научная статья по теме МИКРОКОНКРЕЦИИ СИДЕРИТА В ГЛАУКОНИТСОДЕРЖАЩИХ ГЛИНИСТО-АЛЕВРОЛИТОВЫХ ПОРОДАХ ХАЙПАХСКОЙ СВИТЫ (СРЕДНИЙ РИФЕЙ, ОЛЕНЕКСКОЕ ПОДНЯТИЕ) Геология

Текст научной статьи на тему «МИКРОКОНКРЕЦИИ СИДЕРИТА В ГЛАУКОНИТСОДЕРЖАЩИХ ГЛИНИСТО-АЛЕВРОЛИТОВЫХ ПОРОДАХ ХАЙПАХСКОЙ СВИТЫ (СРЕДНИЙ РИФЕЙ, ОЛЕНЕКСКОЕ ПОДНЯТИЕ)»

УДК 551

МИКРОКОНКРЕЦИИ СИДЕРИТА В ГЛАУКОНИТСОДЕРЖАЩИХ ГЛИНИСТО-АЛЕВРОЛИТОВЫХ ПОРОДАХ ХАЙПАХСКОЙ СВИТЫ (СРЕДНИЙ РИФЕЙ, ОЛЕНЕКСКОЕ ПОДНЯТИЕ)

© 2014 г. Т. А. Ивановская, А. Р. Гептнер, А. Т. Савичев, Б. Г. Покровский, Е. В. Покровская

Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;

E-mail: ivanovskaya@ginras.ru Поступила в редакцию 23.04.2014 г.

Впервые детально изучены микроконкреции сидерита в пачке глауконитсодержащих глинисто-алевролитовых пород нижней подсвиты хайпахской свиты (средний рифей, Оленекское поднятие). В двух изученных разрезах на р. Хорбусуонке, расположенных в 12 км друг от друга, они залегают в виде линз и прослоев и вместе с глауконититами являются четким маркирующим горизонтом этого стратиграфического интервала. Рассмотрены их структурно-морфологические особенности, дифракционные характеристики, химический состав и изотопные данные. Изучение проведено с помощью комплекса современных методов исследования (рентгеновская дифракция, сканирующая электронная микроскопия с использованием локального микрозондового химического анализа и др.). Выделены структурно-морфологические типы микроконкреций и на основе многочисленных микро-зондовых анализов рассчитан химический состав карбонатов, что позволило в каждом типе выявить разную степень степень гетерогенности минерала в распределении изоморфных примесей на макро-и микроуровне и уточнить характер их вторичных изменений на разных стадиях литогенеза. Приведены результаты изотопных исследований по кислороду и водороду для водорослевых доломитов и известняков из разрезов среднего и нижнего рифея Оленекского поднятия (дебенгдинская, арымасская и кютингдинская свиты). Они показали, что сидериты имеют близкий с известняками и доломитами изотопный состав кислорода (818О = 17.6—24.8, 8 Осредн = 20.0 ± 2.4%е), но резко отличаются от них низкими значениями 813С, которые варьируют от —6.3 до —12.0% (813Ссредн = —8.6 ± 2.1%), что свидетельствует о формировании изученных микроконкреций в условиях раннего диагенеза. Микроконкреции сидерита формировались в глинисто-алевритовом осадке чуть позднее глауконита, зерна которого могли служить центрами кристаллизации и (или) захватываться в процессе роста слагающих их отдельных микрокристаллов. Роль катализаторов при образовании как глауконита, так и сидерита, играли бактериальные сообщества, плохо сохранившиеся остатки которых обнаружены в изученной пачке нижней подсвиты хайпахской свиты, а также выше и ниже по разрезу. Предполагается, что отдельные типы микроконкреций могли образовываться в процессе замещения онколитов сидеритом.

DOI: 10.7868/S0024497X14060056

В морских осадочных отложениях фанерозоя часто отмечается совместное присутствие глауконита и сидерита. Последний образует в породах как цементную массу, так и конкреции разной формы и размеров, в том числе и микроскопические [Николаева, 1967; 81опес1рИег, 1999; Ни^еИ й а1., 2000; Мо21еу, Саго&еге, 1992; Krajewski е! а1., 2001; Ян и др., 2011 и др.]. Иногда центрами кристаллизации микроконкреций сидерита в рыхлых песках и глауконитовых песчаниках могут служить глауконитовые зерна (нижний палеоген, Восточное Приазовье) [Баранова и др., 1976]. В то же время в глауконитсодержащих отложениях нижнего, среднего и верхнего рифея, а также в пограничных слоях венда и нижнего кембрия, изученных ранее Т.А. Ивановской с соавторами (Северная и Восточная Сибирь, Южный Урал,

п-в Средний, Россия и Подолия, Украина) сидерит не отмечался. Исключением являются глау-конитсодержащие глинисто-алевролитовые породы нижней подсвиты хайпахской свиты (средний рифей, Оленекское поднятие), среди которых были встречены прослои глауконититов и сидериты. Ли-толого-минералогические и структурно-кристал-лохимические характеристики глауконита в этих породах, включая глауконититы, рассмотрены ранее [Ивановская, 2009], в то время как сидериты описаны в ней кратко.

В связи с этим было решено провести более детальное изучение структурно-морфологических особенностей сидеритовых микроконкреций, проанализировать особенности их химического состава, обсудить генезис, а также рассмотреть вторичные изменения. Важно подчеркнуть, что

изучение конкреций любого состава, образованных в диагенезе in situ, имеет большое значение для литолого-минералогических и стратиграфических целей при расчленении и корреляции разрезов осадочных толщ [Зарицкий, 2011 и др.]. Особенно это актуально для древних докембрий-ских отложений.

Кроме сидеритовых микроконкреций в статье кратко рассматриваются водорослевые карбонаты. Это кальцитовые и доломитовые онколиты и строматолиты, которые встречаются выше по разрезу — в средней подсвите хайпахской свиты верхнего рифея, а также в нижележащих отложе-нииях дебенгдинской, арымасской и кютингдин-ской свит среднего и нижнего рифея соответственно. В карбонатах (сидерит, кальцит, доломит) среднего и нижнего рифея Оленекского поднятия анализировался изотопный состав углерода и кислорода, что позволило рассмотреть их генетические особенности.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Строение хайпахской свиты в долине р. Хорбу-суонки и ее неоднозначная возрастная интерпретация рассмотрены ранее в работе [Ивановская, 2009]. Приведем краткое описание хайпахской свиты, полученное в результате полевых работ на изученной территории, которые проводились Т.А. Ивановской в 1987 и 1989 гг. совместно с З.Б. Флоровой и А.Г. Кацем (КАГЭ № 3).

Нижняя и средняя подсвиты хайпахской свиты сложены переслаивающимися глауконитовы-ми песчаниками и алевролитами, а также аргиллитами. В первой из них преобладают более тонкие темноцветные аргиллит-алевролитовые разности, во второй — пестроцветные песчаники и алевролиты (светло- и темно-серые с зеленоватыми, розовыми, вишневыми, бежевыми оттенками). В нижней подсвите (около 30 м от основания свиты) встречены линзовидные прослои и слойки сидеритов и рыхлых глауконититов. В верхней части средней подсвиты среди глауконитовых песчаников и алевролитов появляются отдельные прослои известняков и доломитов, среди которых отмечаются строматолитовые и онколитовые разности. Мощности нижней и средней подсвит соответственно составляют примерно 70 и 40 м. Нижняя подсвита, лишенная подобных водорослевых карбонатов, но имеющая четкие литологи-ческие особенности, относится к среднему рифею. Это подтверждают изотопные данные (ЯЪ—8г — 1170 млн лет) [Зайцева и др., 2008; Zaitseva й а1., 2008], полученные по глаукониту из нижней под-свиты хайпахской свиты, описанному ранее [Ивановская, 2009].

Верхняя подсвита хайпахской свиты включает горизонты известняков и доломитов, в разной степени перекристаллизованных и нередко оже-

лезненных. Мощность подсвиты — до 100 м. Общая мощность свиты — около 210 м.

Образцы сидеритов отбирались из нижней подсвиты хайпахской свиты на р. Хорбусуонке в двух разрезах. Первый разрез находится на левом берегу в 3,5 км выше устья р. Хатыспыт (обр. 577/1-1, 577/1-2, 577/2, 577/4), второй удален от первого на 12 км и расположен на правом берегу реки в 3,1 км ниже устья р. Атыржак (обр. 552а, 552/4). Сидериты встречены в прослоях рыхлых глауконититов (обр. 552а, 577/2), отобранных примерно в 30 м от основания подсвиты, а также ниже (обр. 577/1-1, 577/1-2) и выше по разрезу (обр. 577/4, 552/4). Доломиты и известняки с онколитами (обр. 571/5, 572, 570/1) и строматолитами (обр. 571/1) встречены на р. Хорбусуонке в трех фрагментарных разрезах средней подсвиты: примерно в восьми (обр. 570/1), десяти (обр. 571/1, 571/5) и двенадцати км (обр. 572) выше устья р. Хатыспыт. Карбонатные прослои залегают здесь среди тонкопереслаивающихся глауконитовых песчаников и алевролитов.

Ниже по разрезу образцы отбирались лишь локально в бассейнах рек Кютингде, Дебенгда и Улахан-Сололи из известняков второй карбонатной пачки нижней подсвиты дебенгдинской свиты (обр. 555/2, 554, 563/4), из нижней подсвиты арымасской свиты (обр. 581а), а также из основания и кровли верхней подсвиты арымасской свиты (обр. 566, 564/5 и обр. 580 соответственно). В нижнем рифее строматолитовые доломиты отобраны из основания и верхней части кютингдин-ской свиты (обр. 564/2, 563/4а и обр. 565/2 соответственно).

Наиболее детально карбонаты изучались в разрезах нижней подсвиты хайпахской свиты в пятиметровой пачке глинисто-алевролитовых пород с глауконититами и сидеритами, залегающих примерно в 30 метрах от основания свиты. Основное внимание уделялось микроконкрециям сидерита, а также минералам во вмещающей породе (обр. 577/4, 577/2, 577/1-2, 577/1-1, 552а).

Схематичный разрез верхнего протерозоя Оленекского поднятия, а также общее строение нижней и средней подсвит хайпахской свиты приведены на рис. 1а и 1б. Строение вышеупомянутой пятиметровой пачки в двух изученных разрезах показано на рис. 1в и 1г (первый и второй разрезы соответственно).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Образцы карбонатных пород изучались с использованием комплекса методов — традиционных оптических, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), микрозондовых, рентгеновских и изотопных. Отдельные петрографические шлифы карбонатных и глинистых пород просматривались совместно с Н.Г. Воробьевой и

571/5, 572

571/1

570/1

12

13

14

— Г — г

пеэйе:

577/4

577/2 577/1-2 577/1-1

-Г— г-

552/4

552a

б

в

г

6

4

2

0

Рис. 1. Схематичный разрез верхнего протерозоя Оленекского поднятия [Горохов и др., 1995], а — дополненный авторами; б — разрез нижней и средней подсвит хайпахской свит; в, г — строение пачки с глауконититами и сидеритами в первом (в) и втором (г) разрезах нижней подсвиты хайпахской свиты.

Свиты: Os — осорхаятинская, Sgn — сыгынахтахская, Ktg — кютингдинская, Arm — арымасская, Chp — хайпахская, Mst — маастахская, Chts — хатыспытская, Tr — туркутская.

1 — известняки, 2 — доломиты, 3 — алевролиты, 4 — аргиллиты, 5 — песчаники, 6 — конгломераты, 7 — чередование аргиллитов, алевролитов и песчаников, 8 — прослои глауконититов, 9 — биогермы со столбчатыми строматолитами, 10 — доломиты с линзами и прослоями кремней, 11 — диабазы, 12 — микроконкреции сидерита, 13 — прослои тонко-мелкозернистого сидерита; 14 — перерывы и несогласия. Справа от

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