ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 4, с. 414-441
УДК 551
ТОНКОЗЕРНИСТЫЕ АЛЮМОСИЛИКОКЛАСТИЧЕСКИЕ
ОБРАЗОВАНИЯ СТРАТОТИПИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА СРЕДНЕГО РИФЕЯ ЮЖНОГО УРАЛА: ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ, СОСТАВ И ЭВОЛЮЦИЯ ИСТОЧНИКОВ СНОСА
© 2004 г. Ä. В. Маслов, М. Т. Крупенин, Ю. Л. Ронкин, Э. 3. Гареев*, О. П. Лепихина, О. Ю. Попова
Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН
620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7 E-mails: maslov@igg.uran.ru, krupenin@igg.uran.ru, ronkin@r66.su *Уфимский научный центр РАН 450000 Уфа, Центр, ул. Карла Маркса, 6 E-mail: emik@ns1.anrb.ru Поступила в редакцию 05.06.2003 г.
В статье рассмотрены общие закономерности формирования тонкозернистых алюмосиликоклас-тических образований среднего рифея Башкирского мегантиклинория. Показано, что глинистые сланцы юрматинской серии не содержат какой-либо ощутимой примеси пирокластики. Сделан вывод, что исходя из относительного постоянства в разрезе серии отношения Th/Cr, можно предполагать существенную стабильность тектонических процессов на рассматриваемой территории в течение первой половины среднего рифея. Анализ распределения в разрезе юрматинской серии основных палеоклиматических индексов и показателей степени зрелости глинистого материала на палеоводосборах (CIA, CIW, IVC и PIA, а также ZCe/EY) свидетельствует о господстве на палеово-досборах в начале среднего рифея гумидного климата, сменившегося к середине юрматиния аридными или семиаридными обстановками. Низкие значения отношения Mo/Mn и ряда других индикаторов редокс-обстановок в глинистых сланцах всех литостратиграфических единиц юрматинской серии свидетельствуют в пользу отсутствия в бассейне на протяжении первой половины среднего рифея явно выраженных восстановительных условий. Нарастание к середине среднего рифея в глинистых сланцах величины отношения K2O/Al2O3 так же как и постепенное увеличение в них суммы РЗЭ, значений LREE/HREE и LaN/YbN указывают на поступление около 1220-1200 млн лет назад в область осадконакопления заметного количества слабо преобразованной процессами выветривания аркозовой алюмосиликокластики. Спектры РЗЭ, а также нормирование состава глинистых сланцев на UCC и AUC, позволяют предполагать близость состава размывавшейся верхней части коры к UCC при присутствии в ней массивов как основных, так и ультраосновных пород. Положение фигуративных точек глинистых сланцев юрматинской серии на диаграммах Cr-Ni, Eu/Eu*-GdN/YbN и (La/Yb)N-YbN между полями составов пост- и позднеархейских образований и внутри первых из них указывает на доминирующую роль на палеоводосборах в первой половине среднего рифея постархейских магматических и метаморфических комплексов, что подтверждается и данными по модельному возрасту Nd.
В последние годы при анализе условий накопления осадочных образований все более широкое применение находят разнообразные петро- и геохимические методы [Юдович, 1981; Мележик, Предовский, 1982; Гареев, Маслов, 1992; Тейлор, МакЛеннан, 1988; Маслов, Гареев, 1988, 1996, 1999; Маслов и др., 2000; Покровский и др., 1999; Юдович, Кетрис, 2000; Подковыров, 2001; Подковыров и др., 2002; Интерпретация геохимических..., 2001; Летникова, 1998, 2002; McLennan, 1989; Jones, Manning, 1994; McLennan et al., 1995; Mongelli et al., 1996; Fedo et al., 1997; Panahi, Young, 1997; Ugidos et al., 1997; Holail, Moghazi, 1998; Hassan et al., 1999; Bauluz et al., 2000; Bhat, Ghosh, 2001; Lee, 2002 и др.]. Основное внимание исследовате-
лей направлено при этом на изучение песчаников и глинистых пород. Это связано с тем, что осадочные толщи в значительной мере наследуют особенности распределения ряда элементов, в том числе и редкоземельных, свойственные источникам сноса, а глинистые породы характеризуются низкой проницаемостью для постседиментацион-ных флюидов, существенно лучше перемешаны и гомогенизированы по сравнению с более крупнозернистыми отложениями [Ронов и др., 1972; Тейлор, МакЛеннан, 1988; Wronkiewicz, Condie, 1987; McLennan, 1989; Taylor, McLennan, 1995].
Геохимические особенности тонкозернистых алюмосиликокластических (глинистых) отложе-
ний позволяют судить о составе пород областей сноса, условиях выветривания на палеоводосбо-рах, палеотектонических и палеогеографических обстановках накопления осадков. Одними из эффективных методов реконструкции состава пород водосборов является анализ спектров РЗЭ и ряда индикаторных отношений между малыми элементами в глинистых сланцах, так как распределение их не претерпевает существенных трансформаций при процессах седименто- и литогенеза, а также метаморфизма [Wronkiewicz, Condie, 1987; McLennan, 1989; Cullers et al., 1975; McLennan et al., 1980; Condie, 1993]. Показателями характера процессов выветривания на палеоводосборах являются гидролизатный, алюмокремниевый и ряд других петрохимических модулей [Мигдисов, 1960; Юдович, 1981; Юдович, Кетрис, 2000; Интерпретация геохимических..., 2001 и др.], а также индексы CIA, CIW, IVC и др. [Nesbitt, Young, 1982; Harnois, 1988; Cox et al., 1995 и др.]. На определенные палеогеографические особенности бассейнов указывают отношения Mo/Mn, V/(V + Ni), Ni/Co, Mn и V/Cr [Холодов, Недумов, 1991; Гаври-лов и др., 2002; Маслов и др., 2003; Tyson, Pearson, 1991; Jones, Manning, 1994; Rachold, Brumsack, 2001 и др.].
Ранее нами был выполнен комплекс работ по анализу петрохимических особенностей песчаников и глинистых сланцев всего типового разреза рифея, а также - более углубленно - бурзянской серии нижнего рифея [Гареев, Маслов, 1992, 1994; Маслов, Гареев, 1996, 1999; Маслов и др., 1999 и др.]. В настоящем сообщении проанализирована новая петро- и геохимическая информация по глинистым сланцам юрматинской серии Башкирского мегантиклинория на Южном Урале, являющейся эталоном среднего рифея на территории Северной Евразии [Стратотип рифея., 1983; Маслов и др., 2001], и с помощью новых подходов реконструированы основные черты формирования осадочных последовательностей и состав источников сноса в интервале от 1350 до примерно 1200 млн лет.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСАДОЧНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СРЕДНЕГО РИФЕЯ БАШКИРСКОГО МЕГАНТИКЛИНОРИЯ
Осадочные последовательности среднего рифея имеют широкое распространение в центральной части Башкирского мегантиклинория (рис. 1) и представлены машакской, зигальгин-ской, зигазино-комаровской и авзянской свитами юрматинской серии [Стратотип рифея..., 1983; Стратиграфические схемы., 1993; Маслов и др., 2001] (табл. 1). На подстилающих осадочных образованиях нижнего рифея (бакальская и юшин-
ская свиты) породы юрматинской серии залегают с перерывом и угловым несогласием.
Машакская свита (мощность 1500-3000 м) сложена осадочными, вулканогенно-осадочными и вулканогенными образованиями. Соотношение их в разрезах свиты заметно варьирует, вследствие чего существуют различные варианты расчленения машакской свиты и ее аналогов с выделением от трех до восьми подсвит [Швецов, 1974; Ротару, 1983; Стратотип рифея., 1983]. В горизонтах конгломератов в основании машакской свиты встречаются окатанные гальки и валуны песчаников и кварцитопесчаников подстилающей их юшинской свиты [Анфимов, 1997; Анфи-мов и др., 1983].
Кислые вулканиты, залегающие в нижней части разреза машакской свиты, имеют изотопный и-РЬ (по цирконам) возраст, согласующийся с ЯЬ-Бг (по валовым пробам) изохроной, порядка 13301346 млн лет [Нижний рифей..., 1989]. Основным уровнем в разрезе машакской свиты, где наблюдаются низкоуглеродистые глинистые сланцы, является третья снизу, быковская подсвита, в составе которой присутствуют также алевролиты, песчаники и туфо(?)песчаники. Мощность быковской подсвиты варьирует от 150 до 300 м.
Зигальгинская свита (60-80 - 550-700 м) сложена преимущественно кварцевыми песчаниками и алевролитами с маломощными прослоями глинистых сланцев и, редко, конгломератов. На северо-востоке Башкирского мегантиклинория она с размывом и угловым несогласием залегает на различных пачках бакальской свиты нижнего рифея [Яницкий, Сергеев, 1962; Гарань, 1969; Стратотип рифея., 1983; Крупенин, 1999]. В центральных районах мегантиклинория зигальгинская свита залегает согласно на машакской свите. В ряде разрезов зигальгинская свита может быть расчленена на три подсвиты, из которых нижняя (100-300 м) и верхняя (300-400? м) объединяют мелко- и среднезернистые кварцитовидные песчаники и алевролиты, а также кварцито-песчани-ки, а средняя - слагается низкоуглеродистыми филлитизированными глинистыми сланцами и алевролитами.
Зигазино-комаровская свита (1000-1200 м) представлена в основном темноокрашенными алевролитами и глинистыми сланцами с прослоями песчаников, реже - известняков и доломитов. Она расчленяется на три подсвиты, различающиеся окраской отложений - серегинскую, ам-барскую и туканскую. Породы первой и третьей подсвит обогащены тонкодисперсным углеродистым материалом и имеют темную окраску; для отложений амбарской подсвиты характерен голубоватый оттенок. Глинистые сланцы в разрезах свиты вместе с алевролитами и мелкозернистыми песчаниками участвуют в сложении различных
58°
Рис. 1. Схема распространения осадочных образований среднего рифея (заштриховано) на территории Башкирского мегантиклинория.
1-7 - положение изученных разрезов: 1 - окрестности г. Бакала (правый борт долины р. Буланки у моста на автотрассе Уфа-Челябинск); 2 - окрестности г. Катав-Ивановска (правый берег р. Катав выше города); 3, 4 - окрестности пос. Инзер (руч. Катаскин; левый борт долины р. Мал. Инзер выше устья р. Реветь); 5 - хребет Бол. Шатак (южный склон, руч. Шатакский; северо-западный склон в 0.6 км от вершины горы Куежи; юго-восточный склон, урочище Кужак Залавок; западный склон, 3.3 км по азимуту 230° от устья руч. Шатакского); 6 - окрестности пос. Верх. Авзян (р. Мал. Авзян к востоку от поселка; северная окраина поселка, левый берег р. Бол. Авзян); 7 - район д. Миндигулово (7/8 км автотрассы Старосубхангулово-Миндигулово).
пакетов и пачек переслаивания [Маслов, 1991; Маслов, Крупенин, 1991; Маслов и др., 2001].
Завершающая разрез юрматинской серии ав-зянская свита (800-2000 м) объединяет терриген-ные и
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.