Lithochemical cyclicity of the Solikamsk formation in the south-western part of the Solikamsk depression (Lower Perm, Perm krai)

全文:

Породы соликамской свиты, залегающие на соляной залежи Верхнекамского месторождения, маркируют начало крупного трансгрессивного цикла, вызвавшего постепенное опреснение кунгурской лагуны Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба. Несмотря на почти 100-летнюю историю изучения, остаются проблемы литостратиграфического подразделения и корреляции этих отложений, что обусловлено их однообразным внешним видом (серый цвет пород и пелитоморфная структура), а также скудностью видового разнообразия биоты. Кроме того, к настоящему времени довольно слабо освещены проблемы литохимического состава соликамских отложений, решение которых могло бы способствовать реконструкции тектонических и климатических обстановок их формирования, установить источники сноса обломочного материала в соликамский бассейн.

Вопрос о возможном проявлении цикличности в соликамской свите не раз ставился различными авторами, которые для поиска ее признаков использовали палеонтологические методы, анализ распределения по разрезу рассеянных элементов, битумов и спорово-пыльцевых комплексов [Иванов, Воронова, 1975], данные гамма-каротажа [Третьяков, Сапегин, 1981], а также анализ разрезов скважин и их корреляцию на всей территории Верхнекамского месторождения солей [Трапезников, 2019]. Изучение макро- и микроэлементного состава пород соликамской свиты [Калинина, Чайковский, 2015; Калинина и др., 2016; Чайковский, Бубнова, 2021] позволило выявить циклические вариации содержания основных породообразующих компонентов (глина, кальцит, доломит), и показать тесную геохимическую связь силикатной составляющей глинисто-карбонатных пород с разрушающимся массивом Уральского орогена.

Анализ зарубежной и отечественной литературы показывает, что при исследовании биостратиграфически “немых” глинисто-карбонатных пород в последние годы широкое применение находят разнообразные лито- и геохимические методы [Knudsen, Lauridsen, 2016; Liang et al., 2017; Naujokaitytė et al., 2021; Nohl et al., 2021; Jenkyns, Macfarlane, 2022; Lei et al., 2022; Yasukawa et al., 2023; Маслов, 2024]. Их использование дает возможность выявить признаки стратификации в таких осадочных толщах и реконструировать палеотектонические и палеоклиматические обстановки ее формирования.

Характеристика эвапоритовой осадочной ассоциации Соликамской впадины

Соликамская впадина расположена в центральной части Предуральского краевого прогиба и ограничивается с юга Косьвинско-Чусовской, а с севера – Ксенофонтово-Колвенской седловинами [Кудряшов, 2013] (рис. 1). Основная часть разреза впадины представлена эвапоритовым комплексом пород, который в стратиграфическом отношении относится к филлиповскому и иренскому горизонтам кунгурского яруса, а также соликамскому горизонту уфимского яруса пермской системы. В соответствии с существующими реконструкциями для конца приуральской (ранней) эпохи [Игнатьев, 1976; Копнин, 1991; Оборин, Хурсик, 1973; Мизенс, 1997], в развитии раннепермского Соликамского солеродного бассейна выделяется два этапа. На первом (кунгурский век) он представлял собой глубоководный бассейн, который с востока был ограничен Уральским орогеном, а с запада – мелководным солоноватоводным и солоноводным, периодически опресняющимся эпиконтинентальным морем с сульфатно-карбонатным осадконакоплением. К концу кунгурского века солеродный бассейн сохранился лишь в пределах Соликамской впадины, где осолонение вод достигло уровня садки хлоридных солей Верхнекамского месторождения. На втором этапе (соликамское время уфимского века) наступление моря с севера [Игнатьев, 1976] привело к опреснению кунгурской лагуны и постепенной ингрессии моря на восточную часть Восточно-Европейской платформы.

Рис. 1. Положение Соликамской впадины в строении Предуральского краевого прогиба.

1 – впадины; 2 – седловины; 3 – контур соляной залежи Верхнекамского месторождения солей; 4 – геологические границы (а – толщ; б – тектонических элементов) (по [Кудряшов, 2013]).

Соликамская свита соликамского горизонта уфимского яруса подразделяется на две подсвиты: нижне- и верхнесоликамскую. Согласно реконструкциям соликамского времени [Трапезников, 2019], отложения нижнесоликамской подсвиты Соликамской впадины, представленные мергелями, глинистыми породами, ангидритами и каменной солью, формировались в периодически пересыхающем лагунно-морском бассейне в течение тринадцати эвапоритовых циклов, тогда как накопление осадков верхнесоликамской подсвиты (мергели, доломиты, известняки, песчаники и алевролиты) происходило в течение семи трансгрессивно-регрессивных циклов в морском бассейне.

Материалы и методы исследования

Для выявления литохимических изменений в разрезах соликамской свиты были отобраны образцы глинисто-карбонатных пород с шагом 0.2–0.25 м из керна скв. 2010 и 2211, расположенных в юго-западной части Верхнекамского месторождения солей (см. рис. 1).

Валовый химический анализ пород (скв. 2010 – 580 проб; скв. 2211 – 370 проб) выполнен в лаборатории геологии месторождений полезных ископаемых Горного института УрО РАН (г. Пермь) с использованием сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 TESCAN с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа INCA Energy 350/X-max 20 (операторы Е.П. Чиркова, О.В. Коротченкова). Наряду с точечными анализами он позволяет определять валовой состав на определенной площади образца. Для исследованных пелитоморфных пород сканирование проводилось на площади 5 × 5 мм; режим – BSE (backscattered electrons, отраженные электроны); фокусное расстояние – 15 мм; ускоряющее напряжение – 20 кВ.

При пересчете данных химического анализа на минеральный фазовый состав породы использовалась методика, разработанная М.Г. Валяшко [1939] и описанная Ю.В. Мораческим и Е.М. Петровой [Методы …, 1965], в основе которой лежит последовательность выделения солей при концентрировании морской воды. Предыдущими исследователями [Иванов, Воронова, 1975; Кудряшов, 2013] показано, что основными породообразующими компонентами пород соликамской свиты являются галит, сульфаты (гипс, ангидрит), карбонаты (кальцит, доломит), а также глинистый материал. Поэтому при пересчете данных анализа последовательность вычислений проводилась следующим образом: галит – гипс – доломит – кальцит – глина (иллит).

Результаты и их обсуждение

Макрокомпонентный и нормативный состав

Исследование химического состава пород из обеих скважин показало их близкий макроэлементный состав (табл. 1), где основными породообразующими компонентами являются SiO₂, CaO, MgO, Al₂O₃ и SO₃ (на их долю приходится более 85 мас. %), а второстепенными – Cl, Na₂O, К₂О, TiO₂ и Fe₂O_3общ. Особенности распределения этих компонентов по разрезу позволили выявить две ассоциации: Cl–Na₂O (r = 0.84–0.99) и Al₂O₃–SiO₂–К₂О–TiO₂–Fe₂O_3общ (r = 0.52–0.95), и показать достаточно автономное поведение SO₃, CaO и MgO, причем последние два оксида характеризуются отрицательной корреляцией с компонентами второй ассоциации (r варьируется от –0.25 до –0.88). Предполагается, что первая группа связана с мигрирующими рассолами подстилающей кунгурской соляной толщи и отражает состав поровых вод [Мигунов, 1994; Кудряшов, 2013], тогда как компоненты второй ассоциации – это составляющие глинистой части мергелей. Независимое поведение SO₃, CaO и MgO, а также их отрицательная связь с оксидами второй ассоциации обусловлены особенностями осадконакопления в соликамском бассейне: чередованием сульфатной и карбонатной (кальцитовой и доломитовой) седиментации на фоне периодического привноса терригенного материала с прилегающей суши [Трапезников, 2019].

Таблица 1. Содержание основных и второстепенных породообразующих компонентов в породах соликамской свиты, мас. %

Данные валового химического состава были пересчитаны на пять нормативных фаз с составами глины (иллита), кальцита, доломита, гипса и галита (табл. 2). Как отмечено выше, появление галита в составе пород соликамской свиты связано не столько с процессами осадконакопления, как с постседиментационной миграцией солевых рассолов, поэтому при реконструкциях вариации его содержания нами не учитывались. Анализ полученных данных показал, что содержание приведенных минеральных фаз сильно варьируется по разрезам обеих скважин (рис. 2, 3).

Таблица 2. Среднее арифметическое, минимальное и максимальное содержание компонентов в породах соликамской свиты, г/т

Рис. 2. Вариации содержания породообразующих минералов соликамской свиты по разрезу скв. 2211 и 2010. Римскими цифрами обозначен порядковый номер циклита.

Рис. 3. Сопоставление разрезов скв. 2211 и 2010. 1 – мергели; 2 – известняки глинистые; 3 – доломиты глинистые; 4 – гипсы. Римскими цифрами обозначен порядковый номер циклита.

Корреляционная связь между содержанием глины и карбонатов (доломит + кальцит) в обеих скважинах в целом сильная отрицательная (в скв. 2211 и 2010 значения r составляют соответственно –0.82 и –0.91), тогда как для пар “глина–доломит” и “глина–кальцит” связь более слабая (в скв. 2211 значения r составляют –0.51 и –0.29; а в скв. 2010 – соответственно –0.64 и –0.38). Более сложные взаимоотношения наблюдаются в парах “глина–гипс” и “карбонаты–гипс”. Так, если связь гипса с глиной практически отсутствует в обеих скважинах (в скв. 2211 и 2010 значения r составляют –0.10 и –0.12 соответственно), то между гипсом и карбонатами связь слабая отрицательная: значения r = –0.49 в скв. 2211 и r = –0.30 в скв. 2010. Полученные данные позволяют говорить как о преимущественной роли колебаний содержания глинистого и карбонатного вещества в вариациях общего состава пород соликамской свиты, так и о вероятном проявлении нескольких механизмов накопления карбонатов. Повышенное содержание нормативного гипса в отдельных интервалах разреза, не согласующееся с выявленной цикличностью, может объясняться не седиментационным образованием, а диагенетической природой ангидритовых желваков, формировавшихся на зеркале грунтовых вод во время периодических усыханий бассейна, а не в периоды сульфатной садки [Калинина, 2012].

Анализ распределения содержания глины по разрезу позволил выделить шесть циклитов в разрезе скв. 2010 и семь – в скв. 2211 (см. рис. 2, 3), в пределах которых доля глинистых минералов в породе сначала постепенно увеличивается, а затем относительно резко уменьшается. При этом для карбонатов (доломит + кальцит) характерно обратное распределение. Близкий характер изменений содержания глины в четвертом–шестом циклитах скв. 2010 и в первом–третьем циклитах скв. 2211 позволяет считать их циклитами одного и того же времени проявления. Увеличение содержания гипса в направлении кровли циклита отмечено в первом, втором и пятом (скв. 2211) циклитах, а во всех остальных не является закономерным.

Для выявления особенностей осадконакопления в соликамское время, данные о содержании основных составляющих глинисто-карбонатных пород (карбонат, доломит, глина в пересчете на нормативные составы) были нанесены на классификационную диаграмму С.Г. Вишнякова [1933] (рис. 4а, 5а), крайние точки которой отражают проявление процессов эвапоритизации (доломит), привноса терригенного материала континентальными водами (глина) и трансгрессии моря (кальцит). Характер распределения точек позволил выявить две основные области состава пород, определяемых вариациями соотношений “глина–доломит” и “глина–кальцит”. Нанесенные фигуративные точки были соединены друг с другом в последовательности, отражающей их положение в разрезе, т.е. от ранних к поздним (см. рис. 4б, 5б). Полученные линии (векторы, последовательности) позволили показать характер (эволюционную направленность) изменения состава породы, а также выявить преобладающий фактор (континентальный снос, эвапоритизация, трансгрессия моря) в период накопления осадка (см. рис. 4в, 5в).

Рис. 4. Эволюция состава соликамских глинисто-карбонатных пород в разрезе скв. 2211. а – соотношение глины, кальцита и доломита в мергеле; б – соединение точек состава пород линиями (векторами) в последовательности, отражающей их положение в разрезе (от ранних к поздним); в – преобладающие факторы, определяющие осадконакопление в период формирования циклита (цифрами показана доля векторов (последовательностей) в процентах). Римскими цифрами обозначен порядковый номер циклита.

Рис. 5. Эволюция состава соликамских глинисто-карбонатных пород в разрезе скв. 2010. Условные обозначения см. рис. 4.

Характер распределения точек состава мергелей первого циклита контролируется парой “глина–доломит” (более 90% последовательностей; r_{глина–доломит} = –0.93). Среднее содержание доломита в породах циклита составляет 30.86 мас. %, глины – 57.34 мас. %, кальцита – 2.76 мас. %. Это позволяет говорить о том, что в начале соликамского времени цикличность осадконакопления определялась преимущественно процессами привноса в эвапоритовый бассейн глинистого вещества континентальными водами.

Близкий характер распределения точек состава глинисто-карбонатных пород отмечается и для второго циклита – 59% от всех наблюдаемых последовательностей определяется соотношением “глина–доломит” (r_{глина–доломит} = –0.64). Появление пары “кальцит–глина” (до 14% всех связей), а также увеличение содержания кальцита в породах циклита (до 37.83 мас. %) связывается с поступлением морских вод в бассейн.

Для третьего циклита основной контролирующей состав породы парой остается соотношение глины и доломита в породе – 80% от всех векторов в скв. 2211 (r_{глина–доломит} = –0.56) и 54% – в скв. 2010 (r_{глина–доломит} = –0.78). Однако увеличение содержания кальцита (до 43.5–47.99 мас. %) и появление второстепенного тренда (12%), определяемого сменой доломита кальцит-глинистым материалом, свидетельствует о постепенном увеличении роли морских вод в соликамском бассейне.

Для четвертого и пятого циклитов характерно двумодальное распределение точек состава глинисто-карбонатных пород: в скв. 2211 на последовательности “глина–доломит” приходится 41–49% соотношений (r_{глина–доломит} равен –0.40 для четвертого и –0.47 – для пятого циклитов), а “глина–кальцит” – 30–33% (r_{глина–кальцит} равен –0.41 и –0.24 соответственно); в скв. 2010 на векторы “глина–доломит” приходится 34% соотношений (r_{глина–доломит} равен –0.44 для четвертого и –0.55 – для пятого циклитов), а “глина–кальцит” – 25% (r_{глина–кальцит} равен –0.49 и –0.31 соответственно). Кроме того, появляются различные второстепенные тренды, свидетельствующие как о смене доломитового осадконакопления кальцит-глинистым (11–13% наблюдаемых последовательностей), так и доломит-глинистой – кальцитовой (четвертый циклит: 30% трендов в скв. 2211 и 10% – в скв. 2010). Среднее содержание глины в породах циклитов составляет 42.46–45.99 мас. %, доломита – 24.69–30.02 мас. %, кальцита – 21.02–24.96 мас. %. Такое соотношение указывает на практически равное влияние процессов эвапоритизации и поступления морских вод.

Для пород шестого циклита также наблюдается двумодальное распределение точек состава, однако характер направления векторов указывает на цикличность осадконакопления. В скв. 2211 на соотношение “глина–кальцит” приходится 43% последовательностей (r_{глина–кальцит} = –0.31), “кальцит–доломит” – 33% (r_{кальцит-доломит} = –0.61), “доломит–глина” – 21% (r_{глина–доломит} = –0.55); в скв. 2010 на соотношение “глина–кальцит” приходится 29% векторов (r_{глина–кальцит} = –0.39), “кальцит–доломит” – 28% (r_{кальцит-доломит} = –0.51), “доломит–глина” – 14% (r_{глина–доломит} = –0.55). Появление на этом фоне направления “кальцит–глина” (16% от всех соотношений в скв. 2010) свидетельствует о том, что седиментационные последовательности нередко контролировались только поступлением морских и континентальных вод в палеобассейн, а роль испарения была незначительна.

Для седьмого и восьмого циклитов вновь отмечается двумодальное распределение точек состава глинисто-карбонатных пород, но, несмотря на это, в седьмом циклите основной определяющей парой является соотношение “глина–доломит” – 56% всех последовательностей (r_{глина–доломит} = –0.82), а в восьмом – “глина–кальцит” (75% от всех соотношений (r_{глина–кальцит} = –0.44). На изменение преобладающего направления указывает и изменение состава карбонатов в породах седьмого и восьмого циклитов: так среднее содержание кальцита увеличивается с 10.67 до 29.03 мас. %, а доломита уменьшается – с 39.79 до 20.68 мас. %.

Породы девятого циклита характеризуются циклическим характером изменения состава: на соотношение “глина–кальцит” приходится 38% векторов (r_{глина–кальцит} = –0.21), “кальцит–доломит” – 18% (r_{кальцит–доломит} = –0.70), “глина–доломит” – 30% (r_{глина–доломит} = –0.42). Для пород этого циклита характерно уменьшение среднего содержания глинистого материала (до 36.32 мас. %) и увеличение – карбонатов (~59.13 мас. %), что может говорить об уменьшении роли поверхностного стока и усилении роли морского и эвапоритового карбонатонакопления.

Таким образом, приведенный нами анализ последовательностей седиментации в соликамском бассейне позволил подтвердить смену в течение соликамского времени кунгурского эвапоритового бассейна на практически морской, а также показать, что цикличность осадконакопления определялась привносом в эвапоритовый, а затем и морской бассейн глинистого материала с прилежащей суши. Появление сульфатных прослоев связано как с их осадконакоплением, так и диагенетической перегруппировкой вещества в уплотняющемся осадке.

Литохимические особенности терригенной составляющей соликамской свиты

Для выявления особенностей химического состава терригенной составляющей, а также реконструкции источников сноса обломочного материала, результаты аналитических определений были рассчитаны на бескарбонатный состав. Следовательно, основными компонентами обломочного материала (их среднее содержание превышает 5–6%) являются SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O_3общ, а второстепенными – Na₂O, К₂О, TiO₂ и MgO (табл. 3).

Таблица 3. Среднее, минимальное и максимальное содержание основных и второстепенных породообразующих оксидов в терригенной части глинисто-карбонатных пород соликамской свиты, мас. %

Распределение компонентов по разрезу (рис. 6) показывает, что при переходе от первого циклита к девятому происходит постепенное увеличение среднего содержания SiO₂ и уменьшение – Al₂O₃, TiO₂, К₂О и Fe₂O_3общ. Среднее содержание Na₂O постепенно увеличивается до четвертого циклита, а потом уменьшается. Более сложное поведение характерно для MgO, который до четвертого циклита уменьшается, затем увеличивается, достигая максимума в шестом циклите, после чего снова начинает уменьшаться.

Рис. 6. Вариации среднего содержания основных оксидов терригенной составляющей и медианных значений ГМ и ЩМ в соликамских глинисто-карбонатных породах. 1 – скв. 2211; 2 – скв. 2010.

Для характеристики химического состава терригенной составляющей пород нами использован ряд литохимических модулей и диаграмм Я.Э. Юдовича, М.П. Кетрис [2000], а также известные индексы химического изменения CIA = 100 × Аl₂O₃/(Аl₂O₃ + СаО* + Na₂О + К₂О) [Nesbitt, Young, 1982; Visser, Young, 1990], химический индекс выветривания CIW = 100 × Аl₂O₃/(Аl₂O₃ + СаО* + Na₂О) [Harnois, 1988] и индекс изменения состава привносимого вещества ICV = (Fe₂O_3общ + K₂O + Na₂O + CaO* + + MgO + MnO + TiO₂)/Al₂O₃ [Cox et al., 1995]. Все они позволяют реконструировать климатические обстановки в областях питания и степень зрелости поступающей в осадочный бассейн алюмосиликокластики. При расчете индексов оксид кальция не использовался, т.к. ранее был полностью пересчитан на карбонатную фазу.

Корреляция между модулями ТМ = TiO₂/Al₂O₃ и ЖМ = (Fe₂O_3общ + MnO)/(TiO₂ + Al₂O₃) слабая отрицательная (r от –0.40 до –0.03), а между НКМ = (Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ и ГМ = (Al₂O₃ + + TiO₂ + Fe₂O_3общ + MnO)/SiO₂ изменяется от слабой отрицательной (r = –0.35) до слабой положительной (r = 0.32). Это, согласно представлениям Я.Э. Юдовича и М.П. Кетрис [2000], позволяет отнести весь терригенный материал мергелей к преимущественно литогенному типу, т.е. к породам, прошедшим более одного седиментационного цикла.

На диаграмме log(SiO₂/Al₂O₃)–log(Fe₂O_3общ/K₂O) [Herron, 1988] подавляющее большинство точек состава терригенной составляющей приурочено к полям сланцев, в единичных случаях их ожелезненных разностей, и вакк (рис. 7). Близкий характер распределения ранее был получен для молассовых отложений расположенной южнее Юрюзано-Сылвенской впадины [Литогеохимия…, 2015]. Однако растянутое положение фигуративных точек мергелей на диаграмме ФМ–НКМ (ФМ = (Fe₂O_3общ + MnO + MgO)/SiO₂) [Юдович, Кетрис, 2000] (рис. 8) позволяет говорить об изменении состава поступающего терригенного материала в течение соликамского осадконакопления. Так, для первых трех циклитов точки состава локализованы преимущественно в областях V (хлорит, смектит и иллит) и VI (преимущественно иллитовые глины со значительным количеством калиевых полевых шпатов), тогда как большая часть точек четвертого–девятого циклитов сконцентрирована в поле VI. Эти выводы подтверждаются и ранее опубликованными данными по составу мергелей соликамской свиты [Калинина, Чайковский, 2015; Исаева, Калинина, 2016], согласно которым основная доля глинистых минералов относится к иллит-смектитовой и хлорит-смектитовой ассоциациям.

Рис. 7. Точки состава терригенной составляющей пород соликамской свиты на классификационной диаграмме log(SiO₂/Al₂O₃)–log(Fe₂O_3общ/K₂O) [Herron, 1988].

Рис. 8. Положение фигуративных точек терригенной составляющей в породах соликамской свиты на диаграммах ФМ–НКМ. I – в составе глинистого вещества доминирует каолинит; II – преобладает смектит, присутствует каолинит, встречается иллит; III – доминирует хлорит при подчиненной роли Fe-слюд; IV – хлорит и иллит; V – хлорит, смектит и иллит; VI – преимущественно иллитовые глины со значительным количеством калиевых полевых шпатов. Границы полей – по данным [Юдович, Кетрис, 2000]; арабскими цифрами обозначены порядковые номера циклитов.

Об изменении состава глинистой составляющей свидетельствует и анализ изменения величины ГМ: несмотря на широкий диапазон значений – от 0.13 до 0.66 (от гипо- до суперсиаллитов по классификации Я.Э. Юдовича) – вверх по разрезу происходит ее постепенное уменьшение (см. рис. 6). При этом поведение ЩМ = Na₂O/К₂О изменчивое: до четвертого циклита его значение увеличивается (породы изменяются от нормо- до гиперщелочных), а затем отмечается устойчивое уменьшение (см. рис. 6) (от суперщелочных к преимущественно нормощелочным). Данные вариации позволяют предполагать, что в течение соликамского времени происходило постепенное изменение состава привносимого поверхностными водами терригенного материала в сторону более кварцевого с более высоким содержанием калиевых полевых шпатов.

Приведенные данные согласуются с вариациями средних значений индексов CIA и CIW (рис. 9), которые изменяются практически одинаково. Наименьшие значения индексов, свидетельствующие о поступлении с водосборов литохимически наименее зрелого материала, приходятся на четвертый–пятый циклиты, что подтверждается и наиболее высокими средними значениями ICV в этих циклитах.

Рис. 9. Вариации медианных значений индексов CIA, CIW и ICV по разрезу соликамской свиты. 1 – скв. 2211; 2 – скв. 2010.

Заключение

Использование соотношения кальцита, доломита и глины позволило по-новому провести расчленение соликамской свиты, что особенно актуально для краевой части Соликамской впадины, где не сохранились или не откладывались прослои каменной соли, типичной для центральной части депрессии.

В целом, седиментация в Соликамском бассейне в соликамское время происходила на фоне постепенной смены эвапоритовой обстановки морской. Однако цикличность осадконакопления определялась периодическим привносом во впадину алюмосиликатного материала с суши, обуславливающего смену доломитовой и кальцитовой садки накоплением глинистых осадков. Роль сульфатного материала представляется не столь индикаторной для выявления циклитов, как считалось ранее, поскольку наряду с седиментационными прослоями присутствуют горизонты диагенетического ангидрита.

Вариации по разрезу содержания петрогенных оксидов и значений геохимических модулей, рассчитанных для терригенной составляющей соликамских мергелей, отражают как изменение состава размываемых пород на водосборах, так и различную степень их гипергенного преобразования. Преобладающим источником терригенной составляющей в начале соликамского времени служили породы основного состава, что проявилось в расположении фигуративных точек преимущественно в поле глин “хлорит-смектитового состава” на диаграмме ФМ–НКМ. В конце соликамского времени в бассейн поступали продукты разрушения пород среднего и кислого состава, что привело к обогащению осадка кварцем, калиевым полевым шпатом и иллитом.

Минимальные значения индексов CIA, CIW и максимальные – ICV указывают на наибольшую литохимическую зрелость (выветрелость) материала подошвенной и кровельной частей соликамской толщи и наименьшую – четвертого–пятого циклитов.

Таким образом, литохимические особенности соликамской свиты Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба обусловлены как обстановками осадконакопления (эвапоритового и морского) в бассейне, так и вариациями состава и степени выветривания пород на прилегающих водосборных площадях разрушающегося Уральского орогена.

Благодарности

Авторы искренне благодарят Е.П. Чиркову, О.В. Коротченкову и О.С. Каблинова (Горный институт УрО РАН, г. Пермь) за помощь в отборе проб и проведении анализов.

Финансирование работы

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания (рег. номер НИОКТР 124020500052-9) “Процессы рудообразования и гипергенной трансформации эвапоритов Пермского Предуралья”.

Конфликт интересов

Авторы данной работы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

作者简介

T. Utkina

编辑信件的主要联系方式.
Email: tatyanaak89@mail.ru
俄罗斯联邦, 614007, Perm, Sibirskaya str.,78-A

I. Chaikovskiy

Email: ilya@mi-perm.ru
俄罗斯联邦, 614007, Perm, Sibirskaya str.,78-A

参考

补充文件

附件文件

动作

1. JATS XML

下载

2. Fig. 1. Position of the Solikamsk depression in the structure of the Pre-Ural marginal trough. 1 – depressions; 2 – saddles; 3 – contour of the salt deposit of the Verkhnekamskoye salt deposit; 4 – geological boundaries (a – thickness; b – tectonic elements) (according to [Kudryashov, 2013]).

下载 (59KB)

索引源数据

3. Fig. 2. Variations in the content of rock-forming minerals of the Solikamsk suite along the section of wells 2211 and 2010. The Roman numerals indicate the ordinal number of the cyclite.

下载 (170KB)

索引源数据

4. Fig. 3. Comparison of borehole sections 2211 and 2010. 1 – marls; 2 – clayey limestones; 3 – clayey dolomites; 4 – gypsum. The Roman numerals indicate the ordinal number of the cyclite.

下载 (45KB)

索引源数据

5. Fig. 4. Evolution of the composition of Solikamsk clay-carbonate rocks in the section of borehole 2211. a – ratio of clay, calcite and dolomite in marl; b – connection of rock composition points by lines (vectors) in a sequence reflecting their position in the section (from early to late); c – prevailing factors determining sedimentation during the period of cyclite formation (the numbers show the proportion of vectors (sequences) in percent). Roman numerals indicate the ordinal number of the cyclite.

下载 (55KB)

索引源数据

6. Fig. 5. Evolution of the composition of Solikamsk clay-carbonate rocks in the section of well 2010. See Fig. 4 for legend.

下载 (50KB)

索引源数据

7. Fig. 6. Variations in the average content of the main oxides of the terrigenous component and the median values ​​of HM and SMM in the Solikamsk clay-carbonate rocks. 1 – well 2211; 2 – well 2010.

下载 (52KB)

索引源数据

8. Fig. 7. Points of the composition of the terrigenous component of the rocks of the Solikamsk suite on the classification diagram log(SiO2/Al2O3)–log(Fe2O3total/K2O) [Herron, 1988].

下载 (72KB)

索引源数据

9. Fig. 8. Position of figurative points of the terrigenous component in the rocks of the Solikamsk suite on the FM–NKM diagrams. I – kaolinite dominates in the composition of the clay substance; II – smectite predominates, kaolinite is present, illite occurs; III – chlorite dominates with a subordinate role of Fe-micas; IV – chlorite and illite; V – chlorite, smectite and illite; VI – mainly illite clays with a significant amount of potassium feldspars. Field boundaries – according to [Yudovich, Ketris, 2000]; Arabic numerals indicate the ordinal numbers of cyclites.

下载 (65KB)

索引源数据

10. Fig. 9. Variations in median values ​​of the CIA, CIW and ICV indices along the Solikamsk suite section. 1 – well 2211; 2 – well 2010.

下载 (23KB)

索引源数据