ГЕОХИМИЯ, 2007, № 4, с. 370-389
МЕТАТЕРРИГЕННЫЕ ПОРОДЫ АРХЕЯ (ОСНОВНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ)
© 2007 г. А. В. Маслов
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7, e-mail: maslov@igg.uran.ru Поступила в редакцию 25.05.2005 г.
В статье суммированы данные о геохимических особенностях метатерригенных пород 26 эталонных объектов архея (блоки Пилбара и Иилгарн, комплексы Исуа и Акилиа, надсерии Витватер-сранд, Свазиленд, Понгола и Иеллоунайф, хапчанская и гимольская серия, канский, шарыжалгай-ский, чупинский, слюдянский и онотский комплексы и др.). Выполнено сопоставление общих совокупностей фигуративных точек, а также рассчитанных для каждого из эталонных объектов медианных значений содержаний и отношений ряда элементов примесей с составами архейских и постархейских аргиллитов. На диаграммах Ce/Cr-Co/Hf, Eu/Eu*-GdN/YbN, Ce/Cr-Th/Sc, Th/Sc-Sc, Th-La, La/Sm-Sc/Th, Yb-GdN/YbN, Th/Sc-Cr, Ni-Cr и ряде др., намечены поля, в которых группируется большинство точек составов архейских метатерригенных пород. В результате исследований по всей совокупности частных анализов оказалось невозможным наметить такие значения геохимических параметров, которые можно было бы считать присущими только архейским или только постархейским тонкозернистым терригенным породам. В рамках 80-85% доверительного интервала основная масса частных составов архейских метатерригенных пород характеризуется следующими геохимическими параметрами: 1) Th/Sc < 0.6-0.7; 2) Ce/Cr < 0.6; и 3) Eu/Eu* > 0.70-0.75. При использовании медианных значений указанные рамки могут быть ужесточены до: 1) Th/Sc < 0.55; 2) Ce/Cr < 0.4; 3) Cr/Th > 25; и 4) Th < 12 г/т. По сравнению с PAAS в архейских метатерригенных породах выше медианные значения содержаний Cr и Ni, а также отношений Eu/Eu*, Sc/Th, Cr/Th и Co/Hf; содержания Nb, La, Ce, Yb, Hf, Th и U, а также значения отношений La/Sm и Ce/Cr в PAAS, напротив, ниже. Медианные значения отношения LaN/YbN в эталонных архейских объектах могут быть как выше, так и ниже PAAS, что определяется, по всей видимости, соотношением различных типов пород в источниках сноса. Медианы отношения GdN/YbN примерно в 60% архейских эталонных объектов из проанализированного нами банка данных несколько выше, чем величина GdN/YbN в PAAS. Медианные значения отношения LaN/SmN в терригенных породах архея преимущественно несколько ниже, чем это типично для PAAS.
Общие закономерности формирования мощных осадочных разрезов позднего докембрия на востоке, северо-востоке и севере Восточно-Европейской платформы реконструированы еще далеко не полностью. Достаточно сказать, что даже по таким вопросам, как положение, возраст и состав источников сноса среди исследователей нет единодушия [1-10 и др.]. Сходная ситуация характерна и для разрезов позднего докембрия, известных по периферии Сибирской платформы.
В связи с этим задачей-максимум наших исследований в рамках интеграционного проекта УрО и СО РАН "Докембрийские осадочные последовательности Урала и Сибири: типы и характер источников сноса, долговременные вариации состава коры, проблема рециклинга" является оценка вклада различных по своему составу и возрасту крупных сегментов фундамента Восточно-Европейской платформы (Волго-Уральского, Центрального, Кольского) в формирование осадочных образований рифея и венда, известных на восточной, северо-восточной и северной периферии
платформы, на основе анализа геохимических особенностей присутствующих в их разрезах тонкозернистых терригенных пород и выявления уровней с характеристиками, типичными для продуктов размыва примитивных (относительно незрелых) архейских субстратов.
Однако среди специалистов нет единого взгляда и на геохимические критерии разграничения указанных образований (ср. далее [11] и [12] и др.). Поэтому в рамках задачи-минимум мы попытались суммировать имеющиеся в настоящее время в литературе данные о составе архейских метатерригенных пород, образованных за счет размыва "примитивных субстратов" архейских зеленока-менных поясов и шельфовых зон.
Использование литературных данных обусловлено также отсутствием соответствующих современному уровню аналитических материалов по архейским образованиям Центрального и Волго-Уральского сегментов Восточно-Европейской платформы. По Кольскому сегменту такие материалы в последнее время стали появляться
[13, 14 и др.], но пока они носят довольно ограниченный характер.
При подготовке настоящей работы использованы аналитические материалы (более 300 частных
анализов)1 по таким хорошо изученным в геохимическом отношении архейским эталонным объектам, как блоки Пилбара и Иилгарн (Западная Австралия), комплексы Исуа и Акилиа (Западная Гренландия), кристаллические сланцы Монтаны (США) и Онтарио (Канада), надсерии Витватер-сранд, Свазиленд, Понгола и Иеллоунайф (Южная Африка и Канада), хапчанская серия Анабарского щита, канский и шарыжалгайский комплексы юго-западной части Сибирской платформы, чу-пинский комплекс Беломорского подвижного пояса, гимольская серия Западной Карелии, слюдянский
комплекс Юго-Западного Прибайкалья, онотский комплекс Юго-Восточного Присаянья и ряд др. [17-39, 13, 40, 41, 14, 42, 16, 43 и др.].
При этом специально не было произведено разграничение аналитических данных на типичные для кратонных и зеленокаменных областей, так как аналогичные им образования входят в состав Волго-Уральского, Центрального и Кольского мегаблоков фундамента Восточно-Европейской платформы [44-48 и др.], и являлись поставщиками обломочного материала в осадочные бассейны, существовавшие в рифее и венде на ее восточной, северо-восточной и северной периферии.
В ходе исследований было проведено сопоставление общих (для всех указанных выше эталонных объектов архея) совокупностей фигуративных точек, а также рассчитанных нами медианных значе-
"3
ний содержаний и отношений ряда элементов примесей (ТЬ, Sc, La, М, Сг, Yb, GdN/YbN, Eu/Eu*,
1 Следует отметить, что приводимая разными авторами аналитика существенным образом отличается. В работах зарубежных исследователей 1980-х гг. эталонные архейские метатерригенные ассоциации охарактеризованы 7-10-12 частными анализами, при этом редкоземельные элементы определены не все, часто нет данных по таким малым элементам как №, и, Ш и др. В публикациях начала 1990-х гг. приводится уже более полная, как по количеству проб, так и по общему спектру элементов аналитика. В отечественных работах до середины 1990-х гг. данные по REE в мета-терригенных образованиях архея отсутствуют; в более поздних работах эти материалы есть, но в весьма ограниченном количестве. Существенно лучше в этом отношении выглядят работы начала нового века (например, [13]).
2 По данным А.Б. Котова с соавторами [15], современный облик слюдянского комплекса сформировался в ордовике, однако общая геохимическая специфика метатерригенных гнейсов слюдянского комплекса существенно отличается от постархейских сланцев, будучи довольно сходной с характеристиками древнейших гранулито-гнейсовых комплексов и гранит-зеленокаменных областей [16].
3 Как и в предшествующих наших работах здесь мы используем медианные значения содержаний и отношений тех или иных элементов, так как данный статистический параметр позволяет дать обобщенную оценку аналитических выборок с неизвестным характером распределения [49, 50].
La/Sm, Sc/Th, Co/Hf, Ce/Cr и др.) (табл. 1) с составами архейских (АрАрг) и постархейских аргиллитов (PAAS, постархейский австралийский сланец) по [11]. Во-вторых, на дискриминационных диаграммах Ce/Cr-Co/Hf, Eu/Eu*-GdN/YbN, Се/Сг-ТЪ^с, ТЪ^с^с, ТЪ^а, La/Sm-Sc/Th, Yb-GdN/YbN, Th/Sc-Cr, М-Сг и ряде других была сделана попытка наметить поля, в которых группировалось бы большинство медианных точек архейских эталонных объектов.
О том, что обнаружение присутствия в постархейских осадочных последовательностях продуктов разрушения примитивных архейских субстратов в принципе возможно, свидетельствуют материалы геохимических исследований В.Н. Подковырова [51, 52 и др.], посвященные анализу особенностей формирования позднедокембрийских отложений Учуро-Майского региона юго-восточной Якутии (гипостратотипический разрез рифея), результаты изучения геохимических особенностей кайнозойских отложений поднятия Сеара (Сеага), расположенного примерно в 800 км к востоку от устья Амазонки [53], и ряд других данных (например, [54]).
Так, В.Н. Подковыровым с соавторами [52] при изучении геохимических особенностей тонкозернистых терригенных пород рифея и венда Учуро-Майского региона Сибирской платформы установлено присутствие в составе аргиллитов талынской свиты основания среднего рифея продуктов разрушения раннепротерозойских или более древних "примитивных" субстратов без выраженной отрицательной Ей аномалии. Подобный же по геохимическим особенностям материал выявлен здесь и в составе ряда других литострати-графических подразделений рифея.
Сравнение отношений различных малых элементов, из которых один типичен для архейских сланцев, а другой - для постархейской тонкой алюмоси-ликокластики (например, Sc/Th), позволило Д. Доб-сону с соавторами [53] выделить в разрезах скважин Программы ОБР, вскрывших кайнозойские отложения поднятия Сеара, три геохимические группы осадков. В состав первой группы входят осадки с возрастом менее 13 млн. лет; они обогащены Се, С8, Ей, La, Lu, Sm, ТЬ, ТЬ и Yb - элементами, характерными для постархейских сланцев, тогда как в интервале времени от 55 до 20 млн. лет в окрестностях поднятия Сеара, напротив, формировались тонкозернистые терригенные отложения, в значительной мере деплетированные элементами, типичными для постархейских сланцев (наиболее явно на размыв архейских комплексов указывают низкие содержания La и ТЬ). Эти особенности состава тонкозернистой алюмосиликокластики в разрезе поднятия Сеара связываются Д. Добсоном с соавторами с изменением состава и положения источников сноса, обусловленными вариациями тектонического развития северной части Южной Америки. Предпола-
Таблица 1. Медианные значения содержаний ряда элементов примесей (в г/т) и их отношений в метатерригенных породах
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.