Введение к работе
Актуальность работы
Рифейские осадочные бассейны - самые древние неметаморфизованные осадочные комплексы на Земле. Изучение их является важнейшей научной задачей, поскольку позволяет решать многие фундаментальные проблемы, такие как закономерности перехода от формирования кристаллических пород фундамента к осадочному чехлу, особенности эволюции осадочных процессов в до-кембрийской истории и др. Кроме того, исследование рифейских осадочных бассейнов имеет важное прикладное значение, поскольку с ними связаны месторождения урана типа несогласия, которые характеризуются исключительным качеством руды и высокой рентабельностью. Такие месторождения приурочены к зонам предрифейских структурно-стратиграфических несогласий (ССН) и обнаруживают тесную связь с эволюцией осадочного бассейна на ранних этапах его становления, что определяет необходимость детального изучения рифейских бассейнов для выявления геологических предпосылок формирования месторождений.
В работе рассматриваются три крупных осадочных бассейна: Пашско-Ладожский, Восточно-Анабарский и Атабаска, которые имеют внутрикратошюе происхождение и являются уранонос-ными. Бассейн Атабаска был выбран в качестве эталонного - он более всего изучен, поскольку вмещает разномасштабные (от мелких до крупных и уникальных) месторождения урана типа несогласия. Рассмотрение бассейна Атабаска производится вместе с ураноносным бассейном Телон, который располагается непосредственно к северу от него.
Целые работы является реконструкция строения и эволюции, а также стадиально-эпигенетических преобразований осадочных пород Пашско-Ладожского и Восточно-Анабарского ураноносных бассейнов.
Основные задачи работы:
-
Реконструировать питающие провинции рифейских отложений Пашско-Ладожского и Восточно-Анабарского бассейнов и установить обстановки осадконакопления;
-
Уточнить время формирования исследуемых бассейнов;
-
Выявить характер стадиальных и эпигенетических процессов, происходивших на границе фундамент - рифейский чехол;
-
Сравнить Пашско-Ладожский и Восточно-Анабарский бассейны с классическими внутри-кратонными ураноносными бассейнами Атабаска и Телон Канадского щита для выявления общих закономерностей и различий в их развитии.
Научная новизна
С точностью до десятков миллионов лет ограничено время осадконакопления в восточной части Пашско-Ладожского бассейна. В составе песчаников приозерской и салминской свит установлено присутствие пеплового и эксгалятивного материала. В южной части Восточно-Анабарского бассейна выделен новый тип рифейского разреза, имеющий иной возраст, чем разрез отложений северной части бассейна. Впервые для исследуемых бассейнов определен изотопный состав Н и О флюидов. Это позволило установить, что стадиально-эпигенетические изменения происходили в Пашско-Ладожском бассейне при смешении бассейновых рассолов и флюидов фундамента, а в Восточно-Анабарском - за счет бассейновых рассолов.
Практическая значимость
Результаты диссертационной работы имеют значение как для фундаментальной науки, так и для прикладных исследований. Новые геохронологические данные позволили пересмотреть представления о возрасте и длительности формирования Пашско-Ладожского бассейна, а также о стратиграфии южной части Восточно-Анабарского бассейна, что может быть использовано при со-
ставлений региональных стратиграфических схем рифея. Полученные данные по источникам сноса рифейских комплексов могут быть применены при палеотектонических реконструкциях. Предлагаемые в работе модели флюидной миграции в Пашско-Ладожском и Восточно-Анабарском бассейнах могут способствовать более обоснованному проведению прогнозных исследований. На защиту выносятся следующие положения:
-
Пашско-Ладожский бассейн является аналогом рифтогенных бассейнов Мартин и Бэйкер Лейк Канадского щита, хотя и моложе их по возрасту. Восточно-Анабарский бассейн по своим структурным и возрастным характеристикам близок к пострифтовым впадинам Атабаска и Телон.
-
Формирование восточной части Пашско-Ладожского бассейна произошло за сравнительно короткий интервал времени около 20 млн. лет (от 1477 до 1459 млн. лет). Формирование Восточ-но-Анабарского бассейна хотя и продолжалось на протяжении всего рифея и венда, но состояло из сравнительно коротких эпизодов осадконакопления и длительных перерывов.
-
Вещественный состав и стадиальные преобразования пород являются основными факторами контроля рудоносности. В Пашско-Ладожском бассейне движение флюидов было затруднено вследствие вещественно-структурных особенностей песчаников приозерской свиты, обладающих высокими экранирующими свойствами. В базальных песчаниках Восточно-Анабарского бассейна миграция растворов была ограничена горизонтами с регенерационно-кварцевым цементом.
-
Изотопный состав Н и О глинистых минералов цемента песчаников свидетельствует о смешении глубинных и бассейновых флюидов при литогенезе и эпигенезе осадочных отложений Пашско-Ладожского бассейна. В Восточно-Анабарском бассейне важная роль в стадиально-эпигенетических процессах принадлежит бассейновым рассолам.
Фактический материал
В основу работы положен анализ кернового материала по 8 скважинам из Пашско-Ладожского бассейна и 5 скважинам из Восточно-Анабарского бассейна. Материал был предоставлен ГП Невскгеология и Амакинской ГРЭ. Значительная часть материала была получена при выполнении совместного проекта СПбГУ и компании Саглесо (Канада), руководителем которого является А.К. Худолей. Автор также принимал участие в полевых работах в бассейне Атабаска, результаты которых лишь частично вошли в диссертацию, но позволили расширить представления о геологии и ураноносности рифейских осадочных бассейнов.
В ходе исследований автором были изучены в проходящем и отраженном свете 188 прозрачно-полированных шлифов, около 200 рентгенограмм глинистых минералов цемента песчаников, выполнено 18 микрозондовых анализов хлоритов и иллитов, 41 анализ изотопной системы свинца, 18 определений изотопного состава Н и О глин. При оригинальных аналитических исследованиях было сделано 190 полуколичественных спектральных анализов (42 элемента), 181 определение содержания урана лазерно-флюоресцентным и рентгеноспектральным методами, 76 количественных анализов методами ICP-MS и ICP-AES, 70 содовых и кислотных вытяжек для выяснения степени подвижности урана. Было произведено 330 определений U-Pb возраста обломочных цирконов с помощью SHRIMP, 10 Sm-Nd анализов валовых проб пород. Исследования проводились с 2007 года в аналитических лабораториях СПбГУ, ВСЕГЕИ, ИГГД РАН, Геологической Службы Канады в Оттаве и Университета Квинс (Канада) при поддержке компании Сатесо, грантов РФФИ, СПбГУ, SEG, и на основе соглашения о научном сотрудничестве между СПбГУ и Университетом Квинс.
Структура работы
