В североевропейской геологии йотнийские [примечание 1] отложения представляют собой группу докембрийских пород , отнесенных к мезопротерозойской эре ( рифей ), хотя некоторые из них могут быть моложе. Йотнийские отложения включают самые древние известные отложения в Балтийском регионе , которые не подверглись метаморфизму . Стратиграфически йотнийские отложения залегают на гранитах рапакиви и других магматических и метаморфических породах и часто прорваны более молодыми диабазами .
Йотнийские отложения включают богатые кварцем песчаники , алевриты , аркозы , сланцы и конгломераты . [3] [4] Характерный красный цвет йотнийских отложений обусловлен их отложением в субаэральных (т. е. не морских) условиях. [5] Йотнийские отложения являются старейшими известными отложениями в Балтийском регионе, которые не подвергались метаморфизму . [4] [5]
Их возраст плохо ограничен, но в целом они моложе гранитов рапакиви и старше постйотнийских [примечание 2] диабазов , которые прорывают осадки. Это означает, что йотнийские отложения были отложены приблизительно 1600–1260 миллионов лет назад. Однако некоторые йотнийские отложения моложе диабазов, что означает, что они могут быть моложе 1260 миллионов лет. [2] Йотнийские отложения обычно относят к рифейскому ярусу мезопротерозойской эры . [1] [2] Йотнийские отложения залегают на так называемых субйотнийских [примечание 3] породах, которые включают выветренные граниты рапакиви и серию Гогланд . [6] [7] [8] Амантов и соавторы комментируют термины йотнийский и постйотнийский, что: [2]
эти термины следует интерпретировать как более описательные (т.е. диабаз обычно секёт песчаник), чем как временные (все йотнийские песчаники не обязательно старше всех постйотнийских диабазов).
В крупном масштабе йотнийские отложения классифицируются как часть «квазиплатформенной» группы осадков Восточно -Европейской платформы, не будучи достаточно метаморфизованными, чтобы быть частью «протоплатформы», и недостаточно недеформированными, чтобы быть частью категории «катаплатформы». [7] По аналогии с установленным субкембрийским пенепленом , который простирается через большую часть Фенноскандии, были высказаны предположения о существовании эксгумированного субйотнийского пенеплена . [9] Эта поверхность фактически существует, но ее протяженность очень ограничена и представлена небольшими равнинами долин в Свеге и вдоль системы Вестердалэльвен - Далэльвен . [10]
Имеются данные, указывающие на то, что йотнийские покровные породы или йотнийская платформа когда-то покрывали большую часть Фенноскандии и не ограничивались несколькими местами, как сегодня. [11] [12] Ограниченная географическая протяженность йотнийских отложений в настоящее время обусловлена их эрозией в течение геологического времени . [11] Осадочные породы, такие же старые, как и йотнийские отложения, имеют низкий потенциал сохранности . [13] Распределение некоторых йотнийских отложений пространственно связано с наличием гранита рапакиви. [3] [примечание 4] Корья и его коллеги (1993) утверждают, что совпадение йотнийских отложений и гранита рапакиви в Финском и Ботническом заливах связано с существованием тонкой коры в этих местах. [15] В настоящее время йотнийские осадочные породы обычно встречаются в полуграбенах , узких грабенах , в слегка опущенных (синклинальных) положениях или в смешанных грабен-синклиналях. [2] [9] Большинство грабенов, вмещающих йотнийские отложения, ориентированы с северо-запада на юго-восток. [16] Однако, по-видимому, самое большое распространение йотнийских отложений не происходит ни в рифте, ни в грабене, а находится в Даларне , Швеция. [3] [7] Было высказано предположение, что осадочные бассейны, вмещающие йотнийские отложения в Даларне, Евле , Ботническом море , Сатакунте и Ладожском озере, образуют линию оседания , параллельную области предполагаемой халландско-данополонской субдукции , возможно, соответствующей древнему задуговому бассейну . [17]
Между Финляндией и Швецией йотнийские отложения распространены в Ботническом заливе , Ботническом море и Аландском море , включая Южный Кваркен . [2] [7] [11] Известные йотнийские породы в Аландском море представляют собой песчаники и относятся к формации Сёдерарм (неофициально). Выше них находятся верхнерифейские и вендские песчаники и сланцы. [8] Полностью в шведских водах есть залегание йотнийских отложений в бассейне Ландсорт между Готландом и Стокгольмским архипелагом . [8] [11] Йотнийские породы, обнаруженные в бассейне Ландсорт, представляют собой красные песчаники. [8] В Ботническом море у берегов Пори в Сатакунте йотнийские отложения достигают толщины в тысячи метров, в других местах толщина намного меньше, например, 100 м на отмели Силен, а в других местах Ботнического моря йотнийские отложения отсутствуют. [11] Субкембрийский пенеплен пересекает йотнийские породы в Ботническом море. [11]
Мухос в северо-восточной части Ботнического залива является местом залегания йотнийских отложений. [2] В этом месте йотнийские отложения можно найти в грабене Мухос, который сместился вниз примерно на один километр. Отложения в грабене Мухос на дне представляют собой конгломераты и аркозы, контакт которых с нижележащими метаморфическими породами образует несогласие . Галька конгломерата состоит из сланца и гранита, а матрица — из аркозы. Основная часть (90–80%) последовательности осадков состоит из алевритов и сланцев . Цвет алевритов и сланцев варьируется от красного и коричневого до серого и зеленого. Алевриты и сланцы переслаиваются с аркозовым песчаником. Красные аркозовые песчаники грабена Мухос сопоставимы с песчаниками Сатакунты. Эти отложения имеют речное происхождение. [5]
Южная Сатакунта, недалеко от берегов Ботнического моря, содержит некоторые джотнийские отложения, известные как песчаник Сатакунта. [2] [18] Эти отложения представляют собой аркозовые песчаники красного цвета и четкой слоистости , которые перемежаются с меньшим количеством красного или черного сланца. Согласно минералогическим, а также геохимическим характеристикам осадков они классифицируются как незрелые . Песчаники Сатакунда представляют собой речные отложения . [5] На основании обнаружения глауконита в джотнийских породах северо-западной части обнажения было высказано предположение, что по крайней мере в этом месте диагенез происходил под водой. [16] Он находится в структуре грабена, простирающейся с северо-запада на юго-восток [примечание 5], что помогло сохранить отложения. Этот грабен претерпел смещение вниз примерно на 650 метров. [5] Песчаник Сатакунта не моложе 1400–1300 миллионов лет. Осадочная толща Сатакунта имеет толщину не менее 600 метров, но, вероятно, может достигать толщины 1800 метров. Постйотнийские оливинсодержащие диабазовые дайки возрастом 1270–1250 миллионов лет прорезают песчаники Сатакунта . [ 18]
Осадочные и вулканические породы выходят на поверхность на восточных берегах Ладожского озера в России. Среди них «серия Салми» или «свита Салмы» и «свита Приозерска», которые являются йотнийскими единицами. [ 1] [2] [19] Эти породы залегают на граните Салма Рапакиви и магматических и метаморфических породах палеопротерозойского возраста. [11] [19] Гравелит , песчаник и конгломерат являются осадочными компонентами свиты Салми, которая также включает основные вулканические породы . [19] Как и в случае с Сатакунтой и Мухосом в Финляндии, отложения в Ладожском озере расположены в грабене позднепротерозойского возраста. [20] Структура грабена, вмещающая отложения, известна как «структура Паша-Ладога», которая также частично является синклиналью, поэтому ее называют грабен-синклиналью. [2] Максимальная толщина отложений составляет не менее 800 метров. [20] Йотнийские отложения выходят на поверхность только в виде небольших выходов на поверхность на суше, но на дне озера выходы более крупные. [2]
На полуострове Рыбачий на севере Мурманской области встречаются осадочные породы йотнического яруса, датируемые 1126±50 млн лет назад. Эти породы надвинуты на более молодые вендские и верхнерифейские породы. [21]
Йотнийская терская свита обнажается вдоль Терского берега на южном побережье Кольского полуострова . Эти выходы являются переполнением соседнего Кандалакшского грабена , который также заполнен этими отложениями. Формация имеет илистые пласты внутри матрицы из слюды и глины . Терская свита была отложена в промежуток времени между 1263 и 1080 миллионами лет назад (±40 миллионов лет погрешности). Соседний Керетский грабен в Белом море заполнен 2000–1500 метрами йотнийских осадков. [21]
В Швеции йотнийские породы можно найти в Даларне , Евле , Нордингро , Свартельвене , озере Меларен и Альмесокре (группа Альмесокра). [3] [11]
Группа отложений Йотниан Альмесокра залегает в северной части Смоланда в треугольной области с центром вокруг Насшё , в дополнение к этому есть небольшая полоса этих отложений, идущая на север от основной области. Группа Альмесокра простирается на площади около 380 км 2 (150 кв. миль). [22] [23] Группа Альмесокра состоит из песчаников, богатых полевыми шпатами , аргиллитов и небольшого количества конгломератов. Считается, что отложения имеют речное происхождение. Аргиллиты составляют около 10% выходов на поверхность, в то время как песчаники и конгломераты составляют оставшиеся 90% выходов на поверхность. Осадочная толща имеет толщину не более 1200 метров. [13] Группа Альмесокра тектонически нарушена, показывает значительную складчатость и прорвана диабазом. [22] [13] Группа Альмесокра залегает над плутонами Трансскандинавского магматического пояса . [13] По крайней мере, в некоторых выходах на поверхность самые нижние отложения представляют собой аркозы, предположительно местного происхождения, такие как grus . [22] Геологи Ева-Лена Туллборг и ее коллеги считают, что группа Альмесокра возникла в результате первых фаз эрозии приподнятого свеконорвежского региона на западе. [24]
Около Бревика в муниципалитете Экшё и Рёйда есть диабазовые дайки, содержащие многочисленные округлые обломки красного йотнийского песчаника, включая как кварцевый аренит, так и аркозу . Эти йотнийские ксенолиты интерпретируются как часть конгломерата, который был разрушен диабазовой магмой. Конгломерат, который содержал округлые обломки йотнийских осадочных пород, был только выведен, и не был обнаружен в непосредственной близости от рассматриваемых диабазов. [25]
Месторождение в Даларне (песчаник Дала) площадью 50 км x 150 км представляет собой крупнейший регион, который, как известно, в настоящее время покрыт йотнийскими отложениями. [3] Песчаник простирается за пределы шведской границы в Хедмарк в Норвегии , где он известен как «песчаник Трисил». Бурение в Идре показало, что песчаник Дала простирается под каледонскими покровами . Песчаник Дала несогласно залегает на фундаменте Трансскандинавского магматического пояса . Несогласие, которое, как полагают, было образовано субаэральной эрозией, было поверхностью пенеплена во время отложения песчаника Дала. Ландшафт пенеплена образовался после длительных периодов эрозии. [17] Седиментация песчаника Дала произошла между 1650 и 1200 миллионами лет назад. [26]
Максимальная толщина осадков в Даларне составляет 800 м. Самые нижние осадки представлены конгломератами и брекчиями . Выше этого базального слоя осадки в основном представлены слоистым красным песчаником с вкраплениями сланца и конгломерата. [19] Среди песчаников встречаются граувакковые песчаники и богатые кварцем песчаники. [7] Примечательной особенностью песчаников Дала является то, что в осадках сохранились такие тонкие черты, как следы ряби , следы от капель дождя и грязевые трещины . [19] Песчаники в Даларне имеют эоловое происхождение и представляют собой древние дюны и междюнные осадки. [27] Песчаник Дала имеет отпечаток низкосортного метаморфизма захоронения типа пумпеллиита , что означает, что когда-то они должны были быть погребены под несколькими километрами осадков. Возможно, что песчаник Дала когда-то был соединен с Ботническим заливом эпиконтинентальным морем . [11] Песчаник Дала представляет собой часть широкой выровненной с севера на юг синклинали . Осадконакопление в Даларне, по-видимому, происходило не в грабене или рифте, как в случае большинства других йотнийских осадков. [3]
Наземные йотнийские отложения в Евле (песчаник Евле) имеют предполагаемую максимальную толщину 900 метров. Наряду с песчаником Дала песчаник Евле подвергся низкосортному метаморфизму захоронения типа пумпеллиита, что означает, что они когда-то должны были быть погребены под несколькими километрами осадков. [11] Вместе с йотнийскими отложениями Нордингро песчаник Евле имеет связи с йотнийскими породами Сатакунта. [3] Археологические находки показывают, что песчаник Евле использовался в качестве жерновов в Лейстаоне около Уппсалы . [28]
Песчаник йотнийского яруса обнажается вокруг Сёдра-Бьёрк-фьорда в озере Меларен . [примечание 6] Видимые выходы на поверхность можно найти в местности Раста на западе острова Экерон и на нескольких небольших островах и островках: Мидсоммар, Пингст, Госхольмен, Госхольмсшерет и Госхольмшаттен, последние три являются частью природного заповедника. [29] [30] Песчаник йотнийского яруса также встречается на дне Бьёрк-фьорда, а исследования ледниковых эрратических валунов предполагают, что к северу от района Бьёрк-фьорда есть необнаженный песчаник йотнийского яруса, где выходы на поверхность являются остатками размытого докембрийского метеоритного кратера , заполненного йотнийскими отложениями. В Расте фундамент под осадками состоит из гранитов и пегматитов свекофеннской орогении . [29]
В районе Нордингро, простирающемся от Мальмёна до Хернёна, йотнийские отложения залегают на комплексе габбро , монцогранита , гранитов и анортозитов . [31] Йотнийские отложения состоят из богатого кварцем песчаника , аркоза и конгломерата . [31] [32] Песчаник и аркоза имеют черные и фиолетовые линзы и слои алеврита и сланца . Слои алеврита обычно имеют толщину от 5 до 10 сантиметров. [32] Йотнийские отложения в районе Нордингро часто демонстрируют косую слоистость и знаки ряби . Также есть ископаемые дюны . В Рингкаллене куча йотнийских отложений составляет 65 метров. [32] Выведенные на поверхность профили осадков показывают значительную изменчивость осадочных фаций . [32] Среда осадконакопления песчаников, включая аркозу, представляла собой насыпь или канал со слабым течением. Среда, вероятно, была речной, поскольку палеотеки были довольно однородными. Также возможно, что некоторые слои были отложены в приливных отмелях или в виде эолианитов . [32] Подобно песчаникам Евле, выходы в Нордингро связаны с выходами Сатакунта в Финляндии. [3] Осадки как прорваны , так и покрыты диабазом . [31]
На острове Тярнё ксенолиты песчаника йотнийского яруса были найдены в диабазовой дайке . Эти ксенолиты были интерпретированы как происходящие из покровных пород йотнийского яруса, лежащих над дайкой, которые с тех пор были размыты. После того, как дайка внедрилась, фрагменты йотнийских пород были включены в дайку, а затем опустились во время «обратного подъема магмы». Связь дайки с йотнийскими отложениями предполагает, что магма внедрила влажные отложения как своего рода пеперит . [12]
Йотнийские отложения (в основном кварцевый песчаник и алеврит) встречаются в некоторых местах под фанерозойскими платформенными отложениями западной Латвии и западной Литвы [4] в пределах Балтийской синеклизы . [7]