УДК 551
ЛИТОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД РИФЕЯ КАМСКО-БЕЛЬСКОГО АВЛАКОГЕНА
И УСЛОВИЯ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ
© 2010 г. А. В. Маслов, М. В. Ишерская*, М. Т. Крупенин, В. Г. Петрищева, Т. Я. Гуляева, Н. П. Горбунова
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620075Екатеринбург, Почтовый пер., 7;
E-mail: maslov@igg.uran.ru * Институт геологии УНЦРАН 450000 Уфа, ул. Карла Маркса, 16/2 Поступила в редакцию 08.09.2008 г.
Приведены результаты изучения литогеохимических особенностей тонкозернистых терригенных пород рифея Камско-Бельского авлакогена. Показано, что поступавшая в авлакоген в течение рифея тонкая алюмосиликокластика характеризовалась невысокой зрелостью. Параллельно с ростом величины K2O/A12O3 в сводном разрезе рифея наблюдается снижение значений индекса CIA, свидетельствующее об усилении с течением времени тенденции к аридизации климата в областях эрозии. Результаты анализа ряда индикаторных отношений элементов-примесей и РЗЭ-систематики алевроаргиллитов и глинистых сланцев рифея Камско-Бельского авлакогена позволяют предполагать, что наряду с кислыми магматическими и метаморфическими образованиями во время накопления отложений надеждин-ской, тукаевской, ольховской, усинской и приютовской свит размыву подвергались также породы основного и ультраосновного состава. Сопоставление данных о составе пород источников сноса, полученных при минералого-петрографическом изучении песчаников и на основе исследования геохимических особенностей алевроаргиллитов и глинистых сланцев, показывает их достаточно высокую сходимость. Геохимические данные позволили уточнить состав пород в областях питания. Низкие значения Се/Сг в тонкозернистых терригенных породах нижнерифейской кырпинской серии предполагают значительный вклад в их состав продуктов размыва примитивных архейских субстратов, что не характерно для более высоких уровней разреза. Таким образом, на границе раннего и среднего рифея, по-видимому, имело место существенное изменение схемы минерального питания Камско-Бельского авлакогена. Отсутствие признаков наличия в исследованных образцах алевроаргиллитов и глинистых сланцев эксгаляционных компонентов указывает на достаточно низкую проницаемость коры востока Восточно-Европейской платформы на протяжении всего рифея.
Камско-Бельский (Калтасинский или Осин-ско-Бирский) авлакоген (прогиб) — одна из наиболее крупных рифейских структур востока Восточно-Европейской платформы. Мощность выполняющих его терригенных и карбонатных образований достигает 10—12 км, что в целом сопоставимо с мощностью эталонного разреза рифея Башкирского мегантиклинория (западный склон Южного Урала).
Результаты геофизических исследований [Лозин, Хасанов, 1991а, 1991б; Лозин, 1994; Глубинное ..., 2001; Бешп й а1., 1996; СагЪопе11 й а1., 1996; ЕсШег е! а1., 1996], а также анализ материалов глубокого бурения [Ишерская, Романов, 1993; Романов, Ишерская, 2001; Верхний ..., 1995; Белоконь и др., 2001] и литолого-палеогеографических реконструкций [Алиев и др., 1977; Постникова, 1977; Ла-гутенкова, Чепикова, 1982; Маслов, 1994, 1995, 1997; Маслов, Ишерская, 1998, 2002; Маслов и др., 2002] показывают, что выполняющие Камско-Бельский авлакоген осадочные образования в во-
сточном направлении сменяются осадочными последовательностями рифея Башкирского меганти-клинория, и, следовательно, есть все основания предполагать, что они формировались в еди-ном(ных) осадочном(ных) бассейне(нах). Вместе с тем, до настоящего времени существуют разные модели накопления рифейских отложений западного склона Южного Урала и Камско-Бельского авлакогена. Первые шаги к определенной их унификации на основе мелкомасштабных литолого-палеогео-графических реконструкций были сделаны нами ранее [Маслов, 1994, 1995, 2000; Маслов, Ишерская, 2002; Маслов и др., 2002]. В настоящей же работе приводятся результаты анализа литогеохими-ческих особенностей тонкозернистых терригенных пород рифея Камско-Бельского авлакогена, проведенного с целью сопоставления полученных данных как с материалами предшествующих минера-лого-петрографических исследований (в части касающейся реконструкции состава пород в источниках сноса), так и с данными по типовому
разрезу рифея [Маслов и др., 20036, 2004а, 20046, 2004в, 2006, 2007]. Здесь важно подчеркнуть, что наш опыт, так же как и данные, приведенные в работах [Интерпретация ..., 2001; Geochemistry ..., 2003], показывают, что в совокупности с традиционными литологическими наблюдениями анализ литогеохимических особенностей тонкозернистых терригенных образований позволяет получить достаточно непротиворечивые представления о различных факторах, в той или иной мере определявших процессы формирования осадочных толщ.
ЛИТОСТРАТИГРАФИЯ РИФЕЯ КАМСКО-БЕЛЬСКОГО АВЛАКОГЕНА
Камско-Бельский авлакоген расположен к востоку от Татарского свода и протягивается с севера на юг примерно на 600—700 км при ширине до 150—200 км (рис. 1). Его северной границей является региональная система разломов фундамента, имеющая северо-восточное простирание [Бело-конь и др., 2001]. В качестве восточной границы авлакогена выступает Осинцевско-Красноуфим-ский выступ фундамента. Орьебаш-Чернушин-ской субширотной зоной дислокаций Камско-Бельский авлакоген разделен на северную — Камскую и южную — Бельскую впадины. Для первой из названных структур характерно развитие преимущественно нижнерифейских отложений, в Бельской впадине распространены терригенные и карбонатные отложения всех трех стратонов рифея — бурзяния, юрматиния и каратавия [Стратиграфическая ..., 2000].
Характеристика вскрытых глубокими скважинами различных интервалов разреза рифея Кам-ско-Бельского авлакогена приведена во многих работах [Иванова и др., 1969; Иванова, 1970; Алиев и др., 1977; Постникова, 1977; Андреев и др., 1981; Лагутенкова, Чепикова, 1982; Ишерская, Романов, 1993; Ожиганова, 1983; Стратотип ..., 1983; Романов, Ишерская, 1994, 1998, 1999, 2001; Аксенов, 1998; Маслов, Ишерская, 1998; Маслов и др., 2002; Лозин, 1994, 1999; Стратиграфическая ..., 2000; Масагутов, 2002], поэтому ниже даны только краткие сведения, необходимые для дальнейшего обсуждения материала.
Нижний рифей Камско-Бельского авлакогена представлен кырпинской серией, объединяющей прикамскую1, калтасинскую и надеждинскую свиты [Маслов, Ишерская, 1998]. Наиболее пол-
1 Базальные уровни рифея в Камско-Бельском авлакогене имеют достаточно сложное строение и расчленяются разными авторами на неодинаковое число литостратиграфи-ческих единиц [Верхний ..., 1995; Стратиграфическая ..., 2000; Белоконь и др., 2001; Романов, Ишерская, 2001; Масагутов, 2002], поэтому далее при рассмотрении геохимических особенностей тонкозернистых терригенных пород рифея мы для удобства восприятия материала будем оперировать термином "прикамская свита", включая в него, как это сделано, например, в работе [Белоконь и др., 2001], все терригенные докалтасинские образования.
ные разрезы серии вскрыты глубокими и сверхглубокими скважинами на северо-западе названной структуры [Ожиганова, 1983; Ишерская, Романов, 1993; Романов, Ишерская, 1998, 2001; Масагутов, 2002].
Прикамская свита ^ргк) залегает непосредственно на кристаллическом фундаменте и представлена пестро- и красноцветными песчаниками, гравелитами, алевролитами, а в верхней части — более тонкозернистыми отложениями иногда с примесью карбонатного материала. Снизу вверх в сводном разрезе прикамской свиты выделяются четыре подсвиты [Ишерская, Романов, 1993; Маслов, Ишерская, 1998]. Самая нижняя из них, азякульская, объединяет мелко-, средне- и крупнозернистые розовые и розовато-серые кварцевые и полевошпато-кварцевые песчаники. Нор-кинская подсвита слагается в основном красно-бурыми и темно-фиолетовыми алевроаргиллита-ми и полевошпато-кварцевыми или субаркозо-выми алевролитами; подчиненную роль в ее разрезах играют мелкозернистые полевошпато-кварцевые песчаники и мергели. Ротковская под-свита представлена красноцветными полевошпа-то-кварцевыми и кварцевыми мелко- и разнозер-нистыми песчаниками; подчиненную роль играют здесь гравелиты, конгломераты, алевролиты и глинистые сланцы. Завершающая разрез прикам-ской свиты минаевская подсвита сложена пестро-цветными полевошпато-кварцевыми алевролитами, доломитами и мергелями, гравийно-галеч-никовыми породами, а также глинистыми сланцами и алевроаргиллитами. Мощность при-камской свиты варьирует от 100 до 1800 м. Изотопный возраст минералогически неизученного глауконита (К-Аг метод) из песчаников прикам-ской свиты составляет 1542 ± 18 млн лет (скв. 203 Мензелино-Актаныш), а в скв. 3 Бураево — 1520— 1425 млн лет [Стратотип ..., 1983]. Тонкозернистые терригенные породы данного уровня кыр-пинской серии имеют изотопный возраст от 1482 ± 15 до 1408 ± 14 млн лет (КЬ^г метод, фракция менее 0.001 мм) [Горожанин, 1983].
Калтасинская свита ^кк) (60—3500 м) представлена преимущественно доломитами; обломочные породы — песчаники, алевролиты и алев-роаргиллиты — играют в разрезах свиты резко подчиненную роль и приурочены к ее средней, арланской, подсвите. Карбонатные породы рассматриваемого уровня нижнего рифея характеризуются широким развитием микробиальных и фенестровых текстур, цементационных крусти-фикационных сульфатных оторочек во флейксто-унах, наличием прослоев онколитов и строматолитов. Все это позволяет предполагать, что накопление исходных осадков происходило в крайне мелководных обстановках, периодически
1 2-С7000-Ар
_а а
PZ 203-Б _
1-Д
_А_
5-М 10-Б 11
us ol
Рис. 1. Схема строения Камско-Бельского авлакогена (а), субширотные геологические профили (б — профиль 1—11, в — профиль 2—21) через него (по данным работы [Белоконь и др., 2001]) и положение ряда параметрических и поисково-разведочных скважин, вскрывших отложения рифея.
1 — зона отсутствия отложений нижнего рифея; 2 — западная граница отсутствия отложений верхнего докембрия; 3 — западная граница распространения отложений среднего и верхнего рифея; 4 — границы между свитами (а) и разрывные нарушения (б); 5 — изопахиты отложений рифея, км; 6 — скважины; 7 — западная граница складчатого Урала; 8 — исследованная
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.