научная статья по теме ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОВРЕМЕННЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ НИЖНЕГО ТЕЧЕНИЯ Р. СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ И БЕЛОГО МОРЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОВРЕМЕННЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ НИЖНЕГО ТЕЧЕНИЯ Р. СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ И БЕЛОГО МОРЯ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 6, с. 463-492

УДК 551.35

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОВРЕМЕННЫХ ДОННЫХ ОСАДКАХ НИЖНЕГО ТЕЧЕНИЯ р. СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ И БЕЛОГО МОРЯ

© 2014 г. А. В. Маслов, В. П. Шевченко*, В. Н. Подковыров**, Ю. Л. Ронкин, О. П. Лепихина, А. Н. Новигатский*, А. С. Филиппов*, Н. В. Шевченко***

Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН 620075Екатеринбург, Почтовый пер., 7;

E-mail: maslov@igg.uran.ru *Институт океанологии РАН 117997Москва, Нахимовский проспект, 36;

E-mail: vshevch@ocean.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2;

Е-mail: vpodk@mail.ru ***Московский государственный университет, географический факультет 119991 Москва, Ленинские горы, 1;

E-mail: snatti@yandex.ru Поступила в редакцию 23.07.2012 г.

В статье рассмотрены результаты литогеохимического исследования современных донных осадков нижнего течения р. Северной Двины и Белого моря. Установлено, что средние концентрации ряда элементов-примесей (Hf, Sc, Co, Y Ni, V, Cr, Zr, Ba и др.) в них коррелируют с содержанием алеври-то-пелитовой фракции. Максимумы концентрации большинства перечисленных элементов приурочены к алеврито-глинистым осадкам на границе Бассейна и Двинского залива и только для ряда кластофильных элементов (Zr, Cr и др.) они локализованы ближе к береговой зоне. Исходя из присущих алеврито-пелитовым и пелитовым илам дельты р. Сев. Двины, Двинского залива и переходной от него к Бассейну области значений гидролизатного модуля, химического индекса изменения и отношения Al2O3/SiO2, сделан вывод о принадлежности их к образованиям, формировавшимся в обстановках достаточно холодного климата. На дискриминантных палеотектонических диаграммах точки составов осадков локализованы в широком спектре обстановок, что, по всей видимости, связано с относительно высоким содержанием в них слабо преобразованных выветриванием плагиоклазов, слюд и амфиболов, а также с действием гидрогенного фактора, способствовавшего накоплению Fe и Mn. Нормированные на средний постархейский глинистый сланец спектры распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в донных отложениях рр. Пинеги и Сев. Двины, маргинальном фильтре последней, Двинском заливе и на границе его с Бассейном сходны со спектрами РЗЭ в глинистых породах чехлов древних платформ (при несколько более выраженной положительной Eu аномалии). Систематика РЗЭ и характер распределения точек составов современных донных осадков на диаграммах GdN/YbN—Eu/Eu* и Eu/Eu*—Cr/Th и значения ряда индикаторных отношений элементов-примесей позволяют предполагать, что в целом формирование рассматриваемых образований определялось смешением кластики из геохимически контрастных областей питания: северо-западной (Кольско-Карельский геоблок), сложенной преимущественно архейскими и ранне-протерозойскими кристаллическими комплексами, и юго-восточной (северо-западная периферия Мезенской синеклизы), в строении которой принимают участие почти исключительно фанерозой-ские осадочные образования. Роль последней в формировании геохимического облика современных донных осадков значительной части акватории Белого моря, по всей видимости, была ведущей.

DOI: 10.7868/S0024497X1406007X

Особенности формирования современных донных осадков Белого моря и впадающих в него больших и малых рек в последнее время привлекают все большее внимание исследователей. Этому в существенной мере способствовала поста-

новка многодисциплинарных исследований в рамках программы "Система Белого моря" [Лисицын, 2010; Лисицын и др., 2010; Система..., 2010]. Благодаря сложной геологической истории и строению, а также многообразию природных

процессов, Белое море уже многие годы рассматривается как "естественная природная лаборатория" [Невесский и др., 1977]. В современной геологической литературе можно найти данные о содержаниях в современных осадках Белого моря таких элементов, как Fe, Mn, Al, Ti, Р, S и Са [Koukina et al., 2003; Пересыпкин и др., 2004; Демина и др., 2005; Стрекопытов и др., 2005; Розанов и др., 2006]. В задачу наших исследований входил анализ особенностей распределения в современных донных осадках Белого моря и нижнего течения р. Сев. Двины широкого спектра редких и рассеянных элементов (Li, Be, Na, Mg, Al, P, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Cs, Ba, Hf, Ta, W, Re, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Th и U), а также редкоземельных элементов (РЗЭ) и элементов платиновой группы (ЭПГ). Первые результаты этих работ приведены в [Маслов и др., 2012а], настоящее сообщение в существенной мере дополняет и детализирует полученные ранее данные. Мы рассматриваем эти работы как вклад в "наведение моста" между нашими знаниями о современном седиментогенезе и реконструкциями такового в геологическом прошлом на основе сравнительно-литологического принципа [Япас-курт, 2010].

По периферии континентов накапливается более 90% терригенного материала, поступающего в морские бассейны и океан [Лисицын, 1978]. Данные о трансформации состава этого материала, прежде всего РЗЭ и ряда других редких и рассеянных элементов, относительно пород источников сноса в литературе отсутствуют [Тейлор, МакЛеннан, 1988; Rollinson, 1994; Geochemistry.., 2003 и др.]. Состав РЗЭ в глинистых осадках периферии континентов близок к составу РЗЭ в сланцах платформ (NASC — составная проба глинистых сланцев Северной Америки; PAAS — средний австралийский постархейский глинистый сланец и др.), хотя и несколько обеднен тяжелыми РЗЭ (ТРЗЭ) [Тейлор, МакЛеннан, 1988]. Це-риевая аномалия в них не выражена. В более глубоководных и удаленных от континентов (пелагических) отложениях на смену терригенному источнику вещества приходит гидрогенный. Пелагические осадки в наиболее общем случае характеризуются накоплением легких РЗЭ и положительной Ce аномалией [Дубинин, 2006]. Связано это с процессами сорбции на взвешенном веществе (прежде всего оксигидроксидах железа и марганца) растворенных в океанской воде РЗЭ. Металлоносные осадки пелагиали, напротив, обладают резко выраженной отрицательной церие-вой и положительной европиевой аномалией при некотором дефиците ЛРЗЭ [Дубинин, 2006].

Исследование особенностей распределения Fe, Mn и Ti, проведенное Е.Н. Невесским с соавторами [1977], показало, что максимальные со-

держания названных элементов приурочены к наиболее глубоководной части акватории Белого моря, в которой доминируют тонкозернистые алюмосиликокластические осадки. Это же свойственно приустьевым зонам рек Выга и Онега, а также Двинского залива, хотя в последнем случае обусловлено наличием в поверхностном слое Бе-Мп макро- и микроконкреций. С.В. Стрекопытов с соавторами [2005] установили, что в Бе-Мп-образованиях Кандалакшского залива не происходит аномального концентрирования РЗЭ по сравнению с вмещающими их осадками; свойственные им отрицательные аномалии церия указывают на гидрогенный источник лантаноидов. А.Г. Розанов с соавторами [2006] пришли к выводу, что распределение Бе и Мп на профиле от Кандалакши до Архангельска имеет явно выраженную асимметрию (максимальные содержания Мп свойственны осадкам Кандалакшского залива, тогда как повышенные концентрации Бе наблюдаются только в осадках Бассейна). Причинами такой асимметрии являются, по мнению названных авторов, как состав пород в областях сноса, так гидродинамический режим, морфология дна и раннедиагенетиче-ские процессы. По данным ТГ. Кузьминой с соавторами [2009], седиментационной ловушкой для марганца являются как Кандалакшский залив, так и центральная часть Бассейна.

Состав и геохимические особенности современных донных осадков Белого моря контролируются в целом двумя крупными питающими провинциями — Кольско-Карельским геоблоком (западная и северо-западная часть водосбора) и северо-западной периферией Мезенской синек-лизы Русской плиты (юго-восточное Беломорье и расположенные к югу и юго-востоку от него области) (рис. 1) [Невесский и др., 1977; Лисицын, 2010; Губайдуллин, 2010]. Примерно 85% первой из них сложено тоналит-трондьемитовыми гнейсами, гранитами, мигматитами и гранулитами, толеитовыми и феррометабазальтами, метадаци-тами, металипаритами, конгломератами, а также габбро-анортозитами и щелочными гранитами архейского возраста. Породы нижнего протерозоя (разнообразные терригенные и карбонатные отложения, метапироксениты, гранофиры и габ-броиды) слагают ~10% площади Кольско-Ка-рельского геоблока, тогда как рифейские осадочные и магматические комплексы составляют не более 5% его территории [Докембрийская..., 1988; Геологическая..., 1996а; Ранний., 2005].

Центральная и южная части названной структуры представлены комплексами пород т.н. Кольского микроконтинента [Минц и др., 2010]. Последний объединяет Центрально-Кольский гра-нулито-гнейсовый пояс, Кейвскую вулкано-тектоническую палеодепрессию и Инари-Коль-скую гранит-зеленокаменную область, в южной части которой присутствуют гранит-зеленока-

Рис. 1. Схема геологического строения водосбора Белого моря (граница водосбора показана по данным [Лисицын, 2010]) и положение проб, для которых исследована 8т-К(1-систематика.

1—6 — возраст пород: 1 — архей и протерозой, 2 — венд, 3 — карбон, 4 — пермь, 5 — триас, 6 — юра; 7 — граница водосбора; 8 — проба и ее номер; 9 — профиль от нижнего течения р. Сев. Двины к Терскому берегу Кольского полуострова, районы: 2 — р. Пинега от пос. Пинега до устья; 4 — дельта р. Северная Двина; 5 — Двинский залив; 6 — граница Двинского залива с Бассейном; 7 — Терский берег в районе устья р. Варзуга.

менные комплексы, слагающие Инарский, Терский и Стрельнинский (Терско-Стрельнинский) блоки [Ранний..., 2005; Минц и др., 2010]. Терский блок сложен гранито-гнейсами (биотитовыми, амфибол-биотитовыми, амфиболовыми и др.; по химическому составу среди них преобладают метадациты), гранодиоритами, тоналитами и плагиогранитами терского интрузивного комплекса и супракрустальными породами сергов-ской толщи. Последняя объединяет амфибол-биотитовые, гранат-амфибол-биотитовые гнейсы и амфиболит

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.

Показать целиком