Литогеохимические характеристики и обстановки осадконакопления известняков укской свиты верхнего рифея Южного Урала

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены литогеохимические характеристики известняков укской свиты, завершающей стратотипический разрез верхнего рифея на Южном Урале. Показано, что фигуративные точки известняков (40 образцов), накапливавшихся в обстановках среднего и внутреннего рампа, имеют достаточно контрастное распределение на диаграммах с параметрами (La/Sm)sh, (La/Yb) sh и (Sm/Yb)sh, предложенных на основании систематизации значительного объема аналитических данных о карбонатных последовательностях, формировавшихся в различных плейттектонических (в широком смысле слова – палеогеографических) обстановках [Zhang et al., 2017]. Точки состава известняков медвежьей толщи укской свиты, формировавшейся, по данным детального литолого-фациального анализа, в обстановках среднего рампа, тяготеют на указанных диаграммах к полю известняков открытого океана, тогда как известняки манайсинской толщи (внутренний рамп) по своим геохимическим характеристикам более соответствуют известнякам прибрежных обстановок. Таким образом, геохимические характеристики известняков укской свиты в целом подтверждают выводы ранее проведенного фациального анализа. Высказано предположение, что в описанном нами примере распределение редких и рассеянных элементов в известняках внутреннего рампа контролировалось, по всей видимости, поступавшей с континента тонкой алюмосиликокластикой, а в более глубоководных известняках среднего рампа уже ощущается влияние геохимических особенностей открытого океана.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Маслов

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: amas2004@mail.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 1

С. А. Дуб

Институт геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрО РАН

Email: sapurin@igg.uran.ru
Россия, 620110, Екатеринбург, ул. Вонсовского, 15

Список литературы

  1. Анфимов Л. В. Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 290 с.
  2. Беккер Ю. Р. Возраст и последовательность наплас- тования отложений верхней части каратауской серии Южного Урала // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1961. № 9. С. 49–60.
  3. Вейс А. Ф., Козлов В. И., Сергеева Н. Д., Воробьева Н. Г. Микрофоссилии типового разреза верхнего рифея (каратавская серия Южного Урала) // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2003. Т. 11. № 6. С. 19–44.
  4. Вотяков С. Л., Киселева Д. В., Шагалов Е. С. и др. Мультиэлементный анализ геологических образцов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на ELAN9000 // Ежегодник-2005. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2006. С. 425–430.
  5. Горбунова Н. П., Татаринова Л. А. Многоканальный спектрометр СРМ-35 – новые возможности силикатного рентгенофлуоресцентного анализа // Ежегодник-2014. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2015. С. 235–237.
  6. Горожанин В. М., Кутявин Э. П. Рубидий-стронциевое датирование глауконита укской свиты // Докембрий и палеозой Южного Урала. Уфа: БФАН СССР, 1986. С. 60–63.
  7. Горохов И. М., Зайцева Т. С., Кузнецов А. Б. и др. Изотопная систематика и возраст аутигенных минералов в аргиллитах верхнерифейской инзерской свиты Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2019. Т. 27. № 2. С. 3–30.
  8. Государственная геологическая карта РФ масштаба 1:1000000 (третье поколение). Лист N-40 – Уфа. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2013.
  9. Дуб С. А. Верхнерифейско-вендские отложения Башкирского мегантиклинория Южного Урала: состояние изученности и стратиграфическое расчленение // Гео- логия и геофизика. 2021. Т. 62. № 11. С. 1511–1530.
  10. Дуб С. А., Гражданкин Д. В. Литология и обстановки осадконакопления карбонатных отложений укской свиты верхнего рифея (неопротерозой) Южного Урала // Литология и полез. ископаемые. 2021. № 6. С. 513–537.
  11. Дуб С. А., Мельничук О. Ю., Крупенин М. Т. Карбонатно-терригенные отложения нижнеукской подсвиты верхнего рифея в стратотипическом разрезе и их корреляция в пределах Башкирского мегантиклинория Южного Урала // Литосфера. 2024. Т. 24. № 3. С. 451–478.
  12. Дуб С. А., Чередниченко Н. В., Киселева Д. В. и др. Поведение микроэлементов в кислотных вытяжках (уксусной, азотной и соляной) из терригенно-карбонатных пород укской свиты верхнего рифея Южного Урала // Литосфера. 2019а. Т. 19. № 6. С. 919–944.
  13. Дуб С. А., Чередниченко Н. В., Киселева Д. В. и др. Распределение редкоземельных элементов в уксуснокислотных вытяжках из карбонатных пород укской свиты верхнего рифея Южного Урала // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П. Н. Чирвинского. 2019б. Вып. 22. С. 326–336.
  14. Зайцева Т. С., Горохов И. М., Ивановская Т. А. и др. Мессбауэровские характеристики, минералогия и изотопный возраст (Rb–Sr, K–Ar) верхнерифейских глауконитов укской свиты Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 3. С. 3–25.
  15. Зайцева Т. С., Кузнецов А. Б., Сергеева Н. Д. и др. U–Th–Pb-возраст детритового циркона из оолитовых известняков укской свиты: следы гренвильских источников сноса в позднем рифее Южного Урала // Докл. АН. Науки о Земле. 2022. Т. 503. № 2. С. 90–96.
  16. Краснобаев А. А., Козлов В. И., Пучков В. Н. и др. Новые данные по цирконовой геохронологии аршинских вулканитов (Южный Урал) // Литосфера. 2012. № 4. C. 127–140.
  17. Краснобаев А. А., Пучков В. Н., Сергеева Н. Д., Бушарина С. В. Природа цирконовой кластики в песчаниках рифея и венда Южного Урала // Георесурсы. 2019. Т. 21. № 1. С. 15–25.
  18. Кузнецов В. Г. Литология. Основы общей (теоретической) литологии / Учебное пособие для вузов. М.: Научный мир, 2011. 360 с.
  19. Летникова Е. Ф. Использование геохимических характеристик карбонатных пород при палеогеодинамических реконструкциях // Докл. РАН. 2002. Т. 385. № 5. С. 672–676.
  20. Летникова Е. Ф. Распределение РЗЭ в карбонатных отложениях различных геодинамических типов (на примере южного складчатого обрамления Сибирской платформы) // Докл. РАН. 2003. Т. 393. № 2. С. 235–240.
  21. Маслов А. В. Известняки укской свиты верхнего рифея Южного Урала: влияние контаминации и диагенетических флюидов на распределение редкоземельных элементов и иттрия // Литосфера. 2021. Т. 21. № 1. С. 23–31.
  22. Маслов А. В., Гражданкин Д. В., Дуб С. А. и др. Укская свита верхнего рифея Южного Урала: седиментология и геохимия (первые результаты исследований) // Литосфера. 2019а. Т. 19. № 5. С. 659–686.
  23. Маслов А. В., Дуб С. А. Распределение редкоземельных элементов и иттрия в карбонатных породах укской свиты (верхний рифей, Южный Урал) // Ежегодник-2018. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2019а. С. 114–121.
  24. Маслов А. В., Дуб С. А. Укская свита верхнего рифея Южного Урала: к реконструкции окислительно-восстановительных параметров морской воды // Литология осадочных комплексов Евразии и шельфовых областей. Материалы IX Всероссийского литологического совещания (с международным участием). Казань: Издательство Казанского университета, 2019б. С. 281–282.
  25. Маслов А. В., Дуб С. А., Чередниченко Н. В., Киселева Д. В. Первые данные о распределении редкоземельных элементов и иттрия в карбонатных породах укской свиты верхнего рифея (Южный Урал) // Ежегодник-2017. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2018б. С. 41–47.
  26. Маслов А. В., Мельничук О. Ю., Мизенс Г. А. и др. Реконструкция состава пород питающих провинций. Статья 2. Лито- и изотопно-геохимические подходы и методы // Литосфера. 2020. Т. 20. № 1. С. 40–62.
  27. Маслов А. В., Оловянишников В. Г., Ишерская М. В. Рифей восточной, северо-восточной и северной периферии Русской платформы и западной мегазоны Урала: литостратиграфия, условия формирования и типы осадочных последовательностей // Литосфера. 2002. № 2. С. 54–95.
  28. Маслов А. В., Подковыров В. Н. Индексы химического выветривания и их использование для палеоклиматических реконструкций (на примере разреза венда‒нижнего кембрия Подольского Приднестровья) // Литология и полез. ископаемые. 2023. № 3. С. 249–273.
  29. Маслов А. В., Подковыров В. Н., Гареев Э. З., Котова Л. Н. Валовый химический состав песчаников и палеогеодинамические реконструкции // Литосфера. 2016. № 6. С. 33–55.
  30. Маслов А. В., Подковыров В. Н., Гареев Э. З., Ножкин А. Д. Синрифтовые песчаники и глинистые породы: валовый химический состав и положение на ряде дискриминантных палеогеодинамических диаг- рамм // Литология и полез. ископаемые. 2019б. № 5. С. 439–465.
  31. Маслов А. В., Школьник С. И., Летникова Е. Ф. и др. Ограничения и возможности литогеохимических и изотопных методов при изучении осадочных толщ. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 2018а. 383 с.
  32. Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.
  33. Пучков В. Н., Сергеева Н. Д., Краснобаев А. А. Стратиграфическая схема стратотипа рифея Южного Урала // Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ. 2017. Т. 23. С. 3–26.
  34. Раабен М. Е. Строматолитовые формации рифея в обрамлении Восточно-Европейской платформы // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2007. Т. 11. № 15. С. 35–46.
  35. Сергеева Н. Д., Пучков В. Н., Дьякова С. А., Зайцева Т. С. Опорный разрез укской свиты верхнего рифея (каратавия) в Алатауском антиклинории (Южный Урал) // Литосфера. 2023. Т. 23. № 1. С. 38–51.
  36. Станевич А. М., Пучков В. Н., Корнилова Т. А. и др. Микрофоссилии стратотипа рифея Южного Урала и протерозоя Восточной Сибири (палеобиологические аспекты) // Геол. вестник. 2018. № 3. P. 3–41.
  37. Стратотип рифея. Палеонтология, палеомагнетизм. М.: Наука, 1982. 176 с.
  38. Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология. М.: Наука, 1983. 184 с.
  39. Abedini A., Calagari A. A. Rare earth element geochemist-ry of the Upper Permian limestone: the Kanigorgeh mi-ning district, NW Iran // Turkish J. Earth Sci. 2015. V. 24. Р. 365–382.
  40. Adelabu I. O., Opeloye S. A., Oluwajana O. A. Petrography and geochemistry of Paleocene-Eocene (Ewekoro) limestone, eastern Benin basin, Nigeria: implications on depositional environment and post-depositional overprint // Heliyon. 2021. V. 7. e08579.
  41. Ali A., Wagreich M. Geochemistry, environmental and provenance study of the Middle Miocene Leitha limes-tones (Central Paratethys) // Geologica Carpathica. 2017. V. 68. P. 248–68.
  42. Armstrong-Altrin J.S., Verma S. P., Madhavaraju J. et al. Geochemistry of Late Miocene Kudankulam Limestones, South India // Int. Geol. Rev. 2003. V. 45. P. 16–26.
  43. Arvidson R. S., Collier M., Davis K. J. et al. Magnesium inhibition of calcite dissolution kinetics // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. V. 70. P. 583–594.
  44. Bau M. Controls on the fractionation of isovalent trace ele- ments in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/ Ho, Zr/Hf, and lanthanide tetrad effect // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. V. 123. P. 323–333.
  45. Dunham R. J. Classification of carbonate rocks accor-ding to depositional texture // Classification of carbo-nate rocks / Ed. W. E. Ham // AAPG Mem. 1962. V. 1. P. 108–121.
  46. Embry A. F., Klovan J. E. A Late Devonian reef tract on Northeastern Banks Island, NWT // Bull. Can. Petrol. Geol. 1971. V. 19. P. 730–781.
  47. Frimmel H. E. Trace element distribution in Neoproterozoic carbonates as palaeoenvironmental indicator // Chem. Geol. 2009. V. 258. P. 338–353.
  48. Hood A. van S., Wallace M. W. Neoproterozoic marine carbonates and their paleoceanographic significance // Glo-bal and Planet. Change. 2018. V. 160. P. 28–45.
  49. Idakwo S. O. Depositional Conditions, Characteristics and Source of Rare Earth Elements in Carbonate Strata of the Albian Asu River Group, Middle Benue Trough, North Central Nigeria // J. Geol. Soc. India. 2017. V. 90. P. 495–502.
  50. Lawrence M. G., Greig A., Collerson K. D., Kamber B. S. Rare earth element and yttrium variability in South East Queensland waterways // Aquat. Geochem. 2006. V. 12. P. 39–72.
  51. Li Z. X., Evans D. A., Halverson G. P. Neoproterozoic glaciations in a revised global palaeogeography from the brea-kup of Rodinia to the assembly of Gondwanaland // Sediment. Geol. 2013. V. 294. P. 219–232.
  52. Madhavaraju J., González-León C.M., Lee Y. I. et al. Geochemistry of the Mural Formation (Aptian-Albian) of the Bisbee Group, Northern Sonora, Mexico // Cretaceous Res. 2010. V. 31. P. 400–414.
  53. Mazumdar A., Tanaka K., Takahashi T., Kawabe I. Cha-racteristics of rare earth element abundances in shallow marine continental platform carbonates of Late Neoproterozoic successions from India // Geochemical J. 2003. V. 37. P. 277–289.
  54. Mirza T. A., Kalaitzidis S. P., Fatah S. S., Tsiotou S. Petrographic and geochemical features of Gimo marble, Gole area, Kurdistan Region, Iraq: constraints on its protolith’s origin and depositional environment // Earth Sci. Res. J. 2021. V. 25(3). P. 275–285. DOI: https://doi.org/10.15446/esrj.v25n3.88686
  55. Murray R. W., Buchholtz Ten Brink M. R., Gerlach D. C. et al. Rare earth, major and trace elements in chert from the Franciscan Complex and Monterey Group, California: assessing REE sources to fine-grained marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1991a. V. 55. P. 1875–1895.
  56. Murray R. W., Buchholtz Ten Brink M. R., Gerlach D. C. et al. Rare earth elements in Japan Sea sediments and diagenetic behavior of Ce/Ce*, results from ODP Leg 127 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1991б. V. 55. P. 2453–2466.
  57. Nagarajan R., Madhavaraju J., Armstrong-Altrin J.S., Nagendra R. Geochemistry of Neoproterozoic limestones of the Shahabad Formation, Bhima Basin, Karnataka, sou-thern India // Geosciences J. 2011. V. 15. P. 9–25.
  58. Nagarajan R., Sial A. N., Armstrong-Altrin J.S. et al. Carbon and oxygen isotope geochemistry of Neoproterozoic limestones of the Shahabad Formation, Bhima Basin, Karnataka, Southern India // Revistas Mexicana de Ciencias Geol. 2008. V. 25. P. 225–235.
  59. Nagendra R., Nagarajan R., Bakkiaraj D., Armstrong- Altrin J. S. Depositional and post-depositional setting of Maast- richtian limestone, Ariyalur Group, Cauvery Basin, South India: a geochemical appraisal // Carbonates Evaporites. 2011. V. 26. P. 127–147. doi: 10.1007/s13146-010-0041-2
  60. Nothdurft L. D. Rare earth element geochemistry of Late Devonian reefal carbonates, Canning Basin, Western Aust- ralia: a proxy for ancient seawater chemistry / Honours thesis. Brisbane: Queensland University of Technology, 2001. 103 p.
  61. Nothdurft L. D., Webb G. E., Kamber B. S. Rare earth ele-ment geochemistry of late Devonian reefal carbonates, Canning Basin, western Australia: Confirmation of a seawater REE proxy in ancient limestones // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68. P. 263–83.
  62. Özyurt M., Kırmacı M. Z., Al-Aasm I. et al. REE Characteristics of Lower Cretaceous Limestone Succession in Gümü¸shane, NE Turkey: Implications for Ocean Paleoredox Conditions and Diagenetic Alteration // Minerals. 2020. V. 10. 683. doi: 10.3390/min10080683
  63. Ries J. B. Review: geological and experimental evidence for secular variation in seawater Mg/Ca (calcite-aragonite seas) and its effects on marine biological calcification // Biogeosciences. 2010. V. 7. P. 2795–2849.
  64. Taylor S. R., McLennan S. M. The Continintal Crust: Its composition and evolution. Oxford: Blackwell, 1985. 312 p.
  65. Wallace M. W., Hood A. v.S., Shuster A. et al. Oxygenation history of the Neoproterozoic to early Phanerozoic and the rise of land plants // Earth Planet. Sci. Lett. 2017. V. 466. P. 12–19.
  66. Wright V. P. A revised classification of limestones // Sediment. Geol. 1992. V. 76. P. 177–185.
  67. Zhang K.-J., Li Q.-H., Yan L.-L. et al. Geochemist-ry of limestones deposited in various plate tectonic settings // Earth-Sci. Rev. 2017. V. 167. P. 27–46.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Обзорная схема геологического строения Башкирского мегантиклинория Южного Урала, по [Государственная …, 2013] с изменениями, расположение наиболее представительных разрезов укской свиты (а) и их общий вид (б – Медведь–Шубино, в – “Кулмас” (фото Л. В. Бадиды), г – “Аккостяк”).

Скачать (876KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Литотипы (микрофациальные типы) известняков верхнеукской подсвиты (а–г – медвежьей толщи, д, е – манайсинской толщи) в шлифах (николи параллельны).

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Положение фигуративных точек известняков укской свиты на диаграмме CaO–MgO.

Скачать (140KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение точек состава известняков укской свиты на диаграммах Al2O3–Ce/Ce* (а), Fe2O3*–Ce/Ce* (б) и 10*MnO–Ce/Ce* (в).

Скачать (384KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение фигуративных точек известняков укской свиты (вся выборка, а также известняки разных фаций) на диаграммах Al2O3–(La/Yb)sh (а), Al2O3–(La/Sm)sh (б) и Al2O3–(Sm/Yb)sh (в).

Скачать (382KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение фигуративных точек известняков укской свиты (вся выборка, а также известняки разных фаций) на диаграммах Fe2O3*–(La/Yb)sh (а), Fe2O3*–(La/Sm)sh (б) и Fe2O3*–(Sm/Yb)sh (в).

Скачать (390KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Положение точек состава известняков укской свиты (вся выборка) на диаграммах Al2O3/(Al2O3 + Fe2O3*)–(La/Ce)sh (а), (La/Yb)sh–(La/Ce)sh (б), (La/Sm)sh–(La/Ce)sh (в) и (Sm/Yb)sh–(La/Ce)sh (г).

Скачать (367KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Особенности локализации точек состава известняков укской свиты (вся выборка, а также известняки разных фаций) на диаграммах (La/Yb)sh–(Ce/Ce*) (а), (La/Sm)sh–(Ce/Ce*) (б) и (Sm/Yb)sh–(Ce/Ce*) (в).

Скачать (346KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение точек состава известняков укской свиты (разные фации) на диаграммах (Sm/Yb)sh– (La/Yb)sh (а), (La/Sm)sh–(La/Yb)sh (б) и (La/Sm)sh–(Sm/Yb)sh (в).

Скачать (363KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Нормированное к PAAS распределение лантаноидов и Y в пресноводных известняках (а), известняках прибрежных обстановок (б), известняках открытого океана (в), все по данным [Zhang et al., 2017], и известняках укской свиты (г) верхнего рифея Южного Урала.

Скачать (542KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024