СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 2, с. 46-61
УДК 551
К ВОПРОСУ О ВКЛАДЕ ГРЕНВИЛЬСКИХ СОБЫТИЙ В ФОРМИРОВАНИЕ НАИБОЛЕЕ ПОЛНЫХ ОСАДОЧНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ РИФЕЯ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ
© 2014 г. А. В. Маслов*, В. Н. Подковыров**, Э. З. Гареев, Ю. Л. Ронкин*
*Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург e-mail: maslov@igg.uran.ru, vpodk@mail.ru Поступила в редакцию 01.10.2012 г., получена после доработки 22.04.2013 г.
Одним из наиболее крупных событий рифея является гренвильский орогенический цикл (~1250— 980 млн лет). Возникшие в результате его сооружения присутствуют в Северной и Южной Америке, на северо-западе Европы, в Южной Африке, Западной Австралии, Антарктиде и ряде других регионов. Однако до настоящего времени все еще неизвестными остаются признаки проявления указанного события в наиболее полных и достаточно хорошо изученных осадочных разрезах позднего докембрия на территории Северной Евразии, таких как стратотип (Башкирский мегантиклинорий) и гипостратотип (Учуро-Майский регион) рифея. В первую очередь это касается петрографического и химического состава терригенных пород. В настоящей работе проанализированы особенности изменения валового химического состава песчаников и тонкозернистых обломочных пород (глинистых сланцев, аргиллитов, мелкозернистых глинистых алевролитов), слагающих пограничные интервалы среднего и верхнего рифея Башкирского мегантиклинория, Камско-Бельского авлакогена и Учуро-Майского региона. Установлено отсутствие тенденции к уменьшению химической, а следовательно, и минералогической степени зрелости песчаников снизу вверх по разрезам средне-верхнерифейских последовательностей указанных объектов. Валовые составы тонкозернистых обломочных пород, ассоциирующих с песчаниками, отвечают преимущественно составу "обычных" глинистых образований верхнего докембрия. Формирование практически всей юрматинско-кара-тауской последовательности Башкирского мегантиклинория происходило при относительно неизменных значениях TDM и sNd(T). Для центральной и восточной частей Сибирской платформы во временном интервале 1250—980 млн лет отмечены неоднократные эпизоды рифтогенеза, чередовавшиеся с накоплением зрелых платформенных осадков, однако отзвуки проявления гренвильских коллизионных процессов отсутствуют и здесь. На основании рассмотренных материалов делается вывод о том, что гренвильские события не внесли существенного вклада в формирование наиболее полных осадочных последовательностей рифея Северной Евразии.
Ключевые слова: средний—верхний рифей, Башкирский мегантиклинорий, Учуро-Майский регион, Камско-Бельский авлакоген, гренвильские события, осадочные последовательности.
Б01: 10.7868/80869592X14020069
ВВЕДЕНИЕ
По мнению большинства исследователей, самыми значительными геодинамическими событиями рифея (мезо-неопротерозоя) в ходе гренвиль-ского орогенического цикла (~1250—980 млн лет) явились образование суперконтинента Родиния и последующий его распад (Семихатов и др., 2002; Ы й а1., 2008 и ссылки в этих работах). Гренвиль-ский орогенический цикл рассматривается либо как два последовательных орогенеза — Эльзевир-ский (~1350—1220 млн лет) и Оттавский (1200— 1000 млн лет), либо как серия из трех коллизионных импульсов — Шавиниганский (1190—
1140 млн лет), Оттавский (1080—1020 млн лет) и Риголетский (1000—980 млн лет). Указанные события, как полагают многие авторы, развивались субсинхронно с аккреционной Эльзевирской (1250—1190 млн лет) орогенией и разделялись импульсами растяжения (Rivers, 1997; Ketchum, Davidson, 2000; Gower, Krogh, 2002; Tollo et al., 2004; Cardona et al., 2010). Гренвильская орогения знаменовала закрытие позднемезопротерозой-ского океана: ее шавиниганская фаза и эльзевир-ское событие считаются обусловленными столкновениями островных дуг и террейнов с юго-западной окраиной провинции Черчилл (Rivers, 2008 и др.). Оттавское и Риголетское события свя-
заны с процессами собственно континентальной коллизии. Указанные коллизионные импульсы привели к формированию суперконтинента Ро-диния, распавшегося между 825 и 740 млн лет (Ый а1., 2008).
Возникшие в ходе гренвильского цикла структуры протягиваются вдоль восточной периферии Северной и Южной Америки, установлены в складчатых поясах, обрамляющих и разделяющих кратоны Сан-Франциско и Амазонский, описаны на северо-западе Европы, слагают обширные регионы в Южной Африке, обрамляют западное и южное побережье Западной Австралии, Западную и Восточную Антарктиду и известны в ряде других районов земного шара (Семихатов и др., 2002 и ссылки в этой работе). В то же время все еще неизвестными остаются характер и особенности их отражения в наиболее полных и достаточно хорошо изученных осадочных последовательностях позднего докембрия на территории Северной Евразии, таких как стратотип и гипо-стратотип рифея, а также разрез Камско-Бель-ского авлакогена.
Как ни парадоксально, но в первую очередь это касается таких, казалось бы, "лежащих на поверхности" особенностей алюмосиликокластических пород, как петрографический и химических состав. По-иному обстоит дело с существенно более "тонкими" характеристиками, например с вариациями изотопного состава Sr в карбонатных образованиях. По аналогии с Панафриканской оро-генией, первоначально предполагалось, что грен-вильские события должны были вызвать резкое и длительное повышение в морской воде величины отношения 87^г/8<^г, что неизбежно отразилось бы в Sr-изотопной систематике карбонатных пород, формировавшихся в конце среднего—начале позднего рифея. Однако результаты определения изотопного состава Sr в пограничных отложениях юрматиния и каратавия Сибири и Южного Урала (Семихатов и др., 1998; Виноградов и др., 1998; Кузнецов, 1998; Кузнецов и др., 2000; Хабаров и др., 2000; ВагИеу й а1., 2001 и др.) показали, что 1100—850 млн лет назад отношение 8"^г/8<^г в морской воде испытывало тенденцию к уменьшению на общем фоне его низких значений. По данным, полученным для Южного Урала, такая ситуация сохранялась почти до конца позднего рифея (Кузнецов, 1998; Кузнецов и др., 2000), что связано с совокупным воздействием рядом факторов — высокой ролью мантийных пород в структурах гренвилид, активным поступлением в Гренвиль-ский океан свежего ювенильного материала, позднегренвильским подъемом уровня Мирового океана и др. (Семихатов и др., 2002).
В настоящей работе мы попытались рассмотреть особенности изменения валового химиче-
ского состава песчаников и тонкозернистых обломочных пород, слагающих ряд наиболее полных осадочных последовательностей среднего и верхнего рифея, и оценить то, как они соотносятся с основной канвой событий гренвильского цикла. Из рассмотрения были исключены осадочные последовательности верхов среднего—ни-зов верхнего рифея западной окраины Сибирского кратона. Для Туруханского поднятия главная причина этого — недостаток аналитических данных по терригенным породам, для Енисейского кряжа — отсутствие надежных изотопных датировок для осадочных пород анализируемого нами временного интервала (сухопитская и тунгусик-ская серии) (Маслов и др., 2008, 2010).
ОБРАЗЦЫ И АНАЛИТИКА
Для решения поставленной задачи использованы данные о содержаниях основных породообразующих оксидов в песчаниках (всего 163 образца, в том числе 99 образцов из различных свит среднего и верхнего рифея Башкирского меган-тиклинория, 25 образцов из отложений рифея Камско-Бельского авлакогена и 39 образцов из пород рифея Учуро-Майского региона) и тонкозернистых обломочных породах (всего 122 образца, в том числе 73 из Башкирского мегантиклино-рия, 20 из Камско-Бельского авлакогена и 29 из Учуро-Майского региона). Указанные сведения частично сосредоточены в Банке данных PRECSED (В.Н. Подковыров, ИГГД РАН, Санкт-Петербург), а частично — в авторских коллекциях Э.З. Гареева (г. Бургас, Болгария) и А.В. Маслова (ИГГ УрО РАН, Екатеринбург). Содержания петрогенных оксидов в песчаниках и тонкозернистых обломочных породах определены в разные годы методами мокрой химии и рент-генофлюоресцентным в Центральной комплексной лаборатории ПГО "Башкиргеология", Центральной лаборатории ПГО "Севзапгеология", ИГ УНЦ РАН и ИГГ УрО РАН.
Содержания редких и рассеянных элементов, в том числе редкоземельных (РЗЭ), установлены в 84 образцах глинистых сланцев и аргиллитов (40 образцов представляют породы среднего и верхнего рифея Башкирского мегантиклинория, 25 — отложения того же возраста Камско-Бель-ского авлакогена, а 19 — породы юрматиния и ка-ратавия Учуро-Майского региона) с помощью масс-спектрометра ELEMENT2 после соответствующего кислотного разложения образцов. Методика подготовки и анализа образцов описана в (Маслов и др., 2008). Определение концентраций и изотопного состава Sm и Nd осуществлялось методом изотопного разбавления с применением термоионных масс-спектрометров (TIMS) Finni-
gan MAT 262 в ИГГ УрО РАН (для тонкозернистых обломочных пород рифея Башкирского ме-гантиклинория и Камско-Бельского авлакогена) и в ИГГД РАН (для пород Учуро-Майского региона) с погрешностями для отношений 147Sm/144Nd не более 0.5%. Для подавляющего большинства исследованных образцов, за исключением тонкозернистых обломочных пород среднего и верхнего рифея Камско-Бельского авлакогена (образцы ПБ-3, ПБ-9 и ПБ-41), величины 147Sm/144Nd отвечают интервалу 0.0889—0.1224, несущественно отличаясь от среднекорового значения (0.12), что позволяет использовать значения Nd-модельного возраста (TDM), определенные исходя из современных величин изотопных отношений для де-плетированной мантии (DM): 147Sm/144Nd = 0.219 и 143Nd/144Nd = 0.513151 (Liew, Hoffmann, 1988)1.
СТРОЕНИЕ И ВОЗРАСТ ИЗУЧЕННЫХ РАЗРЕЗОВ
Пограничные средне-верхнерифейские интервалы как Башкирского мегантиклинория, так и Камско-Бельского авлакогена и Учуро-Май-ского региона2 представлены с той или иной степенью полноты терригенными и карбонатными отложениями, накапливавшимися преимущественно в мелководно-морских эпи- и перикон-тинентальных бассейнах.
Башкирский мегантиклинорий. Разрез рифея имеет в целом квазицикличес
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.