ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 455, № 6, с. 687-692
= ГЕОХИМИЯ
УДК 550.4+551.76+551.86 (571.63)
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРЕМНЕЙ ТАУХИНСКОГО ТЕРРЕЙНА СИХОТЭ-АЛИНЯ И ФАЦИАЛЬНЫЕ ОБСТАНОВКИ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ © 2014 г. И. В. Кемкин, Р. А. Кемкина
Представлено академиком А.И. Ханчуком 14.12.2013 г. Поступило 06.08.2013 г.
DOI: 10.7868/S0869565214120159
В соответствии с геологическими данными последних 25 лет [1—5], строение Сихотэ-Алинской складчатой области интерпретируется как результат активного взаимодействия в мезозое-кайнозое континентальной (Палеоазиатской) и океанической (Палеотихоокеанской) литосферных плит. Формирование ее структуры обусловлено субдукцией последней и частичной аккрецией фрагментов ее 1-го и 2-го слоев к восточной окраине Палеоазии, а в отдельные эпизоды и латеральным скольжением в сочетании с процессами над-субдукционного и внутриплатного магматизма.
Строение Сихотэ-Алиня в целом представляется как пакет многократно чередующихся тектонических пластин, сложенных интенсивно дислоцированными океаническими (пелагические, гемипелагические отложения и фрагменты си-маунтов), приконтинентальной области седиментации (терригенные породы) и хаотическими (субдукционный меланж) образованиями. При этом кремневые, кремнисто-глинистые и терри-генные породы, на основании того что в пределах разных тектонических пластин наблюдаются постепенные седиментационные переходы между всеми литологическими разностями от кремней до песчаников, интерпретируются как фрагменты первичных разрезов осадочного чехла разновозрастных участков океанической плиты, именуемых Oceanic Plate Stratigraphy Sequences [6], т.е. совокупность отложений океанической плиты, накопившихся на ней в ходе ее дрейфа от ме-
Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток Дальневосточный федеральный университет, Владивосток
ста зарождения (зона спрединга) до места захоронения (зона субдукции).
Полученные авторами геохимические характеристики кремнисто-глинистых пород показывают, что формировались они в различных фаци-альных обстановках. Накопление кремней началось в прилегающей к спрединговому хребту зоне. Дальнейшее кремненакопление осуществлялось в пределах абиссальной равнины, а самая верхняя часть разреза, представленная кремнистыми аргиллитами, накапливалась в краевой части палеоокеана, непосредственно примыкающей к приконтинентальной области седиментации. Геохимические данные свидетельствуют об океаническом происхождении кремнисто-глинистых пород и убедительно подтверждают аккреционную модель строения Сихотэ-Алиня.
В данной работе приведены первые данные по распределению РЗЭ в кремнях Таухинского тер-рейна позднеюрско-раннемеловой аккреционной призмы Сихотэ-Алиня и вычисленной величине Се-аномалии, являющейся надежным индикатором обстановки седиментации и накопления морских донных осадков [7—9].
Механизм поступления РЗЭ в морские донные осадки хорошо изучен и объясняется главным образом адсорбцией их из морской воды, а в при-континентальных областях седиментации — и включением в осадки терригенных и рудных частиц. Тем не менее данные изучения распределения РЗЭ в морских донных осадках показывают некоторое увеличение суммарного содержания РЗЭ в направлении от континентальных окраин в пелагические области [8—10]. Это объясняется высокими скоростями седиментации в прикон-тинентальных частях океанов и, как результат этого, — малым периодом экспозиции осадка с растворенными в морской воде РЗЭ и соответственно их адсорбции. Однако на фоне общего увеличения содержания РЗЭ в осадках по направлению к центральным частям океанов в поведе-
нии Ce наблюдается прямо противоположная тенденция. Относительно низкие содержания Се пелагических осадков обусловлены окислением его в обогащенных кислородом водах центральных частей океанов, переходом в четырехвалентную плохо растворимую фазу и выпадением из водной толщи. Напротив, в водах приконтинен-тальных частей океанов, обогащенных растворенным Сорг, преобладают восстановительные условия, что не способствует сколько-нибудь существенному окислению Се. В пределах спредин-говых хребтов в океанах, где морские воды подвержены влиянию гидротермальных металлоносных растворов, концентрации Се еще ниже, чем в водах абиссальных районов, за счет сорбции его оксигидроксидами Fe, Mn и других металлов.
На основании многочисленных данных по распределению РЗЭ в современных донных осадках и древних кремнисто-глинистых породах в [7, 8] рассчитаны средние величины Се-анома-лии для различных океанических фациальных зон. Так, для пелагических осадков, накапливающихся в 400-километровой зоне от спрединговых хребтов, величина Се-аномалии изменяется от 0.14 до 0.36 и в среднем составляет 0.29. Для осадков абиссальных районов средняя величина составляет 0.55 (0.23—1.06), а для приконтиненталь-ных областей седиментации — 1 (0.90—1.20), т. е. слабо отрицательная и положительная.
С целью получения неопровержимых подтверждений океанической природы кремневых образований Сихотэ-Алиня в лаборатории аналитической химии ДВГИ ДВО РАН методом масс-спек-трометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП МС) на спектрометре Agilent 7500С (аналитик М.Г. Блохин) были выполнены определения содержаний РЗЭ и элементов-примесей в кремнях и кремнисто-глинистых породах, слагающих нижний структурный уровень Таухинского тер-рейна. Кроме того, здесь же для этих пород методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на спектрометре iCAP 6500Duo (аналитики Г.А. Горбач, Е.А. Тка-лина, Н.В. Хуркало) определены основные петро-генные элементы.
Фрагмент разреза Oceanic Plate Stratigraphy Sequence обнажен в борту безымянного ручья — правого притока р. Беневка, в 6 км выше по течению от впадения ее в р. Киевка (рис. 1). Здесь на толеитовых базальтах СОХ-типа залегают кремни, постепенно переходящие выше по разрезу в глинистые кремни, а затем в кремнистые аргиллиты, которые, в свою очередь, также постепенно сменяются аргиллитами, далее алевролитами и, наконец, переслаиванием алевролитов и песчаников. Результаты геохимического изучения данных пород представлены в табл. 1 и на рис. 2, 3.
Как видно из приведенных данных, величина отрицательной Се-аномалии (Се/Се*) в ряду кремень — кремнистый аргиллит закономерно уменьшается от 0.34 до 0.92, свидетельствуя о том, что накопление этих пород осуществлялось в пелагической области палеоокеана, но в разных ее частях. Самая нижняя часть кремневого разреза (первые 4 м) накапливалась в пределах 400-километровой зоны от спредингового хребта. Вышележащие кремни (около 3 м) в соответствии с величиной Се/Се* формировались в пелагиали, но в непосредственной близости от 400-километровой зоны. На это также указывает расположение соответствующих точек (проб) на диаграммах Fe2O3/TЮ2—Al2O3/(Al2O3 + + Fe2O3) и Fe203/(100 - Si02)-Al203/(100 - SiO2) [9]. Для наращивающих разрез далее кремней и сменяющих их глинистых кремней (следующие 18 м) по величине Се/Се* последовательно реконструируется обстановка пелагиали и переходной части пелагиали к приконтинентальной области седиментации. Это также отчетливо фиксируется на диаграммах (рис. 2, 3). Последним 12-ти м кремневого разреза, в пределах которых глинистые кремни постепенно сменяются кремнистыми аргиллитами, по геохимическим характеристикам соответствует часть палеоокеана, непосредственно примыкающая к приконтинентальной области седиментации (вероятно, зона перегиба и верхняя часть океанического склона желоба). Для пород этой части разреза отмечается слабовыраженная отрицательная Се-аномалия и расположение в области перекрытия полей пелагической и при-континентальной седиментации на диаграммах соотношения основных петрогенных элементов (рис. 2, 3). В качестве еще одного свидетельства океанической природы кремней можно привести диаграмму Laи/Ceи—Al203/(Al203 + Fe203) [9], где пробы также сгруппировались в три области (рис. 4), хотя недостаточно высокие содержания La в кремнях нижней части разреза делают картину не столь выразительной.
Таким образом, результаты геохимического изучения кремней - убедительное дополнение литолого-стратиграфических и фаунистических критериев определения фациальных обстановок процесса кремненакопления. На основании значений Се/Се* и других геохимических характеристик (соотношения основных петрогенных элементов между собой и с РЗЭ) определены фациальные обстановки накопления кремнисто-глинистых пород. Эти данные показывают, что накопление кремней Беневского разреза осуществлялось на первых этапах в прилегающей к спрединговому хребту зоне, затем в пределах абиссальной равнины, а завершилось в краевой части палеоокеана, непосредственно примыкающей к приконтинентальной области седиментации. Полученные геохимические
Рис. 1. Фрагмент кремневого разреза на правобережье р. Беневка [11]. 1 — субдукционный меланж; 2 — базальты, ка-таклазированные базальты; 3 — плитчатые кремни; 4 — глинистые кремни; 5 — кремнистые аргиллиты; 6 — аргиллиты, алевроаргиллиты; 7 — алевролиты; 8 — переслаивание песчаников и алевролитов; 9 — места отбора проб на радиолярии и геохимический анализ; 10 — разрывные нарушения.
Таблица 1. Геохимические характеристики кремней Беневского разреза
Компонент Проба
Бе-15/1 Бе-15б/1 Бе-15в/1 Бе-14/1 Бе-12/1 Бе-10/1 Бе-8/1 Бе-6/1 Бе-4/1
Si02, % 76.20 76.27 83.10 82.92 82.40 70.93 69.61 67.09 66.73
ТЮ2 0.32 0.11 0.13 0.24 0.21 0.46 0.62 0.62 0.61
Al20з 4.09 3.46 3.32 5.85 5.04 9.90 13.05 14.66 14.90
Fe20з(tot) 13.41 10.62 9.84 7.13 7.35 6.14 6.03 7.01 6.86
Мп0 1.39 3.21 0.58 0.29 0.19 0.08 0.09 0.12 0.09
МБ0 0.87 1.09 0.45 0.54 0.85 0.97 1.61 2.21 2.05
Са0 0.41 0.88 0.44 0.32 0.57 0.12 0.20 0.53 0.63
№20 0.24 0.12 0.59 0.81 0.74 1.10 1.41 1.51 2.02
К20 0.60 0.37 0.73 1.40 1.27 2.53 3.40 3.42 3.04
Р205 0.07 0.06 0.05 0.07 0.02 0.05 0.07 0.07 0.09
Н2О 0.60 0.03 0.22 0.10 0.80 0.95 0.80 0.00 0.00
ппп 1.70 3.57 0.18 0.90 1.00 6.30 3.60 3.20 3.20
Сумма 99.90 99.78 99.64 100.57 100.43 99.52 100.50 100.42 100.22
Ьа, г/т 20.77 11.49 9.09 16.13 11.11 23.86
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.