CC BY
50
Елена Моисеевна Гурвич
Изучение особенностей магматических и осадочных пород докембрия и ледниковых четвертичных отложений Приладожья и Прионежья
Итоги полевой работы экспедиционной группы «Геология» в Карелиии и Вологодской области в 2018 году
Studying the Precambrian magmatic and Sedimentary rocks and Quaternary glacial deposits in Ladoga and Onega region
Results of the field work of the expeditionary group in Karelia and the Vologda regions in 2018
Аннотация. В статье представлены итоги работы экспедиционной группы «Геология» Школы № 1553 имени В.И. Вернадского в Карелии и Вологодской области в июле 2018 года. Группа прошла 13 маршрутов, отработала 18 точек наблюдения, отобрала множество образцов для исследования и пополнения геолого-минералогического музея Школы № 1553. По результатам экспедиции учащиеся подготовили и защитили исследовательские работы.
Ключевые слова: геология, исследовательская деятельность школьников.
Abstract. Description of the expedition of the «Geology» research group, Vernadsky School 1553 to Karelia and the Vologda region (July 2018) is presented. The group passed 13 routes, made 18 observation points, collected many samples for research and School 1553 geology and mineralogy Museum replenishment. Student wrote and defended research woks by expedition results. Key words: geology, research activities of schoolchildren.
Гурвич,
Елена Моисеевна
кандидат геолого-минералогических наук, руководитель исследовательской специализации «Геология» ГБОУ «Школа № 1553 имени В.И. Вернадского», Москва
e-mail: [email protected]
Elena M.
Gurvich,
Ph.D. in geological and mineralogical Sciences, head of the "Geology" research specialization in Vernadsky School 1553, Moscow
Экспедиции
Введение
Рис. 1. Принципиальная тектоническая схема Балтийского щита http://www.geofys.uu.se/eprobe/ Projects/svekal/Svekalap.htm (по [20])
Территория Карелии, на которой мы работали, находится в пределах Балтийского щита Русской платформы (Рис.1), и только на крайнем юго-востоке избранной территории мы сталкиваемся с участком перехода к Русской плите с палеозойским осадочным чехлом.
Мы выбрали этот район, так как ме-таморфиты докембрия, которые выходят в Карелии на поверхность, в Московском регионе находятся на глубине 1500 м и недоступны для изучения без бурения скважин. Кроме того, здесь выходят как магматиты, так и осадочные породы докембрия, включая ледниковые образования, что создает возможность сравнения их с четвертичными. Наконец, в намеченном районе выходят докембрийские красноцветные шокшин-ские кварциты и песчаники вепсия и девонские красноцветы Андомской горы, что позволяет провести сопоставление их.
Этот регион дает возможность провести и геоморфологические наблюдения за аккумулятивной деятельностью четвертичного ледника и характером невыработан-ных речных русел и долин, формирующихся на недавно освободившейся от ледников территории.
Приладожье и Прионежье, как и весь Балтийский щит, позволяет рассмотреть сложный комплекс природных взаимодействий, связанных с ледниками и процессами их таяния: повышение уровня океана и подъем освобождающейся территории, что приводило к смене соленых и пресноводных бассейнов Балтики. С этим же связано и образование предледниковых озер,
Рис. 2
А Месторасположения стоянок и изучаемых объектов: 1. На оз. Сяксъярви. 2, На Пальеозере. 3. У устья р. Андомы у Андомской горы, 0 Положение объектов изучения: 1. Валаам. 2. О-в Пусунсаари. 3. Иасситеритоеые скарны. 4. Месторождение Нителя. 5. Рускеала. 6. Уксинская озовая гряда. 7. Шакшинское месторождение. 8. Максовское
Район работ с 6 объектами изучения у Гирваса (вулканиты и обломочные породы ятулия). Юрковец ¡сариолийские ледниковые отложения), Маоииальные воды, Царевичи (пшщты суйсдрия), развита
Изучение особенностей магматических и осадочных пород докембрия и ледниковых четвертичных отложений Приладожья и Прионежья
Елена Моисеевна Гурвич
возникновение и прекращение их связи с Балтийским и Белым морями, их спуск с возникновением речных стоков и т.д.
Кроме того, в этом районе имеется ряд интересных рудных и минералогических объектов, что, несомненно, привлекает внимание детей и дает материал для исследований.
Маршрут экспедиции (расстояния в одну сторону) (Рис. 2)
9 июля Поезд из Москвы 21:05, в пути 1100 км
10 июля Приезд в Петрозаводск в 8:55, переезд на место 130 км автобусом, постановка лагеря на оз. Cаксъярви в районе Питкяранты
11 июля Месторождение гранатов Кителя, автобусом 31км
12 июля Остров Валаам до Сортовалы, 80 км автобусом и метеором
13 июля Уксинская озовая гряда. Местный радиальный выход пешком 6,5 км
14 июля Скаполитовые скарны острова Пусунсари (Питкяранта), автобус 37 км и пешие маршруты 5 км
15 июля Работа на дамбе в Питкяранте, ул. Ленина, д. 74. Сбор образцов касситеритовых скарнов из шахт Старого рудного поля, маршрут к отвалам кальцифиров. 35 км автобусом, 4 км пешком
16 июля Дальний радиальный выезд в парк Рускеала и на Рускеальские водопады. Автобусом 91 км, пешком 6 км
17 июля Паковка образцов, сборы
18 июля Переезд в район Гирваса, автобусом 300 км. Постановка лагеря на озере Пальеозеро
19 июля Дальний радиальный выезд на Шокшинский карьер, автобус 162 км. Местные радиальные выходы, пешком 4 км
20 июля Дальний радиальный выезд на месторождение шунгита Максово в районе пос. Толвуя, 147 км автобусом
19 июля Маршрут в районе ст. Шуя и развязки между трассой Кола и дорогой на Гирвас, по дороге на Гирвас. 80 км транспортом, пешком 4 км
21 июля Развилка дорог на Колу и на Гирвас, Царевичи, Юркозеро. Автобусом 60 км и радиальные маршруты, пешком 4 км
22 июля Местный радиальный выход на Гирвас и окрестности, пешеходный, 16 км
23 июля Переезд в район Андомской горы, 371 км автобусом. Постановка лагеря
24 июля Работа на Андомской горе, 6 км пешком
25 июля Работа на Андомской горе, 6 км пешком
26 июля Работа на Андомской горе, 6 км пешком
27 июля Подготовка к конференции
28 июля Конференция. Доклады
29 июля Конференция. Доклады, спортивный день
30 июля Отъезд, переправа через Андому, автобус до Вологды 348 км, посадка в поезд в Вологде
31 июля Прибытие в Москву в 6:55, путь 527 км
Экспедиции
Литературный обзор
Архей
Салминскиеграниты последняя фаза 1550 млн лет
Ладожская серия
Сортавальская серия
Пяльярви септа 1000-1100 м
Таблица 1. Стратиграфическая таблица нижнего протерозоя Северного Приладожья (составлена по [12]): ф - Месторождение Кителя; Sn - оловянные руды
Как видно из раздела, посвященного маршруту, и рис. 1, наши работы проводились в Северном Приладожье и на севере и западе Прионежья в пределах Свекофенского блока Балтийского щита и на юго-востоке Прионежья в зоне выходов палеозойского осадочного чехла в зоне перехода к Русской плите. Свекофенский блок слагают метаморфизованные осадочно-вулканогенные толщи нижнего протерозоя мощностью до 8 км, перекрывающие породы архея. Нижнепротерозойские толщи подверглись прогибанию и смятию в складки в ходе свекофен-ской орогении 1,8-1,9 млрд лет, а на рубеже 1,75-1,6 млрд лет происходило внедрение гранитов рапакиви [16].
В северном Приладожье разрез начинается с архейских гнейсов (Таблица 1), мигматитов, гранитов, габбро-диабазов. На породах архея залегают породы нижнего протерозоя, среди которых выделяют нижнюю сортавальскую и верхнюю ладожскую серии [12].
Сортавальская серия имеет мощность 1600 м и состоит из двух свит. Нижняя свита - питкярант-ская, в которой выделяют четыре под-свиты: нижняя сложена амфиболитами, кварцитами, кварц-биотитовыми сланцами, вторая подсвита - доломитовыми и кальцитовыми мраморами и кальци-фирами с подчиненными прослоями амфиболитов, кварцитов и сланцев. В третьей подсвите амфиболовые сланцы с тонкими прослоями амфиболитов кальцифиров, кварцитов и графитовых сланцев. Четвертую подсвиту слагают доломитовые и кальцитовые мраморы и кальцифиры с амфиболовыми и кварц-биотитовыми сланцами. Верхняя свита сортавальской серии - сонлахтинская, представлена доломитовыми мраморами сланцами и прорвана силлами метадиа-базов и метагаббро-диабазов. С карбонатными горизонтами второй и четвертой подсвит питкярантской свиты связаны рудные тела оловянного Питкярантско-го месторождения (Таблица 1).
На породах сортавальской серии согласно лежат породы ладожской серии. По данным И.В. Пекова и др. (2008), она состоит из четырех свит, из которых три распространены в районе Питкяранты. Свита контиосари (250-450 м мощности)
Нээтиселька свита 400-700 м
Контиосари свита 250-450 м
Сонлахтинская свита
Питткярантекая свита 1600 м
4-я
подсвита
3-я
подсвита
2-я
подсвита
1-я
подсвита
Sn
Sn
Елена Моисеевна Гурвич
сложена кварц-биотитовыми и двуслюдяными сланцами со ставролитом, силлиманитом и альмандином. Именно к ней приурочено кительское месторождение альмандинов. На ней залегают кварциты и кварц-биотитовые сланцы свиты наатиселька мощностью 400-700 м, а выше располагаются филлиты, кварциты, кварц-биотитовые сланцы свиты пялкярви (мощность 1000-1100 м).
Сальминская осадочно-вулканогенная свита продолжает разрез, но это уже платформенные образования.
Породы сортавальской и ладожской серий прорывает крупный многофазный Сальминский интрузивный массив (последняя его фаза - граниты-рапакиви, имеют возраст 1550 млн лет).
В Прионежье мы имеем дело также с палеопротерозоем, но общепринятого стратиграфического сопоставления толщ этих двух районов нет. На рисунке 3 и в таблице 2 приведены данные о стратиграфии нижнего протерозоя Прионежья.
10
за
TToÖ^V
' о о а о о
■ О " :
5 о 6 о оО о о о о 0>
О О О Ù О £ о а о о ç
а о о а
. о а о О о о а
1.89 1.92
1.97-1.9 J 2.06
2.15-110
■ 120
.1 ю.:.<м> V'
Я i Wi и
Верхний
СумиЛ-сариалнй
Шокшинские кварциты
Вулканиты суйсария, шунгиты заонежской свиты
Ятулийская вулканическая структура. Конгломераты с голубым кварцем
Отторженец ледниковых пород сариолия
ЕЭ /ЁЗ.'ЕЗ^ЕЭ -/[И ?CZZ1'
Рис. 3. Стратиграфия нижнего протерозоя Ю-З Карелии (по [15]). Характерные отложения:
1 - красноцветные;
2 - ритмичнослоистые турбидитовые;
3 - углеродсодержащие;
4 - карбонатные;
5 - кварциты;
6 - грубообломочные;
7 - основные магматические породы;
8 - гранитоиды
Таблица 2. Сопоставление международной и российской школ подразделения докембрия
Экспедиции
Рис. 4. Место расположения Онежской параметрической скважины по[10]
Рис. 5. Геологическое строение Северного При-онежья по [10]: 1 - вепсийский надго-ризонт; 2 - калевийский надгоризонт; 3 - людико-вийский надгоризонт; 4, 5 - ятулийский надгоризонт (4 - онежский горизонт; 5 - сегозерский горизонт); 6 - сарио-лийский надгоризонт;
7 - архейский фундамент;
8 - разрывные нарушения;
9 - элементы залегания слоистости; 10 - буровые скважины.
В Прионежье в нижнем протерозое (Карелии) выделяется ряд стратиграфических подразделений (Таблица 2). Наши работы приурочены к породам среднего ятулия, людвиковия и вепсия. Кроме того, мы познакомились с глыбой ледниковых отложений сариолия, перенесенной с места коренного залегания в район пос. Юркозеро. Наиболее полные и новые данные по строению Онежской структуры получены благодаря пробуренной в районе Кондопоги Онежской параметрической скважины, достигшей глубины 3500 м. [11] (Рис. 4, 5). Было установлено (Рис. 6), что на поверхности архейско-нижнепротерозойских толщ (возраст по цирконам гранодиоритов 2,7 и 2,4 млрд лет), сложенных гранитами с участием габбро и пикритов, залегает (в скважине на глубине от 2944 до 2400 м) ранее неизвестная эвапоритовая формация ятулия , состоящая из трех свит: нижней, сложенной галитом, средней ангидрит-магнезитовой и верхней - доломитовой.
Эвапориты (от слова «вапор» - «пар») - породы, отлагающиеся в условиях аридного (засушливого) климата в морских и озерных бассейнах с высокой соленостью. Обнаружение такой толщи в нижнем протерозое - неожиданность для геологов.
В нижней части заонежской свиты людиковия к доломитовым пелитам и доломитам присоединяются туффиты, а верхняя ее часть состоит в значительной части из вулканитов, к которым добавляются лидиты и шунгитоносные породы, благодаря которым свита широко известна. По данным Ахмедовой А.М. с соавторами [1] пласты шунгитов переслаиваются с пластами сульфидных шунгитовых алевропелитов, горизонтов тонкозернистых ритмично-слоистых колчеданных руд и сульфидных конкреций пирит-пирротинового состава, а в подошвенной части присутствует пачка пестроцветных кремнисто-карбонатных алевропелитов (кривозеритов).
Елена Моисеевна Гурвич
Выше - суйсарская свита, завершающая людиковий и состоящая из покровов базальтов и пикритов, туфов и туфопес-чаников, туфоалевролитов и туфоконгломератов. Выше ее вскрыты породы калевия (кондопожская свита) туфы, туфо-песчаники, песчаники и алевролиты с отдельными шунгитсодер-жащими пластами. В этом разрезе отсутствуют ливвий (между людвиковием и калевием) и вепсий (после калевия присутствующие в других разрезах. Среди пород вепсия залегают шокшин-ские кварциты (Рис. 3).
На последней стоянке у Андомской горы мы находились уже в Вологодской области, вне Балтийского щита. Здесь выходят породы фанерозоя (Рис. 1), а именно, красноцветной формации верхнего девона.
Так как мы работали на большом количестве объектов, то дальнейший литературный обзор будет выделен в каждом разделе, посвященном исследованиям, чтобы избежать повторений.
Методика проведения исследований
До экспедиции на общем собрании участников были обсуждены основные геологические особенности избранной территории, конкретные минералогические, рудные и петрографические объекты, маршруты и задачи исследования. Дети получили реферативные материалы по геологии и минералогии района экспедиции для ознакомления.
Методика изучения разрезов и отбора образцов традиционная.
Камеральная работа в поле проводилась в двух видах.
Во-первых, проходило изучение химического состава отобранных проб воды Марциальных источников (скв. 1 и скв. 4), в котором принимали участие все участники. Во-вторых, обсуждались полученные результаты исследований, готовились сообщения участников на полевой конференции, они заслушивались всеми школьниками, что позволило им еще раз обдумать
' . Пн:рйСЯЯ11Ва(ГНс доломптчетых яслитов. песчанистых долоишой. полеаощпп-казрцсвнк едсвропспотов н ^чй/^- * затонжисшх алсзропслнтоа со стиинияык доломита по шпсцжту, б - строляолмтоыдх
..-Лсрссланмннс мат1Л]шл алп|др]п-ыал1езитсяыд город, псянтоыорфпых мате знтов н пеетроцащых —" квари-палевощпатоаьп туфодлеиролитоь с лнпммм вльбит-акоирнт-магисэнтового состава
Каменная евдь с обпомгая» рйзпнчных п, род н жилами стетл 0Л
а Границы: а ■ грмошпесжмх «я, слоя; 6 - «руятурных н фациаль*[ых разновидностей порез д Сульфидное одпененне: * • прсимятово-ан^сннос, б -масонами
. Разрез ОПС по [11]
Рис.7. Структурное размещение Валаамско-Сальминской островной гряды. Черным показаны выходы магматических пород Валаамского силла на дневную поверхность по [19]
Экспедиции
свои наблюдения. В последующем ребята изучили отобранные образцы, познакомились с конкретной геологической литературой и подготовили исследовательские работы.
Ход исследования
Посещение острова Валаам
Цель поездки была краеведческая, так как условия посещения диктовались правилами посещения острова - обязательной экскурсией, организованной экскурсионным бюро Валаама с переездом из одной бухты в другую, что лишило возможности провести самостоятельные геологические исследования. Тем не менее, мы заранее познакомились с историей монастыря, его ролью в освоении Америки и его судьбой во время войны. На полевой конференции, куда съехались все экспедиционные группы, обо всем, что ребята узнали ранее и во время экскурсии, рассказали в докладе Владимир Ранчин и Тимофей Овчинников.
Рис. 8. Силлы долеритов (черное) с подводящими каналами в разрезе палеозойских отложений в районе г. Прага*
Рисунок взят с https://injzashita.com/ obshaya-xarakteristika-form-i-osobennosteie-zaleganiya-intruzivnix-ротё.Мт!м
В геологическом отношении Валаам представляет собой небольшую часть габбро-долеритового силла, который имеет в длину 120 км и 30 км в ширину и протянулся от западного к восточному берегу Ладоги. Силл - это пластовая интрузия -магма внедрилась меж пластов, часто наблюдается целая серия силлов, с подводящими каналами (Рис. 7).
Габбро-долериты - интрузивные магматические породы основного состава.
По данным Свириденко Л.П. и Светова А.П. [19], мощность силла не менее 200 м, а время его внедрения 1459-1457±3 млн лет. Наблюдается ряд изменений габбро-долеритов - монцо-нитизация (монцониты - не основная, а средняя магматическая порода и щелочная (два полевых шпата, калиевый и натрий-кальциевый)) и появление трубок гранофиров (гранофиры это
Елена Моисеевна Гурвич
кварц-полевошпатовые с порфировой или графической структурой). Причем в купольных структурах наблюдается переслаивание гранитов монцонитов сиенитов и измененных габбро-до-леритов. Гранофиры образуют также трубки часто с газовыми сифонами.
Существует и другая теория формирования пород острова Валаам. По мнению В. Юрковца [21], Ладожское озеро представляет собой импактно-вулканическую структуру, возникшую в результате падения метеорита примерно 40 тыс. лет назад. Породы силла рассматриваются им как продукты плавления пород мишени - пород, в которые упал метеорит. На Рис. 8 видно, что породы силла показаны как раскристаллизованные тагами-ты. Тагамиты - застывший импактный (импакт - удар) расплав, включающий подплавленные обломки пород мишени со следами ударного метаморфизма минералов. Залегает в импактных кратерах или рядом с ними в виде линз и пластовых тел.
Эта теория позволяет понять странное тесное сочетание основных, щелочных и кислых пород в силле как результат переплавления пород фундамента Балтийского щита, спровоцированного импактным событием.
Рис. 9. Карта Ладожской импактно-вулканической структуры. 1-4 - коптоген-ный комплекс верхнего плейстоцена. 1 - Тагамиты раскристал-лизованные (коптогенные трахидолериты), осложненные и частично метамор-физованные купольными экструзиями сиенитов [21]
Экспедиции
Рис. 10. Спасо-Преобра-женский Валаамский став-ропигиальный монастырь (фото иллюстрированной карты Валаама, изд. ООО «Карта ТД», 2017)
Остров сформировался из нескольких островов после падения уровня Ладожского озера. До образования Невы устье Ладожского озера располагалось вблизи карельского Истмуса в сторону Выборгского залива. Об уровне озера до образования Невы можно судить по расположенным в возвышенной части Валаама на высоте 15-16 метров от современного уровня террасах. Это время рассматривается как Ладожская трансгрессия, которая была обусловлена рядом факторов, но главным было образование стока оз. Саймаа рекой Вуоксой в Ладогу. (5-6 тыс. лет назад воды озера Саймаа прорвали гряду Салпаусселькя-1 в районе Иматры, образовав современный канал стока в Ладогу через систему Вуоксы и значительно увеличив водосборный бассейн озера). Ладожское озеро было спущено родившейся 3300 лет назад р. Невой (примерно за 1350 лет до н. э.).
По данным Матти Саарнисто [17], самые старые свидетельства присутствия человека на Валааме относятся примерно к 800 г. до н. э., т. е. человек пришел сюда вскоре после образования Невы, но свидетельства присутствия человека на острове остаются немногочисленными до конца железного века.
Земледелие, а именно, выращивание ржи, установилось в районе Монастырского залива острова Валаам примерно с XI века н. э., а в других исследованных местах примерно с 1250 г. н. э.
О времени основания Валаамского монастыря существуют различные мнения. Профессор Киркинен считает годом основания 1160 г. н. э., Д. Линд (1986) - 1329 г. н. э. [17]. Достоверно известно, что обитель неоднократно подвергалась нападению шведов в ХГУ-ХУ1 веках, и с 1617 г. по 1703 г. эти земли отошли к Швеции. После победы русской армии в 1720 г. по приказу Петра I обитель была отстроена заново, но строения
Рис. 11. Расположение основных сооружений на Валааме и соседних островах Валаамского Архипелага
Елена Моисеевна Гурвич
были деревянные и несколько раз сгорали. Лишь в 1783 г. было начато строительство центральной усадьбы - каменного Спасо-Преображенского собора и келейных корпусов с Успенской и Никольской церквями (Рис. 10).
Валаамский монастырь сыграл заметную роль в распространении православия в Сев. Америке. В 1793 г. была направлена православная миссия на Алеутские острова. Синод по просьбе главы Российско-Американской компании Г.И. Шелихова обратился к настоятелю Валаамского монастыря, чтобы он отобрал из монастырской братии миссию. В результате была собрана миссия Валаамского и Конецкого монастырей. Миссия совершила колоссальный путь по суше. Она отправилась с Валаама в Санкт-Петербург (200 км), затем в Москву (700 км) и по сибирскому тракту в Иркутск (5800 км), далее по Иркутско-Якутскому почтовому тракту в Якутск (2400 м) и, наконец, по Якутско-Охотскому тракту (900 км) в Охотск. Судно «Три Святителя» 13 августа 1794 года ушло к Америке и 24 сентября прибыло на Кадьяк - самый северный из Алеутских островов. Там 21 ноября заложили церковь, которую закончили в 1796 г. [14, 4]. Была построена Церковь и на острове Уналашка. Миссия выполнила большую работу по обращению алеутов в православие. Были созданы школы для алеутов, где обучали русскому языку и грамоте, приучали алеутов к незнакомым им культурам картофеля, моркови. Они завезли на острова лошадей, а поселенцы и рогатый скот. Был сделан перевод Евангелия на алеутский язык. Православные храмы остались на Алеутах.
Рис. 12. Путь православной миссии в Америку. Общий путь до отплытия из Охотска
Рис. 13. Якутско-Охотский тракт
Рис. 14. Алеутские острова
Возникновение Нового Валаама
После 1809 г., когда Россия в результате войны со Швецией присоединила Финляндию, а впоследствии усилиями Александра II Финляндия получила довольно широкую автономию, то граница прошла с другими Российскими губерниями таким образом, что северная часть Ладожского озера с Валаамом до
Экспедиции
Рис. 15. Спасо-Преоб-раженский собор Нового Валаама (фото из [8])
Погранкундуши вошла в Финляндию. В результате революции 1917 г. и последующей гражданской войны эта граница стала границей с независимой Финляндией. Во время Зимней войны 1939-1940 гг. советские самолеты бомбили Валаам и, когда стало в 1940 г. ясно, что эта территория отойдет к СССР, монахи, забрав значительную часть церковного имущества (колокола, люстру, предметы культа и облачения, а также архив), ушли в Финляндию и, приобретя усадьбу Папиниеми в окрестностях Хейнявеси, основали Новый Валаам (Ууси-Валаам по-фински), который существует и сейчас [8].
Маршрут на остров Пусунсаари. Скаполитовая горка. Широта: 61.57°. Долгота: 31.43°
Наш маршрут на остров Пусунсаари был посвящен изучению скаполитовых скарнов, отбора образцов для пополнения музейной коллекции и определения, какая именно изоморфная разновидность скаполита здесь встречается.
Остров Пусунсаари расположен в черте города Питкяран-та и соединен с основной частью города мостом (Рис. 16). По литературе [3] мы знали, что на острове Пусунсаари можно познакомиться со следующими горными породами района Питкя-ранты: гнейсо-гранитами, амфиболитами, скарнированными известняками и пегматитами. Особый интерес представляют для нас выходы скаполитовых скарнов с крупными до 30 см кристаллами скаполита. Скарны - это породы, возникающие на границе магмы и вмещающих пород, если кроме нагрева
Рис. 16. Карта маршрутов с первой стоянки на Саксъярви:
1 - Краеведческий маршрут на остров Валаам;
2 - Маршрут на остров Пусунсаари за скаполитом;
3 - Маршрут на месторождение альмандинов Кителя;
4 и 4а - Маршрут в Пит-кяранту и ее окрестности (касситеритовые скарны и кальцифиры);
5 - Маршрут на Уксинскую озовую гряду
Елена Моисеевна Гурвич
происходит обмен растворами между магмой и вмещающими породами. Тогда образуются своеобразные породы, ассоциации минералов в которых меняются от границы кристаллизующейся магматической породы в сторону вмещающих пород от высокотемпературных к низкотемпературным.
Скарнированные карбонатные породы ладожской формации превращены в преимущественно диопсидовые породы со скаполитом, актинолитом, тремолитом, биотитом, шпинелью, эпидотом, иногда с кварцем, плагиоклазом и гранатом. В отдельных случаях скаполит образует крупные скопления в контакте с пегматитовыми жилами. Хорошо образованные кристаллы, радиально лучистые агрегаты скаполита известны на островах Сюскюнсаари, Радатчунсаари. Два наиболее крупных скопления скаполита находятся на о. Пусунсаари. Скаполитовая горка (Широта: 61.57° Долгота: 31.43°, Рис. 17) сложена бело-розовым скаполитом, кристаллы которого достигают 40-50 см в диаметре. Видимая мощность скаполитовой жилы составляет около 50 м [3]. Подобные крупные скопления сплошного скаполита - большая редкость. В западной части острова находится еще одна жила скаполита мощностью до 15 м. Размер кристаллов достигает 20-30 см. В скаполите в виде мелкой вкрапленности присутствует рутил. Эта жила залегает в известняках, в обрыве, по данным Булаха, хорошо виден ее контакт с известняками: жила рассекает их поперек слоистости.
Мы знали, что минерал скаполит, который нас особенно интересовал, так как его не было в нашей коллекции, представляет собой твердый раствор двух крайних членов изоморфного ряда от ^4(Л^308)3С1 - Са4(Л1^2 08)3(С03^04). Здесь наблюдается изоморфизм замещения гетеровалентный и полиатомный. Но мы не нашли упоминания, какая именно
Рис. 17. Скаполитовая горка [3]
Рис. 18. Геологическое строение северного Приладожья. На этой схеме цифра 7 в кружочке - остров Пусунсаари:
023
Месторождения и проявления графита:
1 - Соанлахти;
2 - Полвилампи;
3 - Райкомикоски;
4 - Майсула;
5 - Кителя;
6 - Шварц;
7 - Пусунсари;
8 -Туоксъярвинская группа;
9 - Красный победитель
10 - Ихальская группа
Платформенный чехол
Реоморфизованный древний фундамент в гранито-гнейсовых куполах
Нерасчлененный фундамент
Граниты-рапакиви
Метаморфические зоны:
биотита и граната ставролитовая
ШЕЛ
И
силлиманит-мусковитовая
силлиманит-ортоклазовая мигматизации, гранитизации и ультраметаморфизма
Экспедиции
Рис. 19. Крупные кристаллы бледноокрашенного скаполита
Рис. 20. Кристалл скаполита бледнолиловый
Рис. 21, 22 - см. 2-ю страницу обложки
разновидность скаполита здесь встречается, и решили определить по собранным образцам.
В силу этих причин, мы решили побывать на Скаполитовой горке. Чтобы попасть туда, пришлось получить разрешение дирекции Питкярантского Целлюлозного завода, так как выходы скаполита находятся за территорией завода, и иначе чем через завод к ним не подойдешь. Мы нашли скаполитовую горку, как и сказано в литературе, около трубы, подающей воду на сульфат-целлюлозный комбинат. Она тянется с перерывами вдоль трубы примерно на 50 метров. Это коренные выходы жилы, состоящей сплошь из скаполита. При изучении этого выхода закономерности в распределении кристаллов определенного цвета не обнаружено - светлые, розовые и фиолетовые разновидности имеют пятнистое распределение, и часто окраска отдельных кристаллов также пятниста (Рис. 19-22). Мы отобрали крупные скаполитовые кристаллы разного цвета - от почти белых до розовых и фиолетовых для изучения в Москве.
Здесь же на Пусунсаари за 250 метров до водонапорной станции, налево от трубы, мы осмотрели небольшой карьер пегматитов, о котором также знали по литературе. Здесь мы также поработали и, как и на скаполитовой горке, отобрали образцы.
Изучение касситеритовых скарнов Питкярантского месторождения
Продолжая тему скарнов, мы поехали в другую часть Питкяранты - искать касситеритовые скарны. В Северном Прионежье имеются два скарновых месторождения олова -Питкярантское и Кителя.
Месторождение цинково-оловянное Кителя
Кителя (фин. Шке1а) - деревня в Питкярантском районе Республики Карелия. Административно относится к Импилах-тинскому сельскому поселению. Деревня находится в 12 км к северо-западу от города Питкяранта. В 1960-х годах в окрестностях деревни выявлено цинково-оловянное месторождение. В поле месторождения выходят породы ладожской и сорта-вальской серий. К породам питкярантской свиты сортаваль-ской серии приурочено оловянное оруденение скарнового типа. В составе свиты биотитовые, амфиболовые, гранат-ам-фиболовые кристаллические сланцы, мраморы и кальцифиры. В нижнем и верхнем горизонтах свиты развиты скарны разного состава. К известковым скарнам нижнего горизонта приурочены два рудных тела: одно с неравномерным оловянным оруденением, а второе - с оловянно-цинковыми и цинковыми рудами. Минеральный состав скарнов по И.В. Пекову с соавторами [12]: гранаты 10-60%, пироксены 30-70%, амфиболы
Елена Моисеевна Гурвич
5-20%, магнетит 5-30%, полевые шпаты 3-15%, кварц до 5%, кальцит 3-5%, сфалерит, халькопирит, касситерит, пирит. Общие запасы цинково-оловянной руды оцениваются в 3,15 млн тонн, олова - 10,7, но месторождение не разрабатывается. Дело в том, что олово в основном рассеянное в породообразующих минералах, главным образом, в гранатах, а экономически целесообразная технологии извлечения отсутствует. В рудах кроме касситерита присутствуют в небольшом количестве стокезит CaSn[Si3O9]2H2O , станин - сложный сульфид (Си - 29,5%, Fe - 13,1 %, Sn - 27,5%, S - 29,9%; Си^^4), малайяит CaSn(SiO4)O, экерит Са^п4 + А1^6018(0Н)2 * 2Н20. На этом месторождении мы не были - сейчас там ничего не видно.
Питкярантское месторождение олова
Город Питкяранта - шахтерский город, разрабатывавший оловянное месторождение. На Рис. 23 видно, что город сформировался вокруг шахт так называемого Старого рудного поля.
Рис. 23. Карта Питкяранты. Цифры - это номера шахт и других выработок Старого рудного поля, где добывались оловосодержащие скарны [12]
Рис. 24, 25, 26 - см. 2-ю страницу обложки
Новое рудное поле расположено в 1,5-2 километрах к северо-востоку от города Питкяранты. Там находятся всего 3 шахты. Сейчас месторождение не отрабатывается, а шахтными отвалами мостят дороги и делают дамбы.
По литературным данным [12], рудные тела приурочены ко 2 и 4 пачкам питкярантской свиты сортавальской серии нижнего протерозоя. Общая протяженность рудоносной скарно-вой пластообразной залежи в пределах Старого рудного поля составляет 2,5 км при мощности 0,5-12 м. В новом рудном поле две залежи протяженностью до 1100 м и мощностью 2-25 м.
По составу выделяются два типа скарнов - скарны гра-нат-диопсидовые с гроссуляром и андрадитом, содержащие также амфибол, эпидот, хлорит. Из рудных кроме касситерита встречаются магнетит, халькопирит, молибденит, сфалерит. Вторая разновидность скарнов - серпентинитовые скарны
Рис. 27. Кристаллы касситерита в скарне
Экспедиции
Рис. 28. Место расположения месторождения Кителя
Рис. 29. Месторождение Кителя 61°41'7»М 31°19'37»Е
Рис. 30. Изоморфизм в гранатах [2]. Заштрихованы поля состава реальных природных гранатов. Вершины треугольника -100% указанного вида гранатов
с диопсидом, везувианом, а кроме касситерита рудные минералы представлены магнетитом, пиритом, халькопиритом и сфалеритами.
На дамбу, отсыпанную материалом из отвалов нескольких шахт Старого рудного поля (напротив дома 74 по ул. Ленина), мы и отправились. Там мы нашли множество кусков скарнов как пироксен-гранатовых, так и серпетинитовых, и значительное количество кристаллов касситерита.
Месторождение гранатов-альмандинов Кителя
Это одно из старейших и известных месторождений ювелирного и коллекционного граната-альмандина. Начали разрабатывать финны и шведы, позже - русские монахи. Камни из этого месторождения вставлены в корону шведского короля.
По литературе [12] мы знаем, что Кительское месторождение граната приурочено к сланцам ладожской серии раннепротерозойского возраста. Сланцы крупнозернистые, гранат-биотитовые, иногда с реликтами кристаллов ставролита. Кроме того, присутствуют сланцы биотит-кварц-полевошпатовые как без граната, так и гранатсодержащие с небольшим количеством силлиманита. (Скопления силлиманита наблюдаются в водянопрозрачном кварце). Это метаморфические породы силлиманит-мусковитовой зоны метаморфизма. Гранат, как правило, сильно трещиноват и содержит включения биотита. Размеры кристаллов в коллекционных образцах 10-15 мм и не превышают 30-40 мм, кристаллы большего размера редки. Часто гранат образует эффектные скопления нескольких кристаллов в одном штуфе. Чистые, пригодные для огранки кристаллы попадаются чрезвычайно редко и, как правило, не превышают 5-7 мм. В качестве ювелирного сырья обычно используют бездефектные области кристаллов, размер которых может в некоторых случаях достигать 8-10 мм. Кроме граната на месторождении присутствует кварц (в том числе блочные выделения дымчатого жильного кварца поделочного качества). Содержание граната в слюдистых сланцах Кителя составляет около двух процентов.
Елена Моисеевна Гурвич
Кителя - месторождение гранатов-альмандинов. Наиболее распространенные гранаты делятся на две группы -пиральспиты (по названиям гранатов пиропа, альмандина и спессартина) и уграндиты (по названиям гранатов уваровита, гроссуляра и андрадита).
Гранаты представляют собой твердые растворы конечных членов изоморфных рядов. По Рис. 30 обнаруживается, что между альмандином и пиропом с одной стороны и между альмандином и спессартином с другой имеются непрерывные изоморфные ряды. Следовательно, альмандины могут иметь примесь пиропового и спессартинового минала. Во втором треугольнике в вершине - все пиральспиты, а нижние вершины - гроссуляр и андрадит. Видно, что изоморфизм здесь несовершенный, но, однако, небольшая примесь миналов может иметь место.
Нашей задачей был отбор сланцев с гранатами для получения данных об изоморфизме гранатов и для сравнения гранатов Кителя с альмандинами Шуерецкого месторождения северной Карелии, где геологическая группа работала несколько лет назад.
Сланцы пронизаны кварцевыми жилами с кварцем как бесцветным и прозрачным, так и почти черным морионом (Рис. 35). И пегматитами мусковит-полевошпатовыми.
По другую сторону автодороги наблюдались выходы зеленовато-черных биотитизированных мигматитов и кварц-полевошпатовых жил с большим количеством крупных кристаллов мусковита (Рис. 36, 37, 41). На контакте и примерно в 50-сантиметровой зоне мигматиты оказались переполнены мусковитом. Относятся ли эти выходы к нижней толще ладожской серии или к верхним горизонтам нижележащей сортавальской серии, мы пока не выяснили, но решили изучить процесс взаимодействия этих пород, сравнив минеральный и химический состав и структуры мигматитов, пегматита и зоны контакта, и отобрали соответствующие образцы (Рис. 38-40).
Рис. 31. Работа на месторождении Кителя
Рис. 32, 33 - см. 2-ю страницу обложки
Рис. 34.Альмандины в сланцах гранат-биотитовых
Рис. 36. Контакт пегматитовой жилы с мигматитом
Рис. 35. Кварцевая жила с кристаллами мориона
Рис. 37-41 - см. 2-ю страницу обложки
Экспедиции
Маршрут в Рускеалу
Рис. 42. Карьер Рускеальского мрамора
Рис. 43. Мы стоим на старом уступе водопада, одна его струя внизу впереди, вторая позади. Видно, что ранее он протекал по этим скалам
Рис. 44. На этом участке хорошо прослеживается отступание водопада. Ранее он выгладил выступающие теперь над водой скалы и проделал узкие проходы отдельными струями
Целью маршрута в Рускеалу было, во-первых, показать возможности реабилитации территории после завершения горнодобывающих работ. После окончания добычи карьерами остаются гигантские ямы с крутыми ступенчатыми стенками, а после прекращения откачки воды (карьеры вскрывают водоносные горизонты) значительная часть объема заполняется. В Рускеале были проведены работы, с одной стороны, позволяющие поговорить о типах горных выработок -шахты, штреки, штольни, карьеры, а во-вторых, посмотреть, как территория реабилитирована - превращена в туристско-развлекательный центр.
Рускеальский мрамор использовался для украшения многих объектов в Петербурге - Исаакиевского и Казанского соборов, Михайловского замка. Разрабатывался с 1765 г. После отечественной войны карьер был затоплен, и добыча происходила локально на выходах рядом с основной частью карьера (Белая горка) для реставрации архитектурных зданий. Зона карьера превращена в парк с множеством познавательных объектов и развлекательных аттракционов.
Второй целью были Рускеальские водопады, в частности, водопад Ахвенкоски, который дает удивительную возможность показать детям, как изменяются водопады, меняя русло, отступая, спускаясь на более низкий уровень (Рис. 43, 44).
Рускеальский карьер \ \
№3
л
Рускеала
<5ч
Хамы«
Водопад Ахвенкоски
* о
X
Рис. 45. Место расположения Рускеальского карьера и водопада
Елена Моисеевна Гурвич Маршрут на Уксинскую озовую гряду
Уксинская озовая гряда (Рис. 46) - геологический и геоморфологический памятник природы Карелии [5]. Это замечательный пример мощной деятельности ледниковых вод. Озовые гряды образуются на стадии, когда ледники начинают таять, и большие массы воды текут внутри и под ледником, захватывая песчано-гравийный и более крупный материал. После исчезновения ледников остаются извилистые гряды, напоминающие железнодорожные насыпи и достигающие высоты 30-50 м. В пределах памятника целая система гряд. Те их части, по которым мы ходили, имеют высоту от 15 до 30 м. Сложены они разнообразного состава валунами, но преобладают граниты и вулканиты. Мы отобрали образцы контрастных пород, может быть, при их изучении встретятся разновидности, позволяющие уточнить путь ледника. Возникла гряда примерно 13000 лет назад, когда начинался процесс отступания последнего (Валдайского) ледника в этом районе.
Рис. 46. Уксинская озовая гряда
Рис. 47. Мы идем по верху Уксинской озовой гряды
Рис. 48. Видно,что в составе валунов преобладают граниты - на переднем плане валуны из гранитов рапакиви Салминского массива
Рис. 49. Озеро между двумя озовыми грядами, где мы купались
Экспедиции
Шокшинское месторождение кварцитов и песчаников
Рис. 50. Место расположения Шокшинского месторождения и обнажений Андомской горы
Вторая стоянка была в Приладожье в районе пос. Гирвас на Пальеозере.
Со второй стоянки первый маршрут был на шок-шинские песчаники.
Шокшинские кварциты сформировались в веп-сии (1800-1650 млн лет) (Рис. 51). В разрезе вепсия Южно-Онежской котловины выделяются следующие толщи. Нижняя петрозаводская свита (мощность более 600-750 м) состоит из нижней лосинореченской подсвиты (мощность более 500 м) и верхней - камен-ноборской подсвиты (мощность 220-260 м). На ней залегают лавы базальтов Кайлахтской вулканической зоны, имеющие мощность 10-23 м (в Шокше - 22 м) [13]. На них и на коре их выветривания, а местами непосредственно с размывом на породах петрозаводской свиты, залегает шокшинская свита мощностью 300 м. По данным [11], маломощный гематитизиро-ванный поток базальтов залегает в нижней части шокшинской свиты. Свита согласно перекрывается педасельской свитой, на которой залегает пухтинская свита. Всего мощность пород вепсия не менее 2000 м.
Рис. 51. Стратиграфия нижнего протерозоя Ю-З Карелии по [15]. Характерные отложения: 1 - красноцветные, 2 - ритмичносло-истые турбидитовые, 3 - углеродсодержащие, 4 - карбонатные, 5 - кварциты, 6 - грубообломочные, 7 - основные магматические породы, 8 - гранитоиды.
Рис. 52. Реконструкция очертаний Онежского пале-обассейна в вепсии [13]. Фациальные обстановки: 1. Континентальная - область сноса. 2. Прибрежная морская с терригенным песчанистым накоплением. 3. Лавовое поле кайдахтских миндалекаменных базальтов с корами выветривания в кровле потоков.
Елена Моисеевна Гурвич
Как каменноборская, так и шокшинская свиты сложены обломочными породами с косой слоистостью, следами размывов, что говорит о мелководных условиях осадконакопления. В отличие от преимущественно сероцветной каменноборской свиты, породы шокшинской красноцветны, что говорит о существенном различии фациальных условий.
В петрозаводской свите песчаники аркозовые -кварц-полевошпатовые, иногда с глинистым цементом. Заметную роль играют: алевролиты и конглобрекчии и конгломераты с обломками пород из подстилающих толщ калевия: базальтов, шунгитсодержащих пород, лидитов и халцедона. В шокшинской свите песчаники чисто кварцевые с регенерационным кварцевым цементом и рубашками оксидов железа на обломочных зернах кварца. Иногда присутствуют биотит обломочный в разной мере серицитизированный. Конгломераты в основном наблюдаются в основании свиты, и встречаются слои с глинистыми катунами.
В целом условия накопления шокшинской свиты более мелководны. Здесь развиты не только косая слоистость, но и трещины усыхания, следы капель дождя. По мнению Галдобиной (1959) и Ахмедова А.М. с соавторами [1], здесь было мелководье и дельта реки, впадавшей в море.
Рис. 58-60 - см. 3-ю страницу обложки
Рис. 53. В образце хорошо видны тектонические сдвиги и другие особенности породы
Рис. 54. Мы на предприятии по обработке шокшинских кварцитов. Экскурсию ведет директор предприятия
Рис. 55. Шокшинский кварцит -отполированный до зеркальной поверхности образец у входа в обрабатывающее предприятие
Рис. 56. Слоистость в шокшинских кварцито-песчаниках. Слоистость выражена сменой цвета породы и размера обломков. Бледно-розовые песчаники имеют более крупный размер обломочных зерен, а темно-красные - более мелкий. Видны следы размыва нижележащих слоев
Рис. 57. Жилы в кварцито-песчанике
Экспедиции
Маршрут на Максовское месторождение шунгита (Заонежский полуостров, район пос. Толвуя)
Рис. 61. Немного о технике безопасности
Рис. 62. На Максовском шунгитовом карьере
Месторождение шунгита Максовское, а также Зажогин-ское и Шуньга геологическая группа школы посещала несколько лет назад. Задача нынешней поездки - отобрать побольше образцов шунгита с призматической отдельностью контакта с дайками долеритов для детального изучения.
Шунгит - обогащенная высокометаморфизованным органическим веществом порода, содержащая разные формы углерода, в том числе молекулы фулеренов и карбина. Часть шунгитов - твердые битумы (антраксолит). Шунгит может находиться в первичном залегании и в переотложенном, и есть его разновидности сажистые и богатые битумами.
Богатые углеродистым веществом породы распространены в заонежской свите людвиковия, образуя пачки среди разного типа вулканитов. Пласты шунгитов переслаиваются с пластами лидитов, сульфидных шунгитовых алевропелитов, горизонтов тонкозернистых ритмично-слоистых колчеданных руд и сульфидных конкреций пирит-пирротинового состава. В подошвенной части наблюдаются пачки пестро-цветных кремнисто-карбонатных алевропелитов (кривозеритов) [1]. В небольшом количестве шунгитсодержащие породы встречены и в расположенной стратиграфически выше заонежской свиты суйсарской свите.
Призматический шунгит (Рис. 63) заинтересовал нас своей формой выделений - она очень похожа на базальтовую отдельность, образование которой многие геологи связывают с возникновением ячеек Бенара. Мы хотели рассмотреть детали структуры призм и детали их химического состава. Если это след ячеек Бенара, то могут наблюдаться различия в структуре в поперечном и продольном срезе и в химии центра и краев призм. Образуется он на контакте с основными магматическими породами - дайками долеритов (Рис. 64).
Дайки
Шунгиты
Рис. 63. Призматический шунгит
Рис. 64. Контакт шунгитов с дайками долеритов
Елена Моисеевна Гурвич
Маршрут по изучению вулканитов суйсарской свиты людвиковия
У деревни Шуи и на пересечении трассы Кола с ответвлением на Гирвас мы наблюдали туфы суйсария, известные как «соломенская брекчия». Они содержат вулканические бомбы разной формы и размера. Кроме того, здесь в результате дорожных работ вскрыта зона гидротермального изменения туфов с интересной минерализацией. Были отобраны образцы туфов из основной массы и из зоны изменения.
К суйсарию относятся и пикриты, обнажающиеся у дер. Царевичи [18]. Мы поработали на этом обнажении, где выходят и лавы, и туфы пикритов, и отобрали образцы. Нам это было важно, так как в нашей коллекции нет пикритов (базальтов, состав которых отклоняется от классических в сторону ультраосновных пород).
В этом маршруте мы посетили также первый российский курорт - Марциальные воды, открытый еще Петром I. Из литературы мы узнали, что здесь трещинные воды проходят через породы докембрия. Они представлены сульфидизированными (пирит до 10%) шунгитсодержащими и алевроглинистыми сланцами, туфосланцами и диабазами верхней подсвиты заонежской свиты нижнего людиковия. Породы докембрия перекрыты толщей ледниковых и озерно-ледниковых отложений поздне-четвертичного возраста. Разбавление трещинных вод происходит в зоне смешения с водами из четвертичных отложений. Размещение источников Марциальных вод контролируется зоной трещиноватости, прослеживающейся от оз. Габозера до оз. Редулампи. Высокожелезистые («крепкие») гидрокарбонатно-сульфатные напорные подземные воды пространственно и генетически связаны с обогащенными пиритом и шунгитовым веществом трещиноватыми сланцами. Водоносный комплекс докембрийских пород питается атмосферными осадками на площади его выхода на поверхность и за счет подтока вод из четвертичных отложений [18].
Рис. 65. Образец «со-ломенской брекчии». Обломки вулканических пород разного размера (от пепла и лапиллий и мелких бомб) разного облика
Рис. 66. Обнажение туфов в дорожной выемке. Хорошо видна обломочная структура
Рис. 67 - см. 3-ю страницу обложки
Рис. 68. Минералы из зоны изменения пород Рис. 69. Туфы пикритов у дер. Царевичи
Рис. 70. Выходы пикритовых базальтов у дер. Царевичи
Экспедиции
Рис. 71. Анализ Марциальных вод
Рис. 72. Отторженец сариолийских ледниковых пород, оторванный от коренного местонахождения четвертичным ледником
Из литературы [18] мы узнали, что скважиной № 4 производится добыча железистых, преимущественно «крепких», гидрокарбонатно-сульфатных вод с содержанием Fe2+ 34,4-85,5 мг/л непосредственно из трещиноватых шунгитсодержащих сланцев. Тремя другими скважинами осуществляется забор в различной степени разбавленных вод из песчаных горизонтов четвертичных отложений: гидро-карбонатно-сульфатных (сульфатно-гидрокарбонатных) с содержанием Fe2+ 31,0-67,0 мг/л (скважина № З) и слабожелезистых сульфатно-гидрокарбонатных с содержанием Fe2+ 30,0-49,0 мг/л и 5,8-20,0 мг/л (скважины № 2к и № 1к соответственно).
Прочитав в литературе о различии состава вод и их причинах, мы решили отобрать пробы воды скважин №1 и №4.
В этом маршруте нам хотелось посетить по дороге еще один очень интересный объект. По данным Светова В.А. [18], глыба ледниковых отложений са-риолия была оторвана от коренного залегания четвертичным ледником и как отторженец притащена в район дер. Юркостров.
В истории Земли был целый ряд гляциоэр, разделяемых на гляциоэпохи.
Канадская гляциоэра 2,45-2,2 млрд лет характеризуется гуронской ледниковой эпохой. Именно к этому времени относятся и ледниковые отложения сариолия в Карелии. Мы нашли эту глыбу и взяли небольшой образец.
Маршрут на ятулийскую вулканическую структуру
Цель этого маршрута - познакомиться с вулканитами нижнего ятулия и с обломочными породами среднего ятулия. Эти породы выходят в районе пос. Гирвас в зоне холостого водосброса Пальеозерской ГЭС и в берегах русла реки Суны. По даннам Светова В.А. [18], на породы архея и сумия-сариолия с несогласиями ложится трехчленная толща ятулия, включающая в себя терригенные и магматические породы. Здесь выходят базальты, их туфы, и обнаружена сложно построенная вулканическая структура с сохранившимися жерловыми фациями (Рис. 78-82).
Рис. 73. Карта района пос. Гирвас.
Объекты: Сариолийские тиллиты (древние морены) в отторженце Юркостров. Среднеятулийские обломочные породы к югу от Гирваса, Гирвасская средне-ятулийская вулканическая постройка (к северу от Гирваса)
Изучение особенностей магматических и осадочных пород докембрия и ледниковых четвертичных отложений Приладожья и Прионежья
Елена Моисеевна Гурвич
Среди обломочных пород ятулия нас заинтересовали конгломераты с галькой голубого кварца, и пробираясь по руслу р. Суны, мы их отыскали (Рис. 79, см. 3-ю страницу обложки).
Из минералогии мы знаем, что голубой кварц обязан своим цветом тончайшей примеси скрытокристаллического рутила. При определенной температуре титан входит в решетку кварца, замещая кремний, затем выделяется с образованием собственного минерала. При дальнейшем увеличении температуры титан опять уходит в решетку кварца.
Рис. 77, 79 - см. 3-ю страницу обложки
Рис. 75. Среди ятулийских лав Рис. 76. У жерла возможно паразит- Рис. 78. Выходы кусковатой лавы
ного кратера
Маршрут Андомская гора
Главной задачей маршрута было понаблюдать за текстурами этой сложной красноцветной формации и собрать дополнительный материал из рыбных брекчий средней толщи и окаменевших деревьев верхней толщи.
Андомская гора расположена на юго-востоке Онежского озера, в Вытегорском районе Вологодской области. Это уже не Балтийский щит, а зона перехода к Русской плите (Рис. 1). Согласно данным С.Ю. Енгалычева [6], на гранитах кристаллического фундамента (гл. 250 м) залегают песчаники гдовского горизонта, перекрытые голубыми глинами и алевролитами усть-пинежской свиты венда. На недислоцированных породах венда располагаются сильно дислоцированные пестроцветные отложения девона, выходы которых обнаруживаются в береговых обрывах Андом-ской горы.
Рис. 74. На ятулийской вулканической постройке
Рис. 80. Складка в отложениях девона на Андомской горе
Экспедиции
Рис 81. Геологическая карта Прионежья и карта Андомской горы по [7]
Рис. 82. Девонский ландшафт Андомской горы [9]:
1. Область сноса;
2. Холмы, до которых не доходит вода при максимуме сезонных колебаний;
3. Аккумулятивная низменность, примыкающая к мелководному устью или опресненной лагуне;
4. Прогимноспермы Archaeopteris sp. (стволы СаШху1оп ШИе^/И Zalessky)\
5. Гигантские плодовые тела гриба Немато-фитонаа (прототакситес);
6. Кокон дипнои (двоякодышащей рыбы).
Елена Моисеевна Гурвич
По Иванову с соавторами [7], отложения девона подразделяются на три толщи. Нижняя (средний фран, саргаевский горизонт) сложена красными и красно-коричневыми глинами и слабосцементированными песчаниками. Средняя (семилук-ский горизонт, средний фран) пестроцветная преимущественно глинистая с косослоистыми песчаниками и горизонтами в верхней и нижней части рыбных брекчий. Верхняя (снежский горизонт, верхний фран), существенно песчанистая пестроц-ветная в нижней части с окаменевшими остатками деревьев.
Породы смяты в несколько складок и разбиты тектоническими нарушениями. Причина нарушений была много лет предметом споров - одни ученые считают, что дислокации связаны с тектоникой, но этому противоречит отсутствие дислокаций в лежащих ниже песчаниках и алевролитах венда. Многие, в том числе и С.Ю. Енгалычев [6], рассматривают нарушения как гля-циодислокации. Ледник переместил промороженную глыбу рыхлых отложений девона, испытавшую при этом смятие и разрывы. Выделяют несколько структур, на которые разбиты породы девона Андомы. Мы работали в пределах Ольковской структуры.
Породы толщи отлагались на мелководье, в районе дельты, а частью на берегу. В частности, С.В. Наугольных (2014) [9] обнаружил в этой красноцветной толще древние почвенные горизонты.
По данным С.В. Наугольных, ландшафт во время формирования этих отложений выглядел, как на Рис. 86.
Мы нашли множество образцов рыбной брекчии (Рис. 88-94) и кусков деревьев, окаменевших с карбонатными жеодами и корками внутри. Многие сильно ожелезнены - замещены оксидами железа.
Встречено и сфотографировано множество косослоистых текстур в разрезе толщи (Рис. 85-87).
Содержание экспедиционной работы и ее результаты
Было проведено 13 маршрутов, 18 точек наблюдения, отобрано много образцов для исследования. Мы провели все намеченные исследования и собрали необходимые образцы для проведения камерального изучения. Помимо намеченных до экспедиции объектов появился контакт мигматитов и пегматитов на месторождении Кителя, который при изучении образцов позволит понять химико-минералогическое взаимодействие этих пород. Эту тему взял для исследования Кузнецов Иван. Еще одна неожиданность возникла при изучении пород «соломенской брекчии». Дорожными работами была вскрыта мощная зона гидротермального изменения пород, которая позже станет объектом изучения. Мы ставили задачу сравнить красноцветные формации вепсия и девона, и собранный материал позволит это сделать.
Рис. 83. Сложная слоистость в разрезе девона Андомской горы
Рис. 84. Рыбная брекчия. Пластина экзоскелета Ботриолеписа
Рис. 85. Головная часть экзоске-лета Ботриолеписа
Рис. 86, 90 - см. 3-ю страницу обложки
Экспедиции
Практическая результативность экспедиции
На полевой конференции у Андомской горы мы представили следующие доклады:
1. Вика Попова «Основные результаты работы геологической группы», с короткими вставками Макара Абрамова «Альмандины Кительского месторождения» и Орловой Ани «Конгломераты с голубым кварцем в районе Гирваса».
2. Варя Григорьева «Скаполитовые и касситеритовые скарны Питкяранты».
3. Владимир Ранчин и Тимофей Овчинников «Остров Валаам и Валаамский монастырь».
4. Михаил Козырев «Вулканические породы нижнего протерозоя западного Прионежья».
5. Василий Монахов «Рыбная брекчия Андомской горы».
6. Полина Падалка «Ледниковые отложения и формы рельефа».
После экспедиции пополнилась коллекция школьного геолого-минералогического музея.
Результаты камеральной работы по исследовательским темам будут докладываться на соответствующих конференциях.
Методика организации группы для проведения исследований
Дети, участвующие в экспедиции, занимаются в геологической специализации, где слушают лекции по разным разделам геологии и по музейным (витринным и раздаточным) образцам знакомятся с минералами, горными породами и важнейшими геологическими процессами.
Перед экспедицией проводятся специальные конкретизирующие занятия, дети знакомятся с материалами, с картами будущих маршрутов.
Они пакуют оборудование, упаковочный материал для образцов, молотки, зубила и т.д.
Перед маршрутом и во время его мы не раз рассказываем детям об объектах, обсуждаем их находки. Дети работают совместно по всем темам, изучая породы на обнажениях, отбирая образцы, но по мере работы они избирают те объекты, которые их заинтересовали больше, делают на полевой конференции доклады и продолжают работу в камеральный период в Москве.
Аналитическая оценка проведенных исследований
В каждом маршруте был один или несколько объектов, и дети имели время разобраться в его особенностях, сравнить с теми, что они уже ранее видели, и осмысленно отобрать необходимый материал. Интересно было сравнение красноцветной толщи вепсия (конец нижнего протерозоя) и красноцветов девона (фран). Обе толщи формировались на границе суши и моря в мелководных и дельтовых условиях - очень наглядная косая слоистость разных
Елена Моисеевна Гурвич
типов в обеих толщах показала детям, как фациальные условия формирования пород определяют облик пород независимо от возраста, а присутствие рыбных и древесных остатков позволяет понять и возрастные отличия, хотя немые красноцветы, так как они формируются в условиях аридного климата, могут быть в любую эпоху. Важным было рассмотрение продуктов древнего вулканизма и вулканической нижнепротерозойской структуры для сравнения с вулканическими породами и постройкой современной - многие зимой побывали на экскурсии на Везувии и Монте Сомме. Очень интересным показалась детям мощь деятельности ледника и ледниковых вод. Явные гляциодеформации на Андомской горе и сам факт передвижения такого массива ледником, так же как грандиозные валунные озы Уксинской озовой гряды и сариолийская глыба, позволяют детям ощутить масштаб ледниковой деятельности. И
Список литературы
1. Ахмедова А.М. и др. Толща каменных солей в разрезе палеопротерозоя Онежского прогиба Карелии (по данным ОПС) // ДАН РАН. 2010. Том 435. № 2.
2. Берри Л., Мейсон Б., Дитрих Р. Минералогия. М.: Мир, 1987.
3. Булах А.Г., Франк-КаменецкийВ.А. Геологическая экскурсия в окрестности Питкяранты. Петрозаводск: Гос. издательство КАССР, 1961.
4. БулахА.Г. Три Валаама моей души. Россия, Северная Америка, Финляндия. СПб.: СПбГУ, 2015.
5. Геология и охрана недр Карелии. / Ред. В.В. Макарихин. Петрозаводск, 1992.
6. Енгалычев С.Ю. Геологическое строение и генезис дислокаций на Андомской горе // Вестник СПбУ. 2007. Сер. 7. Вып. 1.
7. Иванов А.О., Лукшевич Э.В, Стинкулис Г.В., Товмасян К.А., Зупиньш И.А, Безносое П.А. Стратиграфия девонских отложений Андомской горы. Проблемы геологии и минералогии. Сыктывкар: Геопринт, 2006.
8. Кривцов Н.В. Исторический путеводитель. Финляндия. 2013.
9. Наугольных С.В. Девонские палеопочвы Андомской горы // Наука в России. 2014. № 4. URL: http://www.ginras.ru/p-science/files/naugolnyh2014_devon.pdf
10. Недра Карелии. Министерство по природопользованию и экологии Республики Карелия. URL: http://nedrark.karelia.ru/index.html
11. Онежская палеопротерозойская структура (геология, тектоника, глубинное строение и мине-рагения) / Отв. ред. Л.В. Глушанин, Н.В. Шаров, В.В. Щипцов. Петрозаводск: КНЦ РАН, 2011.
12. Пеков И.В., Власов Е.А., Герасимова Е.И. Питкярантская учебная минералогическая практика. М.: Макс-Пресс, 2008.
13. Полещук А.В. Онежская палеопротерозойская структура. Автореферат дис. на соискание уч. ст. к. геолого-минералогических н. М., 2011.
14. Пономарева Н.И. Православная миссия в Америку 1794 года, положившая начало православия на этом континенте. 1991. URL: http://elibrary.karelia.ru/book.shtml?id=546
15. Ранний докембрий Балтийского щита. / Ред. В.А. Глебовицкий. СПб.: Наука, 2005.
16. Российская геологическая энциклопедия. М.-СПб.: ВСЕГЕИ, 2010. Т. 1.
17. Саарнисто М. Образование Валаама и история землепользования. URL: http://www.kirjazh. spb.ru/biblio/skaz_kr/saarnisto.htm
18. Светов В.А. и др. Экскурсия 2 // Путеводитель геологических экскурсий 12 петрографического совещания по петрографии магматических и метаморфических пород. Петрозаводск: КНФ РАН, 2015.
19. Свириденко Л.П., Светов А.П. Валаамский силл габбро-долеритов и геодинамика Ладожской котловины. Петрозаводск: КНЦ РАН, 2008.
20. Терехов Е.Н, Балуев A.C., Зыков Д.С. Геологическая интерпретация границы Белого и Баренцева морей. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. 3. Москва, 16-20 ноября 2009. C. 250-252. URL: http://plate-tectonic.narod.ru/beloe1photoalbum.html
21. Юрковец В. Ладожская импактно-вулканическая структура. URL: http://dna-genealogy.ru/ articles.html.
