ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 449, № 3, с. 322-327
= ГЕОЛОГИЯ =
УДК 551.72:470.5
НОВЫЕ ДАННЫЕ О ВОЗРАСТЕ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ВЕНДА СРЕДНЕГО УРАЛА
© 2013 г. Член-корреспондент РАН А. В. Маслов, Дж. Меерт, Н. М. Левашова, Ю. Л. Ронкин, Д. В. Гражданкин, Н. Б. Кузнецов, М. Т. Крупенин, Н. М. Федорова, И. С. Ипатьева
Поступило 31.10.2012 г.
БО1: 10.7868/80869565213090211
Вторая половина позднего рифея и венд в истории нашей планеты ознаменованы серией крупных биосферных (палеогеографических, геохимических, биотических) событий, развивавшихся на фоне ряда дискретных ледниковых эпизодов, объединяемых в так называемую африканскую гляциоэру [1]. На территории Европы к отложениям указанной гляциоэры относятся ледниковые образования, присутствующие в разрезах серебрянской и сылвицкой серий Среднего Урала, глусской и блоньской свит Оршанского авлакогена Беларуси, формации Порт Аскейг Шотландии, а также формаций Смалфиорд и Мортенснес Финнмаркена (Норвегия) [1]. Полученные нами новые изотопно-геохронологические данные позволяют рассматривать всю танин-ско-нижнестаропечнинскую гляциогенную последовательность Среднего Урала как отложения более молодые, чем ледниковый эпизод Марино.
В разрезе верхнего докембрия западного склона Среднего Урала (Кваркушско-Каменногор-ский мегантиклинорий) ледниковые отложения описаны в танинской и койвинской свитах нижней и средней частей серебрянской серии, а также нижней подсвите старопечнинской свиты, начинающей сылвицкую серию (рис. 1) [1, 2]. Танинская свита (мощность до 450—500 м) сложена массивными диамиктитами, разделенными пачкой песчаников и сланцев с дропстоунами. В ее основании присутствуют основные вулканиты, доломиты, доло-митизированные известняки и глинистые сланцы, а
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого
Уральского отделения Российской Академии наук,
Екатеринбург
University of Florida, USA
Геологический институт
Российской Академии наук, Москва
Институт нефтегазовой геологии и геофизики
им. А.А. Трофимука
Сибирского отделения Российской Академии наук, Новосибирск
в ряде мест — песчаники, гравелиты, оползневые брекчии. Койвинская свита (250—600 м) объединяет пестроцветные глинистые и алеврито-гли-нистые сланцы, алевролиты, пестроцветные известняки и доломиты; в северной части Кваркуш-ско-Каменногорского мегантиклинория в ряде разрезов встречаются пакеты и пачки редкогалеч-никовых конгломератов (микститов), а также пиллоу-базальты (урочище Шпалорез и др.). Ста-ропечнинская свита (до 500 м) представлена преимущественно зеленовато-серыми с желтоватым оттенком тонкослоистыми алевролитами и пестро-цветными тонкослоистыми аргиллитами. В нижней ее части залегают массивные и слоистые диамикти-ты с подчиненными им сланцами с дропстоуна-ми.
Среди диагностических признаков, указывающих на ледниковый генезис диамиктитов перечисленных выше свит, Н.М. Чумаков [2] называет диамиктитовую структуру, массивную текстуру, структурную гомогенность их на значительной территории, большую площадь распространения, эрратические обломки и дропстоуны, признавая, однако, что таких признаков не очень много. В то же время присутствие на Полюдовом кряже отложений покровного оледенения (чурочинская свита) дает основания предполагать, что сходные или близкие условия существовали также и на рассматриваемой нами территории [3]. Согласно взглядам Н.М. Чумакова и В.Н. Сергеева [3], диа-миктиты танинской, койвинской и старопечнин-ской свит могут являться дистальными отложениями шельфовых ледников и продуктами айс-бергового разноса. С ними ассоциируют также пачки меж- и постледниковых доломитов, отложения конусов выноса подледных рек, турбидитовые многослои, подводно-коллювиальные и оползневые образования. Возраст танинско-нижнестаро-печнинской ледниковой последовательности Среднего Урала в работе [3] принят как "ранневендский" (соответствующий лапландскому ледниковому горизонту), при этом временные рамки "раннего" венда оценивались в 590—600 млн лет [3, рис. 101].
Уровень сводного разреза Серия Свита Уровни с диа-миктитами Изотопный возраст (млн лет), материал, метод
Верхний венд Сылвиц- Усть-сылвицкая
кая Чернокаменская 557 ± 13 (цирконы, U—Pb (SHRIMP), вулканические туфы)
Перевалокская 567.2 ± 3.9 (цирконы, LA ICP-MS, вулканические туфы)
Старопечнинская 561 ± 36 (цирконы, LA ICP-MS, вулканические туфы)
Нижний венд
Сереб-рянская Керносская 569 ± 42 (монофракция пироксена и порода в целом, Sm—Nd, трахиандезиты), 559 ± 16 (монофракция пироксена и порода в целом, Rb—Sr, трахиандезиты), 626 ± 57 (монофракция апатита и пироксена и порода в целом, Sm—Nd, щелочное габбро), 608 ± 3 (монофракция пироксена и порода в целом, Rb—Sr, пикриты)
Бутонская
Койвинская
Гаревская
Танинская 598.1 ± 6.0 (цирконы, LA ICP-MS, щелочные базальты)
Верхний рифей Басегская Щегровитская 672 ± 22 (порода в целом, Rb—Sr-метод, трахиандезиты)
Рис. 1. Сводная стратиграфическая колонка серебрянской и сылвицкой серий западного склона Среднего Урала и изотопный возраст ряда входящих в их состав литостратиграфических подразделений (современные данные)
В последние годы минимальный возрастной предел указанной ледниковой последовательности существенно уточнен на основе данных об и— РЬ-изотопном возрасте цирконов вулканических туфов, присутствующих в перевалокской свите сылвицкой серии (567.2 ± 3.9 млн лет) [4]. Для трахиандезитов дворецкого комплекса, локализованного среди осадочных пород керносской свиты, 8ш—Мё и ЯЬ—8г-методами в середине 1990-х годов получены датировки соответственно 569 ± 42 и 559 ± 16 млн лет. 8ш-Мё-возраст щелочных габбро кусьинского комплекса, составляющего с дворецким единую вулкано-плутониче-скую ассоциацию, определен в 626 ± 57, а возраст пикритов — 608 ± 3 млн лет (ЯЬ^г-метод) [5, 6]. Проведенное позднее 8ш—Мё-датирование пород дворецкого комплекса позволило получить возраст 561 млн лет со значительной неопределенностью (±300 млн лет, MSWD = 7.1) [7]. По всей видимости, совмещенные в составе дворецкого комплекса вулканиты не являются продуктами дифференциации и кристаллизации магмы из одного очага, а фиксируют процессы миграции магм из разноглубинных очагов по единой проницаемой структуре, при которой происходила контаминация различного субстрата. Последнее, как мы увидим далее, свойственно и базальтам из основания танинской свиты.
Максимальный возрастной предел ледниковых отложений Среднего Урала до недавнего времени определялся датировками вулканитов ще-гровитского трахибазальт-трахитового комплекса, залегающего среди осадочных образований верхней части басегской серии верхнего рифея
(672 ± 22 млн лет, Rb-Sr-метод) [6], и их гипабис-сальных аналогов — кварцевых щелочных сиенитов Троицкого массива (671 ± 24 млн лет, U—Pb-метод, цирконы) [8]. Указанные датировки позволяли сделать осторожное предположение о том, что танинская и койвинская свиты могут принадлежать к нижне-, а нижняя подсвита старопеч-нинской свиты к верхнелапландскому ледниковому горизонту [1, 9], т.е. соответственно гляцио-эпизодам Марино и Гаскье.
В 2002-2003 гг. в верхней части старопечнин-ской свиты в бассейне р. Сылвица и в северной периклинали Вилухинской антиклинали в бассейне р. Усьва (58°47.401' с.ш., 57°59.248' в.д., обр. Sp-1) Д.В. Гражданкиным [10] были найдены прослои вулканических туфов (рис. 2, 3а). LA ICP-MS U—Pb-датирование выделенных из обр. Sp-1 83 цирконов выполнено в Университете Флориды (США) с помощью лазерной установки New-Wave 213 nm, интегрированной с секторным мультиколлекторным масс-спектрометром NU Instruments (технические параметры оборудования, стандарты и другие характеристики методики U-Pb-изотопного датирования цирконов приведены на сайте http:web.geology.ufl.edu/Isotope/icp-ms.html). LA ICP-MS U—Pb-данные для 83 цирконов обр. Sp-1 отличаются относительно небольшой дискордантностью (от —9 до +9) и кусочно-непрерывно организованной последовательностью аналитических данных на графике в координатах 207Pb/235U—206Pb/238U. Наиболее древний конкор-дантный возраст цирконов (2867 ± 13 млн лет, СКВО = 1.8) определяется двумя фигуративными точками. В этом же фрагменте конкордии еще од-
Рис. 2. Обзорная карта Урала (а) и схематическая геологическая карта Кваркушско-Каменногорского мегантиклино-рия (б) с местами отбора образцов на изотопное датирование. I — мезозойско-кайнозойские отложения; II — Пред-уральский прогиб; Ш—УШ — мегазоны Урала: III — Западно-Уральская, IV — Центрально-Уральская, V — Тагильская, VI — Магнитогорская, VII — Восточно-Уральская, VIII — Зауральская. Цифры в кружках: 1 — Главный Уральский разлом; 2 — Серовско-Маукский разлом. Прямоугольник — Кваркушско-Каменногорский мегантиклинорий. 1, 2 — палеозой: 1 — Центрально-Уральской мегазоны, 2 — Тагильской мегазоны; 3, 4 — венд: 3 — сылвицкая серия, 4 — сереб-рянская серия; 5, 6 — верхний рифей: 5 — бесегская серия, 6 — кедровская серия; 7 — места отбора образцов.
на область представлена 17 точками (диапазон 207РЪ/206РЪ-возрастов 2740—2376 млн лет), эллипсы ±2ст погрешностей которых практически перекрываются в обозначенном интервале, демон-
стрируя вероятную потерю радиогенного свинца. Аналогичная картина с практически непрерывным перекрытием эллипсов двухсигмовых погрешностей, однако в более широком возрастном
р Обр. 11-m-007 650 (г)
го (N
£ 6 ,630
(N
598.1 ± t 6.0 млн лет
550 -- 207Pb/235U
Рис. 3. Вулканические пеплы, присутствующие в верхней части старопечнинской свиты на левом берегу р. Усьва в урочище Вилуха (обр. 8р-1) (а, фото А.В. Маслова), пиллоу-базальты основания танинской свиты (обр. 11-Ш-007) (в, фото Н.М. Федоровой) и фрагменты графиков Аренса—Везерилла для выделенных из них цирконов (б, г).
интервале (диапазон 207РЪ/206РЪ-возрастов 2175— 966 млн лет), наблюдается для LA ICP-MS U-Pb-данных, представленных остальными 62 фигуративными точками. Для цирконов (эллипсы 1/59, 1/60) (рис. 3б) получен минимальный возраст 561 ± 36 млн лет (доверительный уровень 95% без учета погрешностей постоянной распада). К близкому значению возраста приводит и использование алг
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.