состава и степени химического преобразования пород субстрата главными новообразованными минералами остаточных кор выветривания раннего докембрия являлись глинистые минералы группы смектита и иллита. В результате химических преобразований объем пород уменьшался на 65 - 95 % об.

Очевидно, что современный состав минералов и количественно-минеральные соотношения в субстрате и образованиях кор выветривания отличаются от первоначальных, т.к.

были изменены под воздействием метаморфизма. Для предварительной полуколичественной оценки минерального состава выветренных горизонтов раннедокембрийских профилей выветривания Карелии были использованы валовые химические составы этих образований.

Анализ корреляционных связей между содержаниями K-Al-Si в наиболее выветренных глинистых горизонтах кор выветривания свидетельствует о том, что главными новообразованными минералами в коре выветривания являются иллит и смектит. На классификационной диаграмме, позволяющей определить минеральный состав глинистых пород по их химическому составу (Сергеева, 1998), большинство составов изученных пород находится в поле иллитовых глин.

Таблица 3. Рассчитанный минеральный состав субстрата и глинистой зоны кор выветривания гранитоидов Карелии и количество растворившихся минералов, об.%.

оз.Воронье оз.Окуневское оз.М.Янисъярви мине раствор раствор раствор ралы гранит КВ гранит КВ гранит КВ среднее среднее среднее Кварц 32.5 17.9 38.7 44.6 42.6 22.1 26.8 7.5 38.Кпш 6.3 2.2 10.6 2.3 0.1 24.3 13.8 11.6 4.Пл 50.2 48.4 4.7 35.4 35.1 - 46.7 45.4 2.Апатит - - - 2.5 2.5 - - - Пирит - - 0.3 - - 0.2 - - 2.Биотит 9.3 - - 14.6 14.1 - 12.2 2.4 Му 1.7 - - 0.6 0.6 - 0.5 0.1 Иллит - - 43.4 - - 50.4 - - 48.Смектит - - 2.3 - - 3.0 - - 4.Слюды 11.0 - 45.7 15.2 14.7 53.4 12.7 2.5 52.всего Степень преобра - 68.5 - - 95.0 - - 67.0 зования сумма 100 100 100 100 100 Примечание: гранит – минеральный состав субстрата, раствор среднее – количество минералов, растворенных при выветривании гранита (средние значения), КВ – минеральный состав глинистой зоны коры выветривания, кпш – калиевый полевой шпат, пл – плагиоклаз, му- мусковит, прочерк – минерал отсутствует.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»