Минералогия и условия локализации уран-Благороднометально-ванадиевого оруденения

Краткое описание

Оглавление

стр.

Введение... 1

Глава 1. Геологическая характеристика района и строение рудного поля... 7

1.1. Геологическая изученность района... 7

1.2. Вмещающие осадочные и магматические комплексы... 10

1.3. Структурные комплексы района... 17

1.4. Металлогеническая специализация и полезные ископаемые района... 25

Глава 2. Минералогия (вещественный состав) уран-благороднометально-

ванадиевых руд и метасоматитов... 30

2.1. Ванадиевая минерализация... 30

2.2. Урановая минерализация... 37

2.3. Сульфо-селенидная ассоциация с благородными металлами... 46

2.3.1. Особенности химизма сульфо-селенидной свинцово-висмутовой

и платино-палладиевой минерализации месторождения Средняя Падма... 49

2.4. Сопутствующая минерализация... 56

Глава 3. Последовательность минералообразования уран-благороднометально-

ванадиевых руд и околорудных метасоматитов... 63

3.1. Дорудная стадия (альбититовая)... 71

3.2. Предрудная стадия (хром-ванадий-слюдистая)... 76

3.3. Рудная стадия... 78

3.4. Кварц-карбонат-флюоритовая стадия... 92

3.5. Гипергенный этап... 92

3.6. Термобарические условия минералообразующего процесса... 93

Глава 4. Литолого-структурные условия локализации оруденения и особенности пространственного размещения минеральных ассоциаций на месторождении

Средняя Падма... 102

4.1. Основные особенности структурной обстановки на разведочном

горизонте—74 месторождения Средняя Падма... 103

4.2. Особенности пространственного развития минеральных ассоциаций... 109

4.3. Рудные минеральные ассоциации и их пространственное размещение... 115

Заключение... 125

Литература... 134
Введение

Введение

В конце 70-х годов в Онежском прогибе южной части Балтийского щита силами ФГУП «Нев-скгеология» были выявлены новые урановорудные объекты, более 15-ти лет в различных аспектах изучавшиеся также специалистами ВСЕГЕИ, ВИРГа, СП6ТУ, ИГЕМ РАН, ВИМСа, ВНИИХТа Месторождения обладают целым рядом весьма специфических черт, позволивших исследователям на первом этапе изучения относить их к уникальному безаналоговому типу, а в последующем - к типу «несогласия». Разнообразие генетических концепций, среди которых рассматривались мета-морфогенная, магматогенная, инфильтрационная, полигенно-полихронная, черносланцевая, показывает, что генезис и рудно-формационная принадлежность оруденения онежского типа остаются дискуссионными. С позиций, наиболее отвечающих представлениям автора, рудно- метасомати-ческий процесс рассмотрен ЛЛ.Шмураевой (1990, 1991, 2002), относящей данный тип оруденения к приразломным карбонатно-щелочным метасоматитам. Однако, использованный нами большой фактический материал и применение собственного методического подхода к его изучению, позволили выявить весьма существенные особенности вещественного состава руд и околорудных метасоматитов, а также условий их локализации, внутреннего строения и характера пространственного размещения.

Актуальность темы. После распада Советского Союза более 80% запасов урана, в том числе сосредоточенные в крупнейших месторождениях, оказались за пределами России. В то же время Россия сохранила более 60% мощностей действующих АЭС и продолжает вводить в строй новые блоки атомных станций. Доля АЭС в производстве электроэнергии составляет 16%.

Согласно стратегии развития энергетики России, утвержденной Правительством в 2003 г., мощности атомного энергетического комплекса должны увеличится к 2020 г. почти вдвое. Однако даже современное производство уранового сырья обеспечивает лишь около 20% внутренних и экспортных потребностей. Остальная их часть покрывается за счет складских запасов урана, которые будут исчерпаны за 10-15 лет. При этом имеющаяся минерально-сырьевая база урана не может обеспечить его производство на необходимом уровне - около 20 тыс. тонн в год к 2020 г.

Межведомственной программой «Уран России», разработанной в 2004 г. совместными усилиями Федеральных Агентств «Энергоатом» и «Роснедра», одно из главных направлений отведено выявлению минерально-сырьевых баз урана, пригодных для создания новых горнодобывающих производств. Онежско-Ладожский потенциальный рудный район определен как один из наиболее приоритетных для развития геолого-разведочных работ на уран и сопутствующие полезные компоненты

Ванадий, главный компонент комплексных руд Онежского района (среднее содержание до 2,7%), также востребован промышленностью в связи с заплпнированным значительным ростом (в 2-3 раза) производства низколегированных трубных и рельсовых сталей. Попутное извлечение из руд золота и платиноидов также, очевидно, повышает экономические показатели освоения изученных

месторождений.

Технологическими экспериментами, проведенными в ВИМСе и ВНИИХТе, доказана принципиальная возможность эффективного извлечения из руд всего комплекса полезных компонентов.

Целью работы являлось определение специфических особенностей вещественного состава, [

i \

условий формирования, закономерностей пространственного размещения и формационной принад- j лежности уникального по составу комплексного уран-благороднометально-ванадиевого оруденения , Заонежья.

Для достижения этой цели решались следующие задачи: 1) изучение состава руд и околорудных метасоматитов; 2) определение последовательности и условий образования минеральных ассоциаций; 3) исследование литолого-структурных условий, влияющих на размещение разностадийных минеральных ассоциаций; 4) выявление и характеристика типов минералогической зональности; 5) выделение рудных минеральных ассоциаций и установление закономерностей их локализации.

Фактическая основа диссертации. Начиная с 1990 года в составе группы ВИМСа автор занималась изучением вещественного состава урановой минерализации, руд и околорудных метасоматитов в Карело-Ладожском и Онежском рудных районах Карелии. За этот период были изучены различные точки минерализации, рудопроявления и месторождения урана различной формационной принадлежности. Наиболее значимыми объектами среди них являются месторождение Карку в Северном Приладожье и группа месторождений Заонежья - Космозеро, Царевское и Средняя Падма. Полевые работы, остановленные в 1994 г., были возобновлены с 2000 г. в обоих районах. При этом, в Онежском прогибе исследование продолжилось в северной его оконечности на Лижмозерско-Повенецкой площади, перспективной на обнаружение промышлешю значимого онежского типа оруденения - комплексного уран-благороднометально- ванадиевого.

В процессе работы в Онежском рудном районе автором задокументировано более 10 000 пог. метров керна с отбором каменного материала, изучено около 3000 шлифов, аншлифов, минералогических проб, проанализировано большое число геохимических проб.

Работа в подземных выработках на месторождении Средняя Падма позволила окончательно убедиться в установленной стадийности рудообразующего процесса и разрешить некоторые вопросы, касающиеся характера пространственного размещения минеральных ассоциаций. На разведочном шахтном горизонте автором было проведено минералогическое картирование по трем квершлагам (№№ 62, 66, 76) общей протяженностью 178 пог. м, с отбором образцов, минералогических проб и малых технологических проб в количестве 10 штук по природным типам руд и рудной минерализации. Из отобранного каменного материала было изготовлено и изучено более 1000 прозрачных, комбинированных шлифов и аншлифов. На основании полученных данных была доработана схема последовательности минералооб-разования и отстроены погоризонтные планы, иллюстрирующие структурную обстановку и пространственное развитие минеральных типов руд в пределах Северной рудной залежи ме-

сторождения.

Проведен большой объем работ по изучению и систематизации фондовых и опубликованных материалов.

Методы исследований. Для диагностики минералов и изучения характера их взаимоотношений применялись оптические методы (петрографический и минераграфический). В числе детальных диагностических методов использовались: ренттеноструктурный (аналитики Н. Битулева, И. Наумова, ВИМС; М. Ветрова, ИГЕМ), электронографический (ВИМС), локальный лазерноспектральный (аналитик В.П. Харитонова, ВИМС), количественный и полуколичественный рентгенофазовый (дифрактометр ДРОН-3 Fe, аналитики Т.В. Коленкина, Ю. Шувалова, Е. Баландина, ВИМС), инфракрасной спектроскопии (аналитик Л.С. Солнцева, ВИМС), микрорентгеноспектральный (микрозонд, аналитики А.К. Дергачева, ВИМС; Н.Н. Коненкова, ГЕОХИ) виды анализов. Большое число минеральных фаз (главным образом, сульфо-селенидных Pt-Pd-Ag-Bi-РЬ-Си-содержащих) были диагностированы с применением рационального комплекса микроминералогических методов, к которым относятся: микрорентгеноспектральный (определение состава) (аналитик И.А. Брызгалов, МГУ), спектрально-оптический (определение коэффициентов отражения) и определение микротвердости при разных нагрузках (аналитик Д.К. Щербачев, ВИМС). Элементный состав руд и элементы-примеси в минералах определялись с применением спектрального и рентгеноспектрального анализов. Для выяснения условий минералообразования проводилось термометрическое исследование газово-жидких включений в минералах каждой стадии процесса на микротермокамере УМТК-3 (аналитик СВ. Соколов, ВИМС).

В соответствии с разработанной методикой минералогическое картирование на шахтном горизонте проводилось по северо-западным стенкам квершлагов в масштабе 1:50. Для изучения проявленности метасоматических процессов (альбитизации, ванадиевой слюдиза-ции и др.) из стенок квершлагов отбирались сколки на шлифы с каждого погонного метра с детализацией отдельных участков. Из всех разновидностей жильной и рудной минерализации отбирались минералогические пробы в количестве от 35 до 55 штук по каждому квершлагу. Для изучения состава и структуры минералов из минералогических проб отобрано более 45-ти монофракций.

Научная новизна. В ходе проведения исследований на нескольких рудных объектах Онежского прогиба автором был целенаправленно собран, изучен, систематизирован и обобщен обширный фактический материал, что позволило получить принципиально новые данные о пространственно- временных, минералого-геохимических особенностях развития рудообразующего процесса и геолого-структурных условиях локализации оруденения. ' • Выявлены типоморфные особенности целого ряда минералов, слагающих комплексные руды, и их пространственно-временные взаимоотношения.

4

• Разработана принципиально новая схема последовательности минералообразования для месторождений Онежского района, в которой показано, что в рамках единого рудно-метасоматического этапа минералообразования в соответствии с серией тектонических импульсов стадийно сформировались безванадиевые щелочные метасоматиты (альбититы) зонального строения, в пределах которых телескопировано проявлено хром-ванадиевое, урановое и благородноме-тальное оруденение.

• Впервые показано, что хром-ванадиевая, урановая и благороднометальная минерализации локализованы по единой полого-линейной системе трещин отрыва, образованных на заключительном этапе формирования зон СРД. При этом, ванадиевослюдистая минерализация, образующая основные ванадиеворудные тела, локализована как в системе трещин, так и в околожильном пространстве.

• Установлены элементы вещественной зональности в строении дорудных альбититов и рудов-мещающей жильной системы, и закономерности пространственного размещения природных типов

РУД-

• В сотрудничестве с коллективом исследователей открыт и детально изучен новый минеральный вид - хромселадонит (Пеков И.В. и др., 2000). При изучении сульфо-селенидной минерализации выявлены две ранее неизвестные минеральные фазы с Pt и с Pd.

Практическая значимость. Использование достоверно установленных околорудноиз-мененных пород имеет очень важное прикладное значение для прогнозирования, поисков и оценки скрытого, не выходящего на поверхность оруденения, а также для решения задач по увеличению запасов руд, что является весьма важным для Онежского рудного района.

Основной объем выполненных минералого-геохимических исследований осуществлялся по договору с производственной организацией - ныне ФГУП «Невскгеология». Работы по договору, поставленные в конце 1990 г. имели целью выявление комплекса продуктивных минеральных ассоциаций и оценки их технологических свойств путем изучения малых проб на шахтном горизонте Средне-Падминского месторождения. Основные задачи, в решении которых были заинтересованы производственные силы, сводились к следующему: 1) - выделение и вещественная характеристика продуктивных минеральных ассоциаций по ванадию, урану, молибдену и благородным металлам; 2) — минералогическое картирование на шахтном горизонте с установлением особенностей пространственного размещения различных природных типов руд.

Работы были выполнены в три этапа, а результаты отправлены, в соответствии с календарным планом, заказчику, и в дальнейшем использованы им как в производственных отчетах, так и при проведении работ по предлицензионному изучению новых площадей в Онежском рудном районе.

Выявленные особенности пространственного развития природных типов руд на место-

5

рождении Средняя Падма и более общие закономерности телескопированного и зонального строения рудных залежей, присущие и другим месторождениям прогиба, могут быть использованы при добыче комплексных руд для более успешного проведения технологического картирования и выделения технологических сортов руд.

Апробация. Основные результаты проводившихся исследований неоднократно докладывались автором на секциях Ученого совета ВИМСа, ВСЕГЕИ, НТС производственной организации ФГУП «Невскгеология». По теме диссертации были сделаны доклады на научно-практических конференциях «Результаты исследований ВИМСа в области прогноза и комплексного изучения минерального сырья», 1996 г. и «Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых», 3 доклада, Москва, 2001 г.; на заседании координационного научно-технического совета по урану, С.-Петербург, 2001 г.; на годичной сессии МО РМО РАН РФ, Москва, 2001 г.; на международном симпозиуме по геоло-гии урана «Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление», Москва, 2000 г.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации нашли отражение в 1L работах, опубликованных в печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 58 наименований. Она содержит 137 машинописных страниц, иллюстрированных 14 таблицами, 59 рисунками и микрофотографиями.

Работа выполнена в ВИМСе под руководством д.г.-м.н., профессора ГА Машковцева, оказавшего автору большую научную и практическую помощь.

На протяжении всего периода работы в ВИМСе, в т.ч. около 14 лет - по теме диссертации, научное руководство над деятельностью автора осуществлял д.г.-м.н., профессор А.К. Мигута, оказывающий постоянную помощь и поддержку. Годы работы по карельскому региону прошли в тесном творческом сотрудничестве с НЗ. Овсянниковым, И.П. Андреевой, Г.В. Пакульнисом, AT. Костиковым, А.В. Красных, JLB. Чесноковым. Автор сердечно благодарен за внимание и помощь со стороны коллег из 1111 «Невскгеология» - Ю.В. Петрову, В А Пичугину, В.И. Кшшнкарову, В.К. Кушнеренко, С А Скороспелкину, EJC Мельникову, АЛ Иванову, ЮА Громову, Н.М Миронович. Глубокую признательность за высокопрофессиональное сотрудничество в изучении вещественного состава оруденения автор выражает всем специалистам аналитических и научных лабораторий ВИМСа - В.Т. Дубинчуку, СВ. Соколову, Д.К. Щербачеву, В.В. Морошкину, В.В. Ружицко-му и другим, а также И. А. Брызгалову (МГУ) и Н.Н. Коненковой (ГЕОХИ).

В работе над диссертацией трудно было бы обойтись без советов, критических замечаний и поддержки ГА. Тархановой, а также дружеского участия и профессиональной помощи АФ. Го-рошко и Н.Н. Никольской.

б

Основные защищаемые положения

L Впервые установлены специфические черты вещественного состава комплексных руд Онежского района, заключающиеся в целом ряде выявленных минеральных видов уранового, ванадиевого и благороднометального оруденения, и в особенностях их пространственно-временных взаимоотношений между собой и с сопутствующей минерализацией меди, молибдена, свинца, цинка, хрома, селена.

' EL Комплексные руды месторождений Онежского прогиба сформированы в результате единого этапа приразломного щелочного метасоматоза, имеют зональное и телескопирован-ное строение, обусловленное последовательным проявлением стадий: 1 — дорудных натровых метасоматитов (альбититов), 2 — предрудных калиевых метасоматитов (слюдитов с Сг и V), 3 - рудной жильной, 4 - пострудной. Последующие процессы гипергенеза привели к накоплению полезных компонентов в зоне цементации.

Ш. Гидротермально-метасоматические образования локализованы в тектонических элементах, последовательно формировавшихся в процессе становления зон складчато-разрывных дислокаций. Дорудные натровые метасоматиты образованы в зонах объёмного катаклаза, минерализация предрудной и собственно рудной стадий - в системе пологих трещин отрыва, продуктивные по ванадию предрудные слюдиты - в системе трещин и в околожильном пространстве.

7

Глава 1. Геологическая характеристика района и строение рудного поля

Онежский прогиб представляет собой брахиформную синклинорную структуру (депрессию), сформированную в раннем протерозое на архейском гранито-гнейсовом фундаменте. Это крупнейшая эпикратонная впадина площадью более 10000 км2, отличающаяся от других подобных структур Карельского мегаблока размерами, полнотой и мощностью геологического разреза, широким развитием разрывных структур и своеобразными складчато-разрывными дислокациями, богатой металлогенией, а также особенностями глубинного строения земной коры. В региональном плане впадина приурочена к Повенецкому блоку земной коры, тяготеющего к узлу пересечения трансрегиональных систем тектонических зон — субмеридиональной Ладожско-Баренцевоморской и северовосточной Балтийско-Мезенской. Границами блока (и впадины) являются долгоживущие разломы с глубиной заложения 50-60 км (Останин Г.Х. и др., 1983): Гирвасский и Хаутаварский на западе, Пу-дожгорский на востоке, Петрозаводский на юге. Северной границей является Кумсинско-Повенецкая разломно-грабеновая структура. Обрамление и фундамент Онежского прогиба имеют разноуровневое блоковое строение, обусловленное развитием диагональных и ортогональных коро-вых разломов с глубиной заложения до 30 км. Разноуровневое ступенчато-блоковое строение, подчиненное диагональным (северо-западным) разломам, имеет и вулканогенно-осадочное выполнение прогиба, что подчеркивается различным уровнем эрозионного среза толщи. Наиболее крупными блоками являются погруженный Кондопожский (западная часть прогиба), характеризующийся полнотой разреза мощностью свыше 4,5 км, и приподнятый, значительно эродированный Великогуб-ский блок (восточная часть), где мощность отложений составляет 2,0-2,5 км и менее. Границей блоков служит Уницкая зона складчато-разрывных дислокаций (СРД). Подобные ей зоны СРД пересекают Онежский прогиб в северо-западном направлении с шагом 6-10 км и более, имеют ширину от 2-2,5 до 3-4 км и протяженность до 60-100 км. К этим структурам, довольно хорошо изученным в Великогубском блоке, приурочены все известные месторождения комплексных уран-благороднометально-ванадиевых руд «онежского» типа (рис. 1).

1.1. Геологическая изученность района

С ХШ века Онежский район был известен своими медными рудопроявлениями и являлся одним из горнодобывающих центров. Закрытость верхнечетвертичными ледниковыми отложениями делает район малодоступным для геологического изучения. Начиная с середины 50-х годов XX столетия, в районе проводились поисково-съемочные работы с составлением государственных геологических карт масштаба 1:200 00Q и 1:50 000. С конца 60-х годов Северо-Западным Территориальным геологическим управлением (СЗТГУ) работы масштаба 1:50 000 стали проводиться с использованием картировочного бурения, что значительно по-

.'.Л '*"* Онежское озеро

• • ¦ • •*. • • ¦ ¦ •

-.-.•.•.*.\\-.-.v

Рис. 1. Структурно-геологическая схема Онежской впадины (составлена СЮ. Колодяжным с использованием

фондовых материалов).

1- месторождения комплексных руд; 2-7.- нижнепротерозойские комплексы проточехла: 2- сумий, сариолий, нижний ятулий, 3- верхний ятулий, 4-5.- людиковий: 4- заонежская свита, 5- суйсарская свита; 6.- калевий; 7.-вепсий; 8.- вендские отложения; 9-10,- осевые плоскости: антиклиналей (9) и сшпслиналей (10); П.- взбросо-

сдвиги и сдвиги. II. - профиль, показанный на рис. 3.

высило их кондиционность (Сиваев В.В. и др.). В 70-х годах силами СЗТГУ и ВСЕГЕИ в Онежской структуре проводилось ревизионно-опробовательское обследование на выявление золота, меди, цинка, никеля, кобальта и других металлов [32]. Начиная с 1972г. на Заонеж-ском полуострове поисково-разведочными работами Карельской геолого-съемочной экспедиции были выявлены месторождения шунгитов (Купряков СВ., Леденева Н.В., 1976). В этих работах в период 1975-77гг. принимала участие автор [15].

Начиная с 1949 г. на территории Онежского прогиба проводились геофизические исследования: аэромагнитная съемка масштаба 1:200 000 (Поротова Г.А. и др.), аэроэлектромагнитная съемка масштаба 1:25 000 и 1:50 000 (Левин Г.М. и др.), гравиметрическая съемка масштаба 1:200 000 (Миронов В.Д. и др.). В 1978-80гг. значительная часть Онежского прогиба и его обрамления была изучена аэрогамма-спектрометрическими и аэромагнитными методами в масштабе 1:25 000 партией №6 Невской экспедиции (Кварацхелия Е.М. и др.). К этому же периоду относится начало прогнозно-поисковой деятельности на уран партии №32 Невского ПГО, которая привела к открытию первых рудопроявлений нового уран-благород-нометалльно-ванадиевого типа. Дальнейшие работы сопровождались гравиметрической съемкой масштаба 1:50 000 (Шипота А.П. и др.), сейсмологическими исследованиями (Останин Г.Х. и др.) с применением комплекса наземных геофизических методов масштаба 1:50 000 и 1:10 000. По результатам этих работ были составлены специализированные геологические карты масштаба 1:200 000, 1:50 000 и 1:10 000 (Петров Ю.В. и др.), схемы блокового строения и структурно-тектонические карты масштаба 1:200 000. ПГО «Севзапгеология» провело обобщение материалов с составлением геологической карты масштаба 1:200 000 и карты полезных ископаемых Онежского прогиба (Михайлюк Е.М. и др.).

Специальные геолого-геофизические поисковые работы на уран, периодически проводившиеся в Онежском прогибе Северной экспедицией и ВИРГом в период с 1954 по 1969 год, дали отрицательный результат. Первые обнадеживающие данные по урану были получены в 1978 году партией №6 (аэрогаммаспектрометрическая съемка масштаба 1:25 000) и партией №8 Невского ПГО (прогнозные работы на уран масштаба 1:50 000 с применением структурной геофизики и бурения), в результате которых были выявлены рудопроявления Святуха и Великая Губа. В ближайшие годы партией №32 Невского ПГО в сотрудничестве с группой ВСЕГЕИ под руководством Т.В. Билибиной была выделена первая перспективная урановорудная структура - Святухинско-Космозерская зона складчато-разрывных дислокаций. Дальнейшие комплексные исследования экспедиции №32 привели к открытию целого ряда месторождений и рудопроявлений урана и ванадия в аналогичных структурах, что позволило к 1992 году установить для Заонежского полуострова статус рудного района.

В последние годы в северной, северо-западной, юго-западной частях Онежского рудно-

10

го района проводятся работы по предлицензионной подготовке локальных участков, перспективных на обнаружение месторождений комплексных руд и других полезных ископаемых.

Главной особенностью глубинного строения Онежского прогиба, по данным Г.Х. Останина (1985г.), является интенсивная раздробленность земной коры, имеющей сокращенную мощность, по сравнению со средними величинами для Балтийского щита. По плотностным характеристикам Повенецкий блок относится к активизационным блокам с интенсивно проявленной гранитизацией с высоким коэффициентом вертикальной неоднородности (0,9-0,93). В нем сочетаются важнейшие в металлогеническом отношении структурные элементы: зеле-нокаменные пояса архейского и эпикратонные прогибы протерозойского комплексов, что по классификации Т.В. Билибиной (1986г.) позволяет относить его к категории высокорудных блоков [32].

1.2. Вмещающие осадочные и магматические комплексы

В геологическом строении территории участвуют породы архея и нижнего протерозоя (рис. 2) [34]. В составе архейского фундамента выделяются саамский и лопийский структур-но-формационные комплексы, развитые в обрамлении Онежского прогиба

Саамский комплекс (ARj), представлен сложнодислоцированной толщей плагиомигма-тизированных амфибол-биотитовых гнейсов, амфиболовых сланцев и амфиболитов с преобладающей северо-восточной ориентировкой гнейсоватости пород, являющейся фоном, на котором выделяются гранитовые массивы и зеленокаменные структуры позднего архея.

В составе лопийского комплекса (AR2) выделяются две свиты: семчереченская (AR2sm) и бергаулъская (АЯгЬг). Семчереченская свита представлена туфогенно-осадочными породами коматиит-базальтовой формации: метабазальтами, амфиболитами, биотит-амфиболовыми сланцами, а также тальк-карбонат-хлоритовыми, хлорит-актинолитовыми, хлорит-серпентинитовыми сланцами по ультраосновным породам (коматиитам). Мощность отложений составляет более 700-800 м. Пространственно и генетически с породами свиты связаны основные интрузии габбро-амфиболитов, метадиабазов (vAR.2) и пород мафит-ультрамафитового комплекса, преобразованных в тальк-серпентин-хлоритовые сланцы (ctAR2). Вышележащая бергаульская свита сложена метавулканитами среднего и кислого состава: кварц-альбит-серицитовыми, кварц-биотит-хлоритовыми сланцами, мощностью более 500-600 м. Породы фундамента (ARi) прорваны микроклин-плагиоклазовыми (Y1AR2) и пла-гио-микроклиновыми гранитами (Y2AR2) гранодиорит-лейкогранитового комплекса, слагающие Черемховский, Карташинский, Хижозерский и другие массивы. Лопийские отложе-

II

Мощность

Характеристика пород

vPR,

100-250

Пластовые дифференцированные тела габбро-диабазов, альбитовых лейкогаббро, диабазов, местами разделенные пластами шунгитовых слан-цев, туфосланцев, силицитов._______________

PRiSn2

V V V V V

—

V V V V V

; —

. V V V

i —

¦ v V V

Сланцы и туфосланцы шунгитистые и шунгитовые с прослоями и линзами шунгитов, шунгитсодержащих алевролитов, доломитов, известняков, лидитов, туффитов и туфов; покровы диабазов, базальтовых и андезито-базальтовых порфиритов.

600-650

vPRi

30-200

О со О

о, ш н О а. С

К

и

н

PR,sni

Пластовые дифференцированные тела габбро-диабазов, альбитовых лейкогаббро, диабазов, местами разделенные пластами шунгитовых сланцев, туфосланцев, силицитов.__________________

Сланцы слюдисто-доломитовые гематитсодер-жащие и шунпл содержащие, алевролиты шунгитсодержащие, доломиты.

Доломиты, мергели, брекчии.

PR,ti2'

Переслаивание доломитов, алевролитов, глинистых сланцев, доломитовых песчаников и брекчий.

PRitlf

Алевролиты, доломиты, брекчии, прослои туфоалевролитов, песчаников и глинистых сланцев, покровы мегадиабазов и мктабалальтов

I

PRitl,

Известняки, доломиты, мергели, брекчии (только на

востоке).

Песчаники, гравелиты, конгломераты, алевролиты.

Верхняя

V V

Нижняя

0-50

Метадиабазы, базальтовые и андезито-базальто&ые метапорфириты, их лавобрекчии и туфобрекчии.

Песчаники, гравелиты, туфопесчаники

0-ПО

0-120

500

Метадиабазы, метабазальты

Гравепиты, песчаники, конгломераты, кварцито-

иесчапикн

Метавулканиты основного и среднего состава

Мегавулканиты преимущественно основного состава ! и сланцы по ним

Гнейсы, гранитогнейсы, мигматиты

I

3000

Рис. 2. Стратиграфическая колонка.(Петров Ю.В. и др.. 2001г.)

12

ния выполняют линейные прогибы (зеленокаменные структуры) в зонах межблоковых разломов.

Нижнепротерозойские отложения залегают на дезинтегрированной коре выветривания архейского фундамента с крупным угловым и стратиграфическим несогласием. Они представлены карельским комплексом, в котором, разделенные структурным несогласием, выделяются два подкомплекса: нижний — сумийско-сариолийский и верхний - ятулийско-вепсийский.

Нижнекарельские породы- сумий и сариолий - имеют ограниченное развитие в зонах межблоковых разломов (Кумсинский, Хаутаваарский) в обрамлении прогиба. Они представлены конгломератами, кварцито-песчаниками — аланелампинская свита (PRial), вулканитами среднего-основного состава (многопокровная толща метаандезито-базальтов и миндалека-менных диабазов) - кумсинская свита (PRikm) и полимиктовыми, вулканомиктовыми и гранитными конгломератами — палъеозерская свита (PRipl). •

Верхнекарельские вулканогенно-осадочные образования, метаморфизованные в фации зеленых сланцев, являются выполнением Онежского прогиба. Они залегают с резким угловым несогласием на сумийско-сариолийских отложениях или архейском гранито-гнейсовом фундаменте, и представлены четырьмя надгоризонтами от ятулия до вепсия. Наиболее широкое площадное развитие имеют образования ятулия и людиковия. Исключением являются нижние отложения ятулия - медвежъегорская (PRim) и янгозерская (PRijn) свиты, развитые лишь в северо-западной части прогиба. Они представлены кварцевыми конгломерато-гравелитами, кварцитопесчаниками, сменяющимися вулканитами основного состава (анде-зито-базальтами, миндалекаменными базальтами, лаво- и туфобрекчиями, реже - диабазами). Мощность отложений к югу и западу меняется от 350 м до нуля.

Верхняя часть ятулия образована отложениями туломозерской свиты (PRjtl), имеющей повсеместное развитие в основании Онежского прогиба. В бортах прогиба ее мощность составляет 350-500 м, в средней части — видимая мощность более 800 м. В Карельской геологической экспедиции для туломозерской свиты принято трехчленное деление, обусловленное повышением карбонатности пород снизу вверх. В нашей работе использовано двухчленное деление, принятое в экспедиции №32 1111 «Невскгеология» [34]. Обе подсвиты туломозерской свиты разделяются, в свою очередь, на две пачки: нижняя подсвита — на терригенную и карбонатную, верхняя подсвита - на пачку переслаивания терригенных и карбонатных пород и пачку доломитов. Терригенная нижняя пачка нижней подсвиты мощностью до 100 м состоит из кварцевых и кварц-полевошпатовых гравелито-песчаников, доломитистых песчаников, глинисто-карбонатных сланцев с прослоями доломитов. Верхняя пачка нижней подсвиты мощностью до 400 м состоит из переслаивания алевролитов, доломитов и их конглобрек-чий, а также глинистых сланцев, песчаников, туфоалевролитов и метадиабазов. Мощности

13

прослоев изменяются от нескольких дециметров до первых десятков метров. Нижняя пачка верхней подсвиты по составу аналогична предыдущей, но отличается более тонким переслаиванием (прослои от нескольких сантиметров до 10 м) и отсутствием метавулканитов. Мощность пачки до 150 м. Основу верхней пачки верхней подсвиты составляют светлоокрашенные желтовато-розовые до белых тонкозернистые, пелитоморфные доломиты с незначительными прослоями песчанистых и мергелистых разностей. Мощность пачки 50-150 м.

Выше по разрезу несогласно залегает людиковийский структурно-формационный комплекс в составе заонежской (PRisn) и суйсарской (PRiSs) свит.

Черносланцево-диабазовая толща заонежской свиты, мощность которой по данным бурения оценивается в 2000-2500 м, подразделяется на две подсвиты. Нижняя подсвита мощностью около 250 м является рудовмещающей для комплексных уран-благороднометалльно-ванадиевых руд. В составе подсвиты снизу вверх выделяются три пачки:

PRisni1 — алевропесчаники шунгитсодержащие полевопшат-кварцевые, с прослоями мелкозернистых песчаников, гравелитов, реже доломитов, метапелитов. Мощность пачки 10-15 м.

PRisni2 - черные слоистые шунгитсодержащие алевролиты и метапелиты с прослоями пелитоморфных доломитов, мощностью 70-80 м.

PRisni3 — пестроцветные сланцы — ритмичнослоистые гематитсодержащие алевролиты, доломитистые алевролиты, переслаивающиеся со слюдистыми доломитами. Пачка, мощность 110-160 м, имеет неравномернополосчатую окраску — фиолетовую, лилово-бурую, зеленовато-серую.

Верхняя подсвита заонежской свиты (PRisn2), развитая в синклиналях (Толвуйской, Мягрозерской, Хмельозерской и др.), представлена черносланцево-диабазовой толщей, в составе которой вулканиты чередуются с шунгитсодержащими туфосланцами, туфопесчаника-ми, туффитами, доломитами, шунгитами, кремнистыми породами (лидитами). Среди них выделяются выдержанные по площади шунгит-доломитовый, шунгит-пиритовый и шунгито-вый горизонты, специализированные на комплекс металлов. Содержание шунгита в породах варьирует от 10 до 70-80%. Суммарная мощность осадочных горизонтов подсвиты составляет около 1000 м, пластовых тел вулканитов - около 700 м. Последних насчитывается более десяти горизонтов мощностью от 20 до 200 м.

Вышележащая суйсарская свита обнажается в ядрах синклиналей и представлена шунгитсодержащими алевролитами, пелитами, туффитами, безуглеродистыми туфами основного состава и не содержит карбонатных пород. В кровле свиты залегает толща мелкозернистых пикритовых порфиритов. Мощность отложений в западной части прогиба достигает 2500м.

Калевийский надгоризонт представлен кондопожской (PRikd) и мунозерской (PRimn)

14

свитами, выделяемыми также как падосская толща (Михайлюк Е.М., 1988ф). Они сложены туффитами, туфоалевролитами, вулканомиктовыми шунгитсодержащими песчаниками и алевролитами, известняками. Мощность отложений значительно варьирует от нескольких десятков метров до 1 км.

Завершают разрез нижнепротерозойских отложений серо- и красноцветные песчаники, кварциты, алевролиты и глинистые сланцы петрозаводской (PRipr) и шокишнской (PRisc) свит вепсийского надгоризонта. Они залегают с региональным несогласием и размывом на отложениях падосской толщи, выполняя наложенную впадину на юго-западе Онежского прогиба. Суммарная мощность отложений 1800 м.

В целом разрез ятулия-вепсия представляет собой единый трансгрессивно-регрессив-ный ме-гацикл, при котором максимум трансгрессии сопровождался накоплением высокоуглеродистых пе-литовых осадков и интенсивными вулканическими излияниями с антидромной последовательностью [29]. Мощность протерозойских отложений по геолого-геофизическим данным составляет от 1-2,5 км на востоке прогиба до 3,5-4 км на западе.

На преобладающей части Онежского прогиба развиты четвертичные флювиогляциаль-но-моренные отложения эпохи осташковского оледенения мощностью от нескольких метров до 40-50 м.

В рассматриваемом районе распространены магматические образования позднеархей-ского и раннепротерозойского возраста.

Позднеархейские магматические комплексы представлены основными интрузиями габбро-амфиболитов, метагаббро, метадиабазов (vAR^), породами мафит-ультрамафитового комплекса (aARz), а также двумя комплексами гранитоидов: габбро-диорит-плагиогранит-ным (Y1AR2) и гранит-лейкогранитным (Y2AR2).

Основные и ультраосновные интрузии развиты в обрамлении Онежского прогиба в зонах межблоковых разломов - зеленокаменных структур (Хаутаваарско-Гирвасской, Григо-зерской, Паласельгинской) среди туфогенно-осадочных пород коматиит-базальтовой формации (семчереченская свита), где они образуют протяженные дайкообразные тела и мелкие интрузии, прорывающие метавулканиты, сланцы лопия и гнейсы саамия.

Гранитоидные верхнеархейские комплексы, доступные для изучения, развиты в обрамлении Онежского прогиба, где слагают преобладающую часть фундамента. В составе раннего комплекса (Y1AR2) выделяются плагиограниты, диориты, гранодиориты, содержащие ксенолиты лопийских сланцев, и мигматиты. Более поздний (телекинский) комплекс (Y2AR2) представлен биотитовыми плагиомикроклиновыми гранитами, образующими крупные, часто сближенные массивы (Телекинский, Черемховский, Моторинский, Хижозерский и пр.) и более мелкие тела, дайки, жилы гранитов, аплитов и пегматитов, зоны мигматитов среди ран-

15

неархейских гнейсов. Абсолютный возраст гранитов телекинского комплекса составляет 2600±47млн.лет (Rb/Sr метод) и 2680±50млн.лет (U/Pb метод) (Андерсен Е.Б., 1986).

Раннепротерозойские магматические породы представлены интрузивным мафит-ультрамафитовым комплексом (aPRi) и интрузивно-вулканогенным комплексом пород основного состава (vPRi).

Мафит-ультрамафитовый