ГЕОХИМИЯ, 2015, № 6, с. 512-538
СИНОРОГЕННЫЕ ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ: ОСОБЕННОСТИ ВАЛОВОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ПАЛЕОТЕКТОНИКА
© 2015 г. А. В. Маслов*, Г. А. Мизенс*, В. Н. Подковыров**, А. Д. Ножкин***, Т. М. Сокур****, А. И. Малиновский*****, А. А. Сорокин******, Ю. Н. Смирнова******, Э. З. Гареев*******, Н. В. Дмитриева***, М. Т. Крупенин*, Е. Ф. Летникова***
*Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН 620075 Екатеринбург, Почтовый пер., 7 e-mail: maslov@igg.uran.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 e-mail: vpodk@mail.ru ***Институт геологии и минералогии Сибирского отделения РАН 630090 Новосибирск, просп. акад. Коптюга, 3 e-mail: nozhkin@igm.sibras.ru ****Институт геологических наук НАНУкраины 01601 Киев, ул. О. Гончара, 55-б e-mail: sokur. 1966@mail.ru *****Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения РАН 690022 Владивосток, просп. 100 лет Владивостоку, 159 e-mail: malinovsky@fegi.ru ******Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения РАН 675000Амурская область, Благовещенск, пер. Релочный, 1 e-mail: sorokin@ascnet.ru *******Бургас, Болгария e-mail: gareevemir@yandex.ru Поступила в редакцию 28.05.2013 г. Принята к печати 18.06.2013 г.
Рассмотрены основные особенности валового химического состава синорогенных глинистых пород различных объектов (Предуральский прогиб, Олюторский террейн, Днестровский перикратон, Индо-Гангский прогиб и др.). Проанализировано расположение фигуративных точек их состава на широко известных дискриминантных палеотектонических диаграммах. Показано, что в условиях активной тектоники, присущей коллизионному этапу развития подвижных поясов, валовый химический состав этих пород отражает особенности породных ассоциаций, сформированных как на дивергентном, так и конвергентном (в том числе собственно коллизионном) этапах. Наиболее близким к их среднему составу является РАА$ — интегрированный показатель состава верхней континентальной коры. Из приведенных материалов можно сделать вывод, что для суждения о палеотектонической природе тех или иных осадочных последовательностей сведения о валовых химических составах глинистых пород, отраженные на дискриминантных диаграммах (8Ю2—К20/№20, К20/Ка20—8Ю2/А1203 и др.), нельзя рассматривать как минимально достаточные.
Ключевые слова: глинистые породы, синорогенные осадочные последовательности, валовый химический состав, дискриминантные палеотектонические диаграммы.
DOI: 10.7868/S0016752515060072
Химический состав осадочных образований позволяет получить важную информацию относительно размывавшихся на палеоводосборах пород и тектонического стиля бассейнов осадкона-копления (Тейлор и МакЛеннан, 1988; 1оИпз80п,
1993; McLennan et al., 1993; Rollinson, 1994; Lentz, 2003; Маслов, 2005 др.). Литогеохимические характеристики песчаников и тонкозернистых обломочных образований (глины, аргиллиты, глинистые сланцы, мелкозернистые глинистые алев-
ролиты) могут быть весьма полезными также для реконструкции различных экзогенных процессов, таких как выветривание, транспортировка класти-ки и др. Многие редкие и рассеянные элементы, в том числе высокозарядные, переходные и редкоземельные, транслируются из пород источников сноса в осадочные образования без значительного фракционирования и сохраняют характеристики исходных пород (т.н. provenence signal) (Bhatia and Crook, 1986; McLennan, 1989; Condie and Wronkiewicz, 1990; Condie, 1993; Bierlein, 1995; Cullers, 2000; Cullers, 2002; Lee, 2002; Yan et al., 2007 и др.).
Ранее нами было выполнено исследование основных черт литохимии синорогенных псамми-
1
тов (Маслов и др., 2013а). Анализ валового химического состава показал, что они формировались за счет смешения кластики из разнородных (локальных) источников сноса. Области составов песчаников на дискриминантных палеотектони-ческих диаграммах характеризуются заметной изменчивостью, что связано с вовлечением в размыв комплексов магматических, метаморфических и осадочных пород различных геодинамических об-становок. В указанной ситуации данные, полученные при использовании общепринятых дискри-минантных диаграмм без учета структурно-текстурных признаков пород и анализа особенностей строения, слагаемых ими осадочных ассоциаций, не могут рассматриваться как единственный (решающий) аргумент при установлении палеотекто-нической природы песчаников. Для уточнения геодинамической обстановки во время формирования осадочных последовательностей могут быть использованы и характеристики валового химического состава глинистых пород, которым в настоящей работе уделено основное внимание.
Среди синорогенных формаций наибольшее значение имеют таковые предгорных прогибов (флишевая, шлировая и молассовая). В то же время сходные с ними комплексы (как по способу образования, так и по строению) формируются и на более ранних стадиях коллизионного процесса, но в отличие от первых менее распространены. К их числу принадлежит вулканогенная мо-ласса, в типичном виде представленная в разрезах олигоцена—плиоцена южной части Корякского нагорья на Камчатке (Геосинклинальный литогенез..., 1987; Малиновский, 1993). Формирование последней происходило в результате столкновения вулканических островных дуг. С классической молассой ее объединяет существенно грубо-обломочный состав и образование в наземных условиях за счет размыва горного рельефа.
В настоящей работе мы попытались оценить особенности валового химического состава глинистых пород преимущественно предгорных и межгорных прогибов, выполненных как собственно молассовыми образованиями, флишем и шлиром,
2
так и вулканогенной и нескладчатой (удаленной) молассой (табл. 1, рис. 1). Кроме того, мы попытались проанализировать положение соответствующих фигуративных точек на широко используемых при различных палеотектонических реконструкциях дискриминантных диаграммах.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
В Предуральском прогибе в течение карбона и почти всей ранней перми в условиях некомпенсированного прогибания формировались флише-вые отложения (Мизенс, 1997а, 1997б). В конце ранней перми прогибание на территории Южного и Среднего Урала замедлилось, и флиш постепенно сменился более мелководными отложениями, которые замещались на западе эвапоритами. В поздней перми и раннем триасе прогиб расширился, и на смену шлиру пришли красноцветные континентальные молассовые образования. В южной части Предуральского прогиба их суммарная мощность составляет более 5000—6000 м (Стратиграфические схемы..., 1993). На Приполярном и Полярном Урале флиш сменяется шлиром во второй половине артинского века, однако, континентальные образования известны здесь только в поздней перми. Суммарная мощность верхнепермских и триасовых отложений на севере составляет 2000— 4000 и более метров.
Состав пермских песчаников (как флишевых, так и молассовых) на Южном и Среднем Урале имеет общие черты. Это различные граувакки в понимании отечественных геологов (Шутов, 1967; Шванов, 1987; Систематика и классификации., 1998), обломочный материал которых, наряду с кварцем и полевыми шпатами, представлен кремнистыми породами, кварцитами и кварцитовидны-ми песчаниками, вулканитами (преимущественно
1 В качестве синорогенных рассматривались псаммиты фли-шевых и молассовых формаций предгорных бассейнов, песчаники межгорных прогибов и постколлизионных грабенов.
' К нескладчатой молассе в Предальпийском прогибе принадлежат осадочные образования северной его зоны, сложенной пологозалегающими осадочными породами, сформированными как за счет материала, поступавшего с расположенного рядом горного поднятия, так и с приподнятых блоков платформы. Довольно часто нескладчатая моласса почти полностью образована местным материалом. Наряду с граувакко-выми отложениями в ее составе присутствуют полевошпат-кварцевые, аркозовые и, иногда, кварцевые песчаники. Складчатая моласса отличается от нескладчатой большей грубозернистостью пород и большей мощностью. Границей между складчатой и нескладчатой молассой является, как правило, фронт надвигов (Tanner, 1944; Lemcke et al., 1953). Этот термин широко используется в посвященной молассам докембрия работе Ю.Р. Беккера (1988), а А.В. Сочава (1996) рассматривал их как "телеорогенную формацию".
Рис. 1. Объекты исследований на территории России.
1, 2 — верхневендская и верхнепермская моласса южноуральских сегментов, соответственно, предгорного прогиба ти-манид и Предуральского прогиба; 3, 4 — верхневендский шлир и верхнепермская моласса среднеуральских сегментов тех же структур; 5 — верхневендская нескладчатая моласса Вычегодского прогиба; 6, 7 — синорогенные осадочные образования верхнего рифея и венда Енисейского кряжа; 8 — средне-верхнеюрские синорогенные образования Верхнеамурского и Зея-Депского прогибов; 9 — олигоцен-плиоценовая вулканогенная моласса Олютор-ского террейна.
основного и среднего состава), известняками, реже гранитоидами, серпентинитами.
Состав глинистых пород молассовой формации южноуральского сегмента Предуральского прогиба довольно однообразный (Маслов и др., 2013б). Наряду с собственно глинистыми минералами (монтмориллонит, смешано-слойные образования типа хлорит-монтмориллонит, Fe-хлорит, ил-лит) присутствует терригенная примесь — алевритовые зерна кварца, в меньшей степени плагиоклазов и редкие чешуйки слюды. Как правило, в глинистых породах много тонко- и микрокристаллического доломита (иногда до 40—50 мас. % объема), особенно в тех слоях, где присутствуют каличе. Кристаллический кальцит распространен неравномерно, в виде небольших пятен (в сумме от нескольких процентов до 25—30 мас. %). Характерно повсеместное присутствие микрокристаллов и небольших агрегатов анальцима, нередко замещенного кальцитом. Состав глинистых пород на Среднем Урале принципиально не отличается от их состава в южноуральском сегменте.
Химический состав. Тонкозернистые обломочные породы собственно молассовой формации южноуральского сегмента прогиба характеризуются значительным содержанием вторичных карбонатных минералов, в результате чего средние потери при прокаливании (глав
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.