Помимо этого, в данной системе также;pdf

Ю. К. Калинин*, В. В. Ковалевский**
ШУНГИТОВЫЕ ПОРОДЫ И БАЗИТЫ:
ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОГО ГЕНЕЗИСА***
Термодинамические режимы глубинного петрогенеза – ведущие породообразующие и металлогенические
факторы в раннем докембрии.
К. О. Кратц
Шунгитовые породы – докембрийские (~2 млрд
лет) углеродсодержащие породы Карелии (Россия),
являющиеся природными композиционными материалами, специфические свойства которых обусловлены, с одной стороны, структурой и свойствами углерода (шунгита), с другой – сложным минеральным
составом, изменяющимся от кремнистого, алюмосиликатного и карбонатного до смешанного (Шунгиты…, 1984).
Шунгит является специфичной формой углерода, представляющей собой неграфитируемый фуллереноподобный углерод, отличающийся от графитового на уровне надмолекулярной, молекулярной, атомной и зонной (электронной) структуры
(Ковалевский, 2009). Главным надмолекулярным
признаком шунгита можно считать способность
формировать сферические структуры – полые глобулы, на атомном и молекулярном уровне – наличие помимо только гексагональных колец, свойственных графиту, также пентагональных и гептагональных, характерных для фуллереноподобных
структур. На уровне зонной структуры – уменьшение по отношению к графиту энергий коллективных возбуждений валентных (внешних) и основных (внутренних) π- и σ- электронов, что также
присуще и фуллеренам. При этом шунгит некоторых месторождений имеет диамагнитные свойства,
характерные для фуллеренов. По вопросу генезиса
шунгитового углерода высказано множество точек
зрения (Иванкин и др, 1987; Филиппов, 2002), однако они не дают ответа на вопрос – какие геологические факторы обусловили появление в зеленосланцевой фации метаморфизма фуллереноподобного углерода, условия формирования которого характеризуются более высокими температурами (выше 2500 °С).
––––––––––––––––
*
Научно-производственный комплекс «Карбон-Шунгит»,
Петрозаводск.
**
Институт геологии КарНЦ РАН, Петрозаводск.
***
Статья публикуется в порядке дискуссии генезиса шунгитовых пород. (Прим. ред.)
94
Структура шунгитовых пород также своеобразна.
Силикатные минералы размерностью в среднем около 1 мкм распределены в матрице шунгитового углерода. Такое строение типично для стеклокристаллического материала – ситалла. Малый и одинаковый
размер кристаллизующихся частиц обусловлен наличием некристаллической матрицы, препятствующей
доставке необходимых веществ для роста кристаллов. В шунгитовых породах функцию контроля за
ростом силикатов выполняла органическая матрица.
Ситальная структура шунгитовой породы позволяет
рассмотривать ее происхождение из гомогенной вязкой массы (магмы) (Калинин, Ковалевский, 2013).
Наиболее значимой геологической особенностью
шунгитовых пород является их связь с основным
вулканизмом в палеопротерозое Карелии (Голубев и
др., 2010). Параметрической скважиной в разрезе заонежской свиты выделены пять крупных ритмов
(Крупеник и др., 2011). Нижние части ритмов представлены углеродистыми образованиями, а верхние –
лавовыми покровами. Повсеместны прямые контакты базитов с шунгитами. Такие контакты описаны на
Лебещине (Бискэ и др., 2004), в геологических отчетах при разведке Максовской, Зажогинской, Полежаевской залежей, Чевжаваре (рис. 1).
Разнообразные контакты шунгита с базитом объясняют на примере участка Лебещены внедрением
высокотемпературной магмы в осадочный горизонт
пластичного органоминерального материала (протошунгита). Однако такие трактовки не объясняют ни
структурных особенностей шунгитового фуллереноподобного углерода, ни структурных особенностей
(ситальной структуры) шунгитовых пород, ни термического воздействия на шунгитовое вещество на контакте шунгитовых пород с мощными силлами (как в
Чевжаваре) и на шунгитовый углерод в изолированных включениях в базите.
Исследование образцов шунгитового вещества в
аншлифах, отобранных на контакте с базитом
(Чевжавара, канал долерита в Максово) и удаленного
от контактов (табл. 1), методом рамановской спектроскопии позволило определить типы включений
Таблица 1
Параметры спектров комбинационного рассеяния
углерода в базитах и шунгитовых породах
Образец, содержащий
углерод
Базит_Mаксово_2_1
Базит_Mаксово_2_9
Базит_Mаксово_4_11
Базит_Чевжавара_3
Шунгитовая порода_
Чевжавара_3
G-пик,
см-1
1583
1581
1585
1600
D-пик,
см-1
1350
1345
1350
1344
R1
La, нм
1,17
1,27
1,52
1,62
3,7
3,5
2,9
2,7
1582
1334
1,54
2,8
шунгитового углерода в базитах. Для некоторых образцов наблюдается наличие взаимосвязанных включений и прожилков (рис. 2, а), для других, напротив,
обособленных включений углеродистого вещества
(рис. 2, б, в). Наличие мелких изолированных углеродных включений в базите исключает его контаминацию в уже сформировавшийся базит. Занос органического вещества в пирогенный базит также маловероятен: оно не могло сохраниться в расплавленной
магме. Однако углеродистое вещество сохранилось,
а структурное состояние образовавшегося шунгита,
определенное по рамановской спектроскопии (рис. 2, г),
не отмечает это воздействие и, более того, соответст-
вует шунгиту, удаленному от зоны контакта (табл. 1).
Таким образом, для шунгитов в базитах наблюдается
ряд особенностей, которые трудно объяснить с позиций известных генетических гипотез образования
шунгитовых пород.
Рис. 1. Контакт базита с шунгитовой породой (Максовская залежь)
Рис. 2. Включения шунгита в базитах, определенные по результатам рамановской спектроскопии:
а, в – из залежи Максово, б – из залежи Чевжавара. Кружками в центре фотографий изображен максимальный размер области, с которой
производился анализ. На рисунке г представлен характерный рамановский спектр, из которого по соотношению G-пика (Graphite – графитовый) и D-пика (Disorder – дефектность) находились размеры графеновых областей в плоскости слоя (La)
95
Окислительно-восстановительные реакции между
шунгитовым углеродом и оксидами зольной части
шунгитовой породы являются более чувствительными
индикаторами на термическое воздействие. На контакте с пирогенными базитами следовало бы ожидать
активную реализацию следующих окислительно-восстановительных реакций в порядке очередности:
R2O + Cш → CO + 2R ↑ (где R = Na, K)
FeO + Cш → CO + Fe
SiO2 + 2Cш → Si + 2CO
SiO2 + 3Cш → SiC + 2CO
Все эти реакции реализуются на практике в металлургии при использовании шунгитовой породы в
доменных плавках. Реализация этих реакций на контакте с базитом могла быть зафиксирована:
1. По изменению материального баланса щелочных оксидов на контакте с базитом и в объеме шунгитового тела, так как восстановленный щелочной
металл выносится из сферы реакции в газовой фазе.
2. По фиксации металлического железа в сфере
реакции и по ферромагнитным свойствам веществ в
зоне контакта.
3. По появлению металлического кремния и карбида кремния в веществе на контакте.
Никаких подобных изменений состава и свойств
на контакте в шунгитовой породе не обнаруживается.
Более того, происходит обогащение базита щелочами.
Так, на месторождении Чевжавара среднее отношение
R2O/Al2O3 в базите – 0,24, а в базите на контакте с
шунгитовой породой – 0,40–0,44, т. е. базит на контакте обогащается R2O, и отношение R2O/Al2O3 в базите
приближается к таковому в шунгитовых породах.
Поскольку не обнаруживается термического
влияния базита на шунгит, то есть основания для вывода, что базиты заонежской свиты не были пирогенными. Напротив, выявляется сильное влияние шунгитовой породы на химический состав базита, находящегося с ней в контакте. Эти влияния четко определены и проявляются, в первую очередь, в содержании щелочных (одновалентных) и щелочеземельных
(двухвалентных) оксидов. В табл. 2 приведены составы долеритов из канала Максовской залежи.
Таблица 2
Химический состав долеритов Максовской залежи
№
пробы
1
2
3
SiO2
TiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O ппп
51,60
51,16
49,16
2,43
2,25
2,10
13,9 16,08 6,28
13,65 16,44 5,85
13,59 18,11 5,89
0,50
1,06
0,42
0,28 2,00 5,69
0,65 2,88 5,14
0,45 2,93 5,30
В классических базитах (Заварицкий, 1961) и в
базитах заонежской серии (Куликов и др., 2011) преобладающий щелочной оксид всегда Na2O. В долеритах канала, как и в шунгитовых породах Максовской
залежи, преобладающим щелочным оксидом является K2O. Показательно влияние шунгитового углерода
на изменение соотношения в базите двухвалентных
оксидов, что прослеживается на диаграмме FeO –
MgO – CaO (рис. 3). Известные средние составы базитов (базальтов, диабазов, долеритов по Дэли, траппов по Куплетскому – Заварицкий, 1961) и базиты
заонежской свиты занимают поле (1) в центре диаграммы. Все шунгитовые породы, при отсутствии в
них карбонатов, занимают положение в поле (2), независимо от содержания в них Сш, состава минеральной основы, типа залежей (конусные, пластовые),
возраста (заонежской или суйсарской свит). Нанесенные на диаграмму шунгитовые породы представлены в табл. 3. Долериты канала на диаграмме находятся в поле (2) – в поле шунгитовых пород – и обладают одновременно химическими чертами классических базитов и шунгитовых пород. По содержанию
оксидов SiO2, Al2O3, TiO2, MgO долериты канала являются аналогами базитов. По содержанию CaO, соотношению в группе FeO : MgO : CaO, преобладающему щелочному оксиду долериты обладают родственными чертами с шунгитовыми породами. Наличие таких общностей, отсутствие термических градиентов на контакте долерита и шунгитовой породы в
Максово, как и на контакте базальта и шунгитовой
породы в Чевжаваре, магматический этап в истории
всех трех веществ (базитов, долеритов, шунгитовых
пород) позволяют высказать предположение, что все
эти породы – продукты единого хемогенного очага.
Рис. 3. Положение составов сибирского траппа,
долерита, диабаза и базальта по Заварицкому;
долерита заонежской серии, долерита канала в
Максово и шунгитовых пород на диаграмме
FeO – MgO – CaO
96
Таблица 3
Состав золы пород шунгитовых залежей K подтолщи
Участок
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Базит
заонежский
Максово
Максово
Зажогинская
залежь
Зажогино
Максово
пласт VII
Максово
пласт VIII
Максово
пласт IX
Шуньга
Шуньга
Кочкома
Пажа
Мягрозеро
Проба
∑ = FeO +
Na2O
MgO + CaO
8,07
29,47
2,61
C
SiO2
TiO2
Al2O3
FeOобщ
MgO CaO
K2O
–
50,4
2,00
14,08
15,00
6,40
0,87
Долерит канала (по 3 пробам)
– 53,51
Продукт. шунгиты (сред. по 85 пробам) 32,0 87,7
Скв. 284 (верхн. – 3 пробы)
10,3 59,0
2,39
0,37
1,04
14,59
5,90
15,89
17,87
3,10
9,30
6,32 0,71
0,99 0,26
10,16 0,28
24,90
4,35
19,74
1,27
0,15
0,38
2,84
1,63
3,82
Скв. 284, 285, 286 (64 пробы)
Скв. 214, 231, 271 (сред. по 5 пробам)
28,6 85,33
18,0 74,25
0,30
0,79
5,94
10,46
3,72
5,69
1,77
3,68
0,36
1,92
5,85
11,29
0,30
0,25
2,27
2,90
Скв. 236, скв. 251 – 3 пробы
29,6 74,20
0,87
11,13
8,09
2,88
1,53
12,5
0,18
1,32
Скв. 251, 255, 271 (сред. по 6 пробам) 35,1 68,95
1,02
10,24
12,73
2,49
1,03
16,27
0,28
3,0
Ш-II (сред. по 2 пробам)
Ш-III (сред. по 3 пробам)
По 5 пробам
Ш-V (сред. по 9 пробам)
Горизонт К2
2,14
0,82
1,0
1,55
1,6
17,23
7,59
17,40
17,58
17,1
9,50
6,66
6,13
9,02
12,54
7,44
3,11
2,46
4,34
3,21
1,78
0,63
0,30
0,06
1,4
18,72
10,4
8,9
13,42
17,15
0,48
2,07
1,38
0,68
1,21
6,78
4,33
3,84
4,54
3,12
Средняя
61,0 54,6
40,0 74,8
37,6 67,4
4,0 61,76
0,5 59,9
Рассмотрим более детально связи между базитами и шунгитовыми породами на примере пород Полежаевской залежи, которые являются благоприятным объектом для наблюдения за эволюцией базитов
под влиянием шунгитовых пород по следующим
причинам:
1. Породы Полежаевской залежи по геологическим описаниям представляют собой, с одной стороны, базальтовые туфы, в разной степени содержащие
Сш, а с другой – шунгитовые породы с разным содержанием углерода. Содержание Сш в туфах меняется
от 0 до 20%, в шунгитовых породах – от 0 до 46%.
2. На породы имеются около 700 анализов по 7
показателям: ппп, Сш, SiO2, Al2O3, FeOобщ., MgO,
CaO. Охарактеризованными химически оказались
породы во всем диапазоне содержаний Сш.
3. Предоставляется возможность проследить изменения составов золы пород в широком диапазоне
содержаний Сш. Для этого все породы были разбиты
на группы по содержанию Сш: группы туфов с Сш в
% 0–5; 5–10; 10–20, группы шунгитов с Сш в % 0–5;
5–10; 10–20; 20–30; 30–40; более 40. На диаграмме
FeО – MgO – CaO прослежено положение фигуративных точек составов для всех выделенных групп
(рис. 4).
Фигуративные точки всех анализов пород Полежаевской залежи укладываются в основном в четыре
поля на диаграмме (рис. 4). Поле (1) – это собственно
поле базитов (рис. 3). Поле (2) – поле шунгитовых
пород. Поле (3) – поле кальциевых карбонатов. Поле
(4) – поле доломитовых карбонатов. Карбонаты сосредоточены в основном в туфах при содержании Сш
< 5%. При малых содержаниях Сш (<5%) породы в
основном диагностируются как туфы. Проб шунгитовых пород с Сш < 5% немного. В диапазоне Сш = 5–
20% вероятность существования пород в виде туфов
и шунгитовых пород почти одинаковая. Распределение фигуративных точек составов по полям диаграммы принципиальных различий также не имеет. С
увеличением Сш доля точек в полях (1), (3), (4) со-
кращается и увеличивается доля точек в поле (2). С
увеличением Сш сокращается количество CaO в породах. При содержании Сш ≥ 20% породы находятся
в форме шунгитовых пород. При Сш ≥ 30% все точки
находятся только в поле (2), CaO вынесен из пород
максимально. Образованные карбонаты перенесены
и сконцентрированы в малоуглеродистые породы. В
химическом составе золы туфов и шунгитовых пород
различия незначительны (табл. 4).
Таблица 4
Состав золы шунгитовых пород (ШП) и туфов (ТФ)
Полежаевской залежи
№
п/п
1
ШП
2
3
4
5
6
ТФ
7
8
9
10
11
12
13
Участок,
проба
516-33
516-31
518-09
518-13
525-09
526-10
510-1
518-1
516-26
538-5
518-2
518-7
512-18
С
30,58
34,76
34,96
43,15
46,53
48,29
10,54
15,51
17,61
18,53
9,93
9,70
8,97
SiO2 Al2O3 FeO MgO
CaO
64,02
62,88
63,00
58,50
64,08
62,41
53,67
60,30
56,60
62,4
62,47
58,48
62,21
0,34
1,04
1,42
1,37
2,03
0,93
3,28
2,00
1,88
1,56
2,00
1,90
2,12
15,03
12,90
15,18
15,17
13,31
14,43
14,90
16,23
13,14
15,18
14,31
14,48
11,80
10,29
9,78
8,94
12,39
9,12
10,52
14,52
8,54
12,93
10,87
9,20
12,08
12,02
4,28
4,13
2,43
3,66
2,66
0,89
9,74
6,85
5,95
3,59
6,52
6,10
3,30
Анализ позволяет предположить, что минеральная основа туфов и шунгитовых пород – одно и то же
исходное вещество – базит. Различия проявляются в
структуре породы. При содержании Сш в породе до
20% возможна кристаллизация минерального вещества в двух вариантах: базальтовом (зерен с размерностью, характерной для базальтов) и ситальном (с
микронной размерностью минералов). Определяющим фактором в выборе варианта кристаллизации
является содержание Сш. При Сш < 5% формируется
в основном базальтовая структура. При Сш = 5–20%
вероятность формирования базальтовой и ситальной
структур равновероятна. При Сш ≥ 20% происходит
97
Рис. 4. Распределение составов шунгитовых пород (ШП) и туфов Полежаевской залежи на диаграмме FeO – MgO – CaO:
(1) – поле базитов; (2) – поле шунгитовых пород; (3) – поле кальциевых карбонатов; (4) – поле доломитовых карбонатов
формирование типичной для шунгитовых пород ситальной структуры. Рис. 5 иллюстрирует изменение
содержания каждого оксида группы МеО (CaO,
MgO, FeO) во всем диапазоне изменений Сш в породах Полежаевской залежи и сумму оксидов группы
МеО. В пределах Сш до 8% содержание оксидов
группы МеО в породах выше, чем в базите. По
CaO и MgO превышение достигает 3 раз, по FeO –
1,5 раза. По CaO и MgO это превышение объясняется концентрацией в малоуглеродистых породах карбонатов, по FeO это может быть связано с образованием и концентрацией в малоуглеродистых породах
сульфидов.
98
С увеличением Сш максимальное содержание
МеО постоянно снижается, но нижнее предельное
содержание сохраняется на постоянном уровне 5%
МеО. При содержании Сш ≈ 50% колебания в минеральном составе отсутствуют, содержание МеО =
5%. Этому содержанию соответствует максимальный
вынос МеО из базита, равный почти 90% от первоначального в породе. За счет выноса МеО содержание
SiO2, Al2O3 в преобразованном базите повышается.
Это отражено на рис. 6, построенном по данным
табл. 4. Фигуративные точки составов туфов и шунгитовых пород образуют единую линию, описываемую формулой SiO2 = 73–0,7 МеО. При МеО = 30%,
Рис. 5. Распределение CaO, MgO, FeO по отдельности и в сумме (MeO) в породах Полежаевской залежи в зависимости от содержания шунгитового углерода (С)
Рис. 6. Зависимость содержания SiO2 от суммарного содержания CaO, MgO,
FeO (МеО) в золе пород (∆ – туфы; – шунгитовые породы)
содержании, типичном для базитов, формула дает
SiO2 = 52%. Это характерно для базита и является
еще одним подтверждением того, что исходным веществом для шунгитов и туфов Полежаевской залежи является классический базит. При контакте с Сш
из классического базита выносится МеО, и базит закономерно меняет состав, превращаясь в Бпр. – золу
шунгитивой породы Na подтолщи.
Шунгитовые породы Na подтолщи представляют
собой, таким образом, двухкомпонентный продукт,
состоящий из Сш и Бпр. (преобразованного базита).
Исходя из этого положения, содержание в породе
Бпр. = 100 – С. С использованием этой формулы и
данных табл. 4 построен график Al2O3 – Бпр. (рис. 7).
Среднее содержание Al2O3 в Бпр. Na подтолщи равно 15%. В золе ряда проб шунгитовых пород К
подтолщи максимальное содержание Al2O3 составляет ≈17%, что, по всей вероятности, отражает содержание базита в калиевых Б пр. По анализам этих
проб построена вторая зависимость Бпр. от Al2O3.
Определение содержания базита в породах К подтолщи проводится по этой линии и соответственно
определяется компонентный состав пород К подтолщи.
99
Al2O3
Рис. 7. Зависимость содержания преобразованного базита (Бпр.) от содержания
Al2O3 в шунгитовых породах Na ( ) и К (∆) подтолщ
Рис. 8. Компонентный состав шунгитовых пород K и Na подтолщ
Состав шунгитовых пород К подтолщи по компонентному составу значительно разнообразнее (рис. 8).
Породы К подтолщи могут быть как двухкомпонентными (шунгиты-II Шуньги, высокоуглеродистые
шунгиты Кочкомской залежи и низкоуглеродистые
сланцы Пажи и Мягрозера), так и трехкомпонентными (шунгитовые породы конусовых залежей, шунгиты-III Шуньги, а также шунгитые породы пластовпотоков на максовском конусе). Максимальное содержание Qz фиксируется в шунгитовых породах
конусных залежей (44–46%), что представляется неслучайным. Высококремнистые магмы являются высоковязкими и поэтому склонными к образованию
конических форм. Конуса от других форм K-типа отличаются постоянством состава и значительными
объемами однородного вещества. На этом основании
можно сделать вывод, что высокоуглеродистые вы100
сококремнистые магмы конусов являются термодинамически наиболее устойчивыми составами. В разные периоды протерозоя – людиковский и калевийский – толщи шунгитсодержащих пород состоят из
двух подтолщ – нижней – натровой (Na) – и верхней –
калиевой (K). Состав шунгитовых пород нижней
подтолщи двухкомпонентный, состоящий из шунгитового углерода (Сш) и преобразованного базита
(Бпр.), верхней – либо двухкомпонентный (Сш + Бпр.),
либо трехкомпонентный (Сш + Бпр. + Qz).
В хемогенном очаге в присутствии CO2 комплекс
оксидов в соотношении, характерном для базитов,
становится термодинамически нестойким. В нем
происходят преобразования, в Na очаге – в выносе из
базита двухвалентных оксидов МеО, в К очаге – в
выносе оксидов МеО и замещении Na2O на K2O. Вынесенные из базита оксиды МеО взаимодействуют
с CO2 и образуют карбонаты, которые отслаиваются
(ликвируют) в хемогенном очаге от Бпр. и протошунгитов с формированием в последующем пластов карбонатных или карбонатсодержащих пород.
Продукты хемогенного очага определялись качественным и количественным составом источников поступления. В людиковский период такими
источниками были базальт, мантийный углерод,
поступающий в больших количествах, и собственно среда очага. Первичное состояние углерода в
мантии могло быть аналогично современному
(Сш), попавшему на нашу планету в период ее формирования.
Среда самого хемогенного очага, исходя из образовавшихся продуктов, содержала воду, щелочи,
хлор, серу. О наличии серы в очаге свидетельствуют
высокие концентрации сульфидов в шунгитовых
толщах, на наличие хлора указывают соли, обнаруженные в толще людиковия – ятулия. Вывод о щелочном характере среды базируется на способности
менять определяющий щелочной оксид в шунгитовых породах, замещать Na2O на K2O в базитах, менять содержание щелочей в шунгитовых породах.
Окислительно-восстановительная среда очага в этот
период была нейтральной. Между перечисленными
веществами в условиях нейтральной среды и Na щелочи возможны следующие реакции:
Сш + H2O → CO2 + CnHm (углеводороды нефтяного ряда)
(1)
Возможность образования нефтеподобных продуктов показана даже при использовании в качестве
твердого углерода алмаза (Жимулёв и др., 2012).
Б (базальт) + CO2 → Бпр. + карбонаты Сa и Mg (2)
Бпр. – базит преобразованный, разнообразного состава в зависимости от степени выноса из него МеО
+ TiO2. Соединения TiO2 – рутил, сфен обнаружены
при микроанализе на контакте шунгита с диабазом в
породах Чевжавары.
Б + Сш (в присутствии Cl, S) → Бпр. + CO2 + FeS +
NaCl
(3)
Оксиды железа и щелочей относятся к наиболее
легко восстанавливаемым.
(4)
СnHm + Бпр. → ОСК,
где ОСК – органосиликатный комплекс, химическое
соединение сложного состава типа полиорганометаллосилоксана, предельно насыщенное углеводородами. Это протовещество современной шунгитовой породы с содержанием углерода 40–70% (шун-
гит II разновидности), обладающее пластичными
свойствами.
ОСК + Бпр. → двухкомпонентные шунгитовые по(5)
роды с разным содержанием Сш
В очаге с калиевой средой преобразования базальта в Бпр. заключаются не только в выносе МеО +
TiO2, но также в замещении Na2O на K2O. По реакции (4) образуются ОСК с содержанием Сш до 70%.
Возможны образования шунгитовых пород не
только по реакции (5), но также и:
ОСК + Бпр.+ Qz → разнообразные шунгиты по со(6)
ставу золы и содержанию Сш
В калевии имеются черты общности с процессами
людиковийских хемогенных очагов: происходит смена Na подтолщи на К подтолщу, осуществляются реакции (1) и (2). Но нет реакций (3), (4), (5), (6). Из
хемогенного очага выносятся в бассейн Бпр. и СnHm
(углеводороды). В бассейне углеводороды сорбируются частицами Бпр. и образуют шунгитсодержащие
сланцы с постоянным, но низким Сш. Возможно, специфика химических процессов в суйсарском хемогенном очаге объясняется малым количеством поступающего в очаг Сш. Избыточные по отношению к
сорбции углеводороды образуют лепешки на поверхности бассейна, подобные современным нефтеподобным, метаморфизованные в шунгитовый углерод.
В ятулии нет свободного углерода, но имеются
черты общности базитов с преобразованным базитом
людиковия и большие объемы карбонатов. В статье
А. И. Голубева и др. (2010) приведены составы пикритобазальтов ятулия среди туломозерских доломитов: SiO2 42,27; TiO2 1,19; Al2O3 13,07; Fe2O3 13,79;
MgO 13,94; CaO 1,68; Na2O 0,45; K2O 1,55. Преобладающим щелочным оксидом в них является К. Доля
CaO в составе МеО составляет 5,7%, т. е. состав пикритобазальтов лежит в поле (2) на диаграмме FeO –
MgO – CaO, в поле шунгитов. Авторы отмечают, что
особенностью атмосферы ятулия является окислительный характер. С учетом этого обстоятельства в
хемогенном очаге поступающий Сш нацело окислялся
Сш + O2 → СO2 и шли процессы образования карбонатов Б + СO2 → Бпр.+ карбонаты.
Таким образом, во все периоды протерозоя действовали хемогенные очаги. Набор продуктов хемогенных очагов, соотношение между шунгитовым углеродом и карбонатами менялось в зависимости от
окислительно-восстановительных условий в очаге и
количества поступающего в очаг углерода.
ЛИТЕРАТУРА
Бискэ Н. С., Ромашкин А. Е., Рычанчик Д. В. Протерозойские пеперит-структуры участка Лебещина // Геология
и полезные ископаемые Карелии. Вып. 7. Петрозаводск,
2004. С. 193–199.
Голубев А. И., Ромашкин А. Е., Рычанчик Д. В. Связь
углеродонакопления с основным вулканизмом в палеопротерозое Карелии (ятулийско-людиковийский переход)
// Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 13. Петрозаводск, 2010. С. 73–79.
Жимулёв Е. И., Чепуров А. И., Синякова Е. Ф. и др.
Кристаллизация алмаза в системах FE–CO–S–C и FE–NI–
S–C и роль металл-сульфидных расплавов в генезисе алмазов // Геохимия. 2012. № 3. С. 227–239.
Заварицкий А. Н. Изверженные горные породы. М.,
1961.
Иванкин П. Ф., Галдобина Л. П., Калинин Ю. К. Шунгиты: проблемы генезиса и классификации нового вида углеродистого сырья // Сов. геология. 1987. № 12. С. 40–47.
101
Калинин Ю., Ковалевский В. Шунгитовые породы: горизонты научного поиска // Наука в России. 2013. № 6. С. 66–72.
Ковалевский В. В. Шунгит или высший антраксолит?
// Записки РМО. 2009. № 5. C. 97–105.
Крупеник В. А., Ахмедов А. М., Свешникова К. Ю.
Строение разреза Онежской структуры по данным бурения
ОПС // Онежская палеопротерозойская структура (геология, тектоника, глубинное строение и минерагения). Петрозаводск, 2011. С. 172–176.
Куликов В. С., Рычанчик Д. В., Голубев А. И. и др. Людиковий // Там же. С. 67–101.
Филиппов М. М. Шунгитоносные породы Онежской
структуры. Петрозаводск, 2002. С. 7–32.
Филиппов М. М., Бискэ Н. С., Первунина А. В., Дейнес
Ю. Е. Сопоставление известных и новых данных о геологическом строении Максовского месторождения шунгитоносных пород // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 12. Петрозаводск, 2009. С. 130–142.
Шунгиты – новое углеродистое сырье / Под ред. В. А.
Соколова, Ю. К. Калинина, Е. Ф. Дюккиева. Петрозаводск,
1984. 182 с.