3  Метаморфический породы Михайловского месторождения (И.Бордюгова)

Одной из целей нашей практики было изучение метаморфических пород Михайловского месторождения, имеющих раннепротерозойский возраст и слагающих кристаллический фундамент КМА.

Метаморфизм - это общее название для эндогенных геологических процессов, которые воздействуя на уже существующие породы, изменяют их минеральный состав, структуру и текстуру. Изменение минерального состава при метаморфизме может протекать изохимически, т.е. без изменения валового химического состава метаморфизуемой породы, и метасоматически, т.е. со значительным изменением химического состава породы, за счет привноса и выноса вещества. Изменение текстуры и структуры пород обычно происходит в процессе перекристаллизации вещества. Метаморфические изменения приводят к распаду ранее существовавших минералов и образованию новых, устойчивых ассоциаций минералов. Эти изменения происходят под влиянием различных факторов, главными из которых являются температура, давление и концентрация веществ, участвующих в процессах метаморфизма. Особенностью метаморфических процессов является то, что они протекают с сохранением твердого состояния системы, без существенного расплавления пород. Лишь при определенных физико-химических условиях метаморфизм сопровождается частичной или полной кристаллизацией исходных пород. (Павлинов и др., 1991; В.С.Мильничук, М.С.Арабаджи , 1979).

В строении кристаллического фундамента территории КМА участвуют в основном две группы пород, составляющие два структурных яруса. Нижний структурный ярус сложен преимущественно различными плагиогнейсами, выделенными под названием обоянской серии, и гранитоидами. Эти породы относятся к архею.

Верхний структурный ярус слагают менее метаморфизированные, по сравнению с гнейсами, эффузивно-осадочные породы (условно нижнего протерозоя), образующие две серии: нижнюю - михайловскую и верхнюю - курскую. Михайловская серия представлена слабометаморфизированными породами, в основном амфиболитами, с подчиненными им кварцитами. Курская серия сложена преимущественно осадочными метаморфизированными образованиями, включающими мощные толщи железистых кварцитов. Также к верхнему структурному ярусу относятся более поздние гранитоиды, основные и ультраосновные интрузивные породы (<Геология, гидрогеология...>, 1т.).

На Михайловском месторождении докембрийские породы представлены архейскими и протерозойскими образованиями. Архейские породы (гнейсы, плагиоклазовые граниты и их мигматиты) здесь находятся на значительной глубине, и мы не имели возможности их изучить.

Протерозойские породы на месторождении подразделяются на михайловскую и курскую серии. Породы михайловской серии по мощности достигают нескольких километров и отличаются значительной мигматизацией. Мы, однако, имели возможность познакомиться только с породами курской серии, главным образом, с железистым кварцитам.

Встреченные нами на Михайловском месторождении железистые кварциты, представляют собой полностью перекристаллизовавшиеся и сильно окисленные образования. Железистые кварциты - это полосчатые породы, в которых преобладают в основном такие минералы, как кварц, магнетит, гематит, а также в этих породах присутствуют зеленая и бурая слюда, эгирин, щелочные амфиболы, полевой шпат, кальцит, сидерит, гранаты; акцессорными минералами обычно являются циркон, турмалин, рутил, сфен (<Геология и гидрогеология...>, т.1). Пласты железистых кварцитов собраны в серию сплюснутых складок с весьма крутым (60-80°) параллельным падением. Крупные складки осложнены более мелкими вплоть до микроскладок различного размера (Фото 2, Фото 3, Фото 4). Хрупких деформаций в железистых кварцитах мы не наблюдали, поэтому можно утверждать, что тектонические процессы происходили в тоже время, что и метаморфизм, когда породы находились в разогретом пластическом состоянии.

Предполагается, что железистые кварциты - это метаморфизованные кремнисто-железистые осадки, от которых они сохраняют некоторые унаследованные признаки, определяющие минеральный состав и внутреннее строение кварцитов.

А.А.Глаголевым выделено пять температурных фаций метаморфизма для железистых кварцитов курской серии: 1) талько-сидеритовая (менее 300°С); 2) талько-куммингтонитовая; 3) актинолито-куммингтонитовая; 4) роговообманковая (400-450°С); 5) диопсидо-роговообманковая (500-580°С) (<Геология, гидрогеология...>, 1т.). Судя по температурам, можно считать, что первая фация соответствует фации зеленых сланцев, вторая и третья - фации эпидотовых амфиболитов, четвертая и пятая - фации амфиболитов. Для пород курской серии характерен региональный метаморфизм, а также локальный, связанный с влиянием различных интрузий. Однако, эти породы в целом являются более низкометаморфизированными, по сравнению с породами нижнего структурного яруса. Для пород нижнего структурного яруса наиболее характерна фация эпидотовых амфиболитов и амфиболитовая, а для пород курской серии - фация зеленых сланцев и реже эпидотовых амфиболитов.

Также для железистых кварцитов курской серии характерен щелочной метасоматоз. В железистых кварцитах на участках, подвергшихся этому процессу образовались такие щелочные минералы, как эгирин, щелочной амфибол, альбит. По исследованиям А.А.Глаголева, в процессе щелочного метасоматоза химический состав железистых кварцитов изменяется в основном в отношении щелочей и кислорода. В связи с этим щелочные минералы характеризуются преобладанием окисного железа над закисным. В условиях щелочного метасоматоза состав образующихся минералов во многом зависит от температуры. При высоких температурах образуются ассоциации зеленого эгирина, содержащего примеси других пироксенов, с амфиболом. С понижением температуры эгирин становится чистым от примесей, а ассоциирующий с ним щелочной амфибол изменяет свой состав (от родусита до рибекита), при этом эгирин становится неустойчивым и вместо него образуется рибекит.

Породы кристаллического фундамента КМА изучены пока недостаточно. Многие, в том числе принципиально важные вопросы, остаются пока нерешенными (происхождение исходных железистых осадков, условия метаморфизма кварцитов, особенности распространения различных фации этих кварцитов, как, впрочем, и других пород докембрия КМА и другие).