Состав и условия образования позднедокембрийских осадочных фосфоритов, венд Среднего Урала
- Авторы: Крупенин М.Т.1, Кузнецов А.Б.2, Замятин Д.А.1, Панкрушина Е.А.1, Лепеха С.В.1
-
Учреждения:
- Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
- Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
- Выпуск: № 2 (2023)
- Страницы: 111-139
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/0024-497X/article/view/658460
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0024497X2270001X
- EDN: https://elibrary.ru/IIWNWE
- ID: 658460
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Фосфоритовые брекчии слагают 6-метровую пачку в терригенной керносской свите венда в бассейне рек Межевая Утка и Сылвица на Среднем Урале. Фосфоритовые гальки и гравий являются скоплением обломков переотложенных корок, первоначально образованных в раннем диагенезе у поверхности песчано-глинистых отложений ниже границы вода‒осадок. Фосфорит представлен фторкарбонатапатитом с величиной параметра элементарной ячейки а от 0.9359 до 0.9363 нм; спектральными параметрами мод в рамановских спектрах: FWHM 1–2 см–1 и положением от 963 до 966 см–1; в ИК спектрах – с полосой 1095 см–1. Полосы поглощения ~1430 и 1453 см–1 в ИК спектрах соответствуют замещению ортофосфорной группы карбонат-ионом (по В-типу). По данным термического анализа, содержание СО2 в апатите 0.04‒0.8%, примесь рассеянного органического вещества в форме алифатических соединений составляет 0.3–0.8%. Апатит представлен двумя генерациями: первичный – базальный бесструктурный тонкокристаллический цемент, и вторичный – в виде идиоморфных кристаллов (до 10 мкм). Фосфаты обеих генераций корродируют обломочные зерна кварца. Вторичный апатит отличается более высоким содержанием P2O5, CaO и F и меньшим – примесей SiO2, FeO, Al2O3, MgO и K2O по сравнению с первичным апатитом. PAAS-нормированное распределение РЗЭ в обогащенных фосфоритах имеет сглаженное распределение, с отношением La/Yb около 2 и с положительными Ce- и Eu аномалиями. Среднее значение F/P2O5 равно 0.09 и является типичным для фторкарбонатапатитов, испытавших катагенез. Высокие значения 87Sr/86Sr (от 0.7130 до 0.7253) в обломочных фосфоритах керносской свиты предполагают их отложение в морском опресненном палеобассейне, вблизи значительного притока континентальных вод (дельты), но могут быть и результатом катагенетической перекристаллизации.
Ключевые слова
Об авторах
М. Т. Крупенин
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: krupenin@igg.uran.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
А. Б. Кузнецов
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: antonbor9@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, набережная Макарова, 2
Д. А. Замятин
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
Email: antonbor9@mail.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
Е. А. Панкрушина
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
Email: antonbor9@mail.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
С. В. Лепеха
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
Email: antonbor9@mail.ru
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
Список литературы
- Аблизин Б.Д., Клюжина М.Л., Курбацкая Ф.А., Курбацкий А.М. Верхний рифей и венд западного склона Среднего Урала. М.: Наука, 1982. 140 с.
- Батурин Г.Н. Фосфориты на дне океанов. М.: Наука, 1978. 232 с.
- Батурин Г.Н. Фосфатонакопление в океане. М.: Наука, 2004. 464 с.
- Батурин Г.Н., Блисковский В.З., Минеев Д.А. Редкоземельные элементы в фосфоритах со дна океана // Докл. АН СССР. 1972. Т. 207. № 4. С. 954‒957.
- Батурин Г.Н., Савенко В.С. О механизме образования фосфоритовых конкреций // Океанология. 1985. Т. XXV. № 6. С. 970‒973.
- Блисковский В.З. О курските и франколите // Литология и полез. ископаемые. 1976. № 3. С. 75‒84.
- Блисковский В.З. Вещественный состав и обогатимость фосфоритовых руд. М.: Недра, 1983. 200 с.
- Бушинский Г.И. Древние фосфориты Азии и их генезис. М.: Наука, 1966. 193 с.
- Геворкян В.Х., Батурин Г.Н., Чугунный Ю.Г. Фосфориты и фосфатизированные породы Атлантического и Индийского океанов. Киев: Наукова думка, 1990. 188 с.
- Георгиевский А.Ф. Харанурское фосфоритовое месторождение // Литология и полез. ископаемые. 1986. № 4. С. 71‒85.
- Георгиевский А.Ф. Афанитовый генетический тип промышленных фосфоритов: геологические особенности, типы руд, перспективные технологии обогащения и утилизации отходов (на примере Окино-Хубсугульского бассейна) / Автореф. дисс. … доктора геол.-мин. наук. М.: МГУ, 2016. 48 с.
- Горохов И.М., Кузнецов А.Б., Мележик В.А. и др. Изотопный состав стронция в верхнеятулийских доломитах туломозерской свиты, Юго-Восточная Карелия // Докл. АН. 1998. Т. 360. № 4. С. 533‒536.
- Горохов И.М., Кузнецов А.Б., Азимов П.Я., Дубинина Е.О., Васильева И.М., Ризванова Н.Г. Sr- и C-изотопная хемостратиграфия метакарбонатных пород палеопротерозойской сортавальской серии, Фенноскандинавский щит, северное Приладожье // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2021. Т. 29. № 2. С. 3‒22.
- Гражданкин Д.В., Марусин В.В., Меерт Дж., Крупенин М.Т., Маслов А.В. Котлинский горизонт на Южном Урале // Доклады Академии наук. 2011. Т. 440. № 2. С. 201‒206.
- Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Крупенин М.Т., Ронкин Ю.Л. Осадочные системы сылвицкой серии (верхний венд Среднего Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 279 с.
- Гражданкин Д.В., Маслов А.В. Место венда в международной стратиграфической шкале // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 4. С. 703‒717.
- Занин Ю.Н., Гилинская Л.Г., Красильникова Н.А. и др. Типоморфизм фосфатов кальция фосфоритов // Геология рудных месторождений. 1985. № 4. С. 85‒103.
- Занин Ю.Н., Кривопуцкая Л.М., Вахрамеев А.И. и др. Преобразования состава и структуры фосфатов кальция фосфоритов в условиях катагенеза и выветривания и влияние этих преобразований на растворимость // Вещественный состав фосфоритов. Новосибирск: Наука, 1979. С. 27‒45.
- Занин Ю.Н. Вещественный состав фосфатоносных кор выветривания и связанных с ними месторождений фосфатов. Новосибирск: Наука, 1975. 192 с. (Тр. Института геологии и геофизики. Вып. 195)
- Ивановская А.В., Занин Ю.Н. Фосфориты стрельногорской свиты среднего рифея Туруханского поднятия, Восточная Сибирь // Литосфера. 2008. № 1. С. 90‒99.
- Ильин А.В. О южном шельфе Сибирского континента в позднем докембрии и кембрии // Геология и геофизика. 1979. № 8. С. 10‒19.
- Ильин А.В. Древние (эдиакарские) фосфориты. М.: ГЕОС, 2008. 160 с.
- Карпухина Е.В., Первов В.А., Журавлев Д.З. Петрология щелочного вулканизма – индикатора поздневендского рифтогенеза, западный склон Урала // Петрология. 2001. Т. 9. № 5. С. 480–503.
- Крупенин М.Т. Особенности химического состава доломитов в вулканогенно-терригенных отложениях серебрянской серии Кваркушско-Каменногорского мегантиклинория // Ежегодник-2008. Екатеринбург, 2009. С. 63–67. (Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 156)
- Крупенин М.Т., Замятин Д.А., Панкрушина Е.А., Галахова О.Л., Галанкина О.Л. Вещественный состав фосфоритов керносской свиты нижнего венда Среднего Урала // Ежегодник-2017. Екатеринбург, 2018. С. 113‒122. (Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 165)
- Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Крупенин М.Т., Горохов И.М., Маслов А.В., Каурова О.К., Эльмис Р. Формирование и преобразование карбонатных пород и сидеритовых руд бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал): Sr-изотопная характеристика и Pb-Pb возраст // Литология и полез. ископаемые. 2005. № 3. С. 227‒249.
- Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Маслов А.В., Горохов И.М., Прасолов Э.М., Крупенин М.Т., Кислова И.В. Sr- и С‑изотопная хемостратиграфия типового разреза верхнего рифея (Южный Урал): новые данные // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2006. Т. 14. № 6. С. 25‒53.
- Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Изотопный состав Sr в водах Мирового океана, окраинных и внутренних морей: возможности и ограничения Sr‑изотопной хемостратиграфии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2012. Т. 20. № 6. С. 3‒19.
- Кузнецов А.Б., Макарихин В.В., Покровский Б.Г., Константинова Г.В. 87Sr/86Sr и δ18О хемостратиграфия и фациальные условия обитания плейстоценовых моллюсков Карелии (пос. Гридино) // Доклады Академии наук. 2014а. Т. 459. № 2. С. 198‒202.
- Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Возможности стронциевой изотопной хемостратиграфии в решении проблем стратиграфии верхнего протерозоя (рифея и венда) // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2014б. Т. 22. № 6. С. 3‒25.
- Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Ситкина Д.Р., Смирнова З.Б., Каурова О.К. Возраст карбонатных пород и фосфоритов в чехле Тувино-Монгольского микроконтинента // Доклады Академии наук. 2018. Т. 479. № 1. С. 44–48.
- Кузнецов А.Б., Горохов И.М., Азимов П.Я., Дубинина Е.О. Sr- и C-хемостратиграфический потенциал палеопротерозойских осадочных карбонатов в условиях среднетемпературного метаморфизма: мраморы Рускеалы, Карелия // Петрология. 2021. Т. 29. № 2. С. 172‒194.
- Кулешов В.Н., Георгиевский А.Ф., Бугина В.М. Изотопный состав (δ13С, δ18О) и генезис карбонатов фосфоритовых месторождений Малого Каратау (Казахстан) // Литология и полез. ископаемые. 2020. № 2. С. 131–152.
- Курбацкая Ф.А. Минералого-петрографическая характеристика немых толщ западного склона Среднего Урала // Ученые записки Пермского ун-та. 1968. № 166. С. 151‒176.
- Курбацкая Ф.А., Чирвинский Н.П. Фосфатопроявления в отложениях косьвинской свиты на западном склоне Среднего Урала // Научные труды Пермского политех. ин-та. 1964. Вып. 2. № 12. С. 10‒17.
- Масленников Б.М., Кавицкая Ф.А. О фосфатном веществе фосфоритов // Докл. АН СССР. 1956. Т. 109. № 5. С. 990‒992.
- Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных / Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. 289 с.
- Маслов А.В. Доордовикские фосфориты и палеоокеанография: краткий геохимический экскурс в систематику редкоземельных элементов // Литосфера. 2017. № 1. С. 5‒30.
- Маслов А.В., Вовна Г.М., Киселёв В.И., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т. U-Pb-систематика обломочных цирконов из отложений серебрянской серии Среднего Урала // Литология и полез. ископаемые. 2012. № 2. С. 180–196.
- Маслов А.В., Меерт Д., Левашова Н.М., Ронкин Ю.Л., Гражданкин Д.В., Кузнецов Н.Б., Крупенин М.Т., Федорова Н.М., Ипатьева И.С. Новые данные о возрасте ледниковых отложений венда Среднего Урала // Доклады Академии наук. 2013. Т. 449. № 3. С. 322‒327.
- Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гражданкин Д.В., Колесников А.В. Верхний венд востока, северо-востока и севера Восточно-Европейской платформы: процессы осадконакопления и эволюция биоты // Литосфера. 2018. Т. 18. № 4. С. 520–542.
- Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Маслов А.В. Турченко Т.Л. Pb-Pb возраст преобразования осадочных фосфоритов в нижнерифейских карбонатных отложениях саткинская свита Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 2. С. 35‒41.
- Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Гороховский Б.М., Маслов А.В. Pb-Pb возраст и Sr-изотопная характеристика среднерифейских фосфоритовых конкреций: зигазино-комаровская свита Южного Урала. // Доклады Академии наук. 2013. Т. 451. № 4. С. 430‒434.
- Савенко В.С. О физико-химическом механизме образования морских фосфоритов // Докл. АН СССР. 1979. Т. 249. № 4. С. 972‒976.
- Савенко А.В. Физико-химический механизм образования современных морских фосфоритов в океане // Доклады Академии наук. 2008. Т. 418. № 4. С. 526‒529.
- Салдин В.А. Среднекаменноугольные фосфориты яйюской свиты в бассейне р. Няньворгавож (Лемвинская структурно-формационная зона) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2016. № 9‒10. С. 8‒15.
- Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Маслов А.В., Горохов И.М., Овчинникова Г.В. Cтратотип нижнего рифея ‒ бурзянская серия Южного Урала: литостратиграфия, палеонтология, геохронология, Sr- и C-изотопные характеристики карбонатных пород // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2009. Т. 17. № 6. С. 17‒45.
- Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.
- Термический анализ минералов и горных пород / В.П. Иванова, Б.К. Касатов, Т.Н. Красавина и др. Л.: Недра, 1974. 398 с.
- Холодов В.Н. Эпохи фосфатонакопления и биохимия фосфоритов // Литология и полез. ископаемые. 1997. № 6. С. 563‒576.
- Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса. М.: ГЕОС, 2006. 608 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 574)
- Юдович Я.Э. Геохимия осадочных пород (избранные главы): Учебное пособие. Компьютерная версия-2007. Сыктывкар: Кафедра геологии Сыктывкарского ун-та, 2007. 257 с.
- Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. Геохимия фосфора. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2020. 512 с.
- Aberg G., Wickman F.E. Variation of 87Sr/86Sr in water from streams discharging into the Bothnian Bay, Baltic Sea // Nordic Hydrol. 1987. V. 18. P. 33‒42.
- Andreev Yu.G. The use of the serial-correlations concept in the figure-of-merit function for powder diffraction profile fitting // J. Appl. Crystallogr. 1994. V. 27. P. 288‒297.
- Bau M., Moeller P. Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite // Miner. Petrol. 1992. V. 45. P. 231–246.
- Baddiel C.B., Berry E.E. Spectra structure correlations in hydroxy and fluorapatite // Spectrochim. Acta. Part A. 1966. T. 22. № 8. C. 1407‒1416.
- Bea F. Residence of REE, Y, Th and U in Granites and Crustal Protoliths; Implications for the Chemistry of Crus-tal Melts // J. Petrol. 1996. V. 37. № 3. P. 521‒552.
- Chen D.F., Dong W.Q., Zhu B.Q., Chen X.P. Pb-Pb ages of Neoproterozoic Douchantuo phosphorites in South China: constraints on early metazoan evolution and glaciation events // Precambrian Res. 2004. V. 132. P. 123‒132.
- Cook P.J., Shergold J.H. Phosphate Deposits of the World. Proterozoic and Cambrian Phosphorites. V. 1. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2005. 386 p.
- Elderfield H., Greaves J. The rare earth elements distribution in seawater // Nature. 1982. 296. P. 214‒219.
- Grazhdankin D.V. Late Neoproterozoic sedimentation in the Timan foreland // The Neoproterozoic Timanide Orogen of Eastern Baltica / Eds D.G. Gee, V.I. Pease. London: Geol. Soc., 2004. P. 37‒46.
- Grunenwald A., Keyser C., Sautereau A.M., Crubezy E., Ludes B., Drouet C. Revisiting carbonate quantification in apatite (bio)minerals: a validated FTIR methodology // J. Archaeol. Sci. 2014. V. 49. P. 134‒141.
- Jones B. Manning D.A.C. Comparison o f geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in ancient mudstones // Chem. Geol. 1994. V. 111. P. 111‒ 129.
- Kuznetsov A.B., Melezhik V.A., Gorokhov I.M., Melnikov N.N., Konstantinova G.V., Kutyavin E.P., Turchenko T.L. Sr isotopic composition of Paleoproterozoic 13C-rich carbonate rocks: the Tulomozero Formation, SE Fennoscandian Shield // Precambrian Research. 2010. V. 182. № 4. P. 300‒312.
- Kuznetsov A.B., Bekker A., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Vasilyeva I.M. Unradiogenic strontium and moderate-amp-litude carbon isotope variations in early Tonian seawater after the assembly of Rodinia and before the Bitter Springs Excursion // Precambrian Res. 2017. V. 298. P. 157‒173.
- Lewan M.D. Factors controlling the proportionality of vanadium to nikel in crude oils // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. P. 2231‒2238.
- Noffke N. The criteria for the biogeneicity of microbially induced sedimentary structures (MISS) in Archean and younger, sandy deposits // Earth-Sci. Rev. 2009. V. 96. № 3. P. 173–180.
- Noffke N., Gerdes G., Klenke T., Krumbein W.E. Microbially Induced Sedimentary Structures: A New Category within the Classification of Primary Sedimentary Structures // J. Sediment. Res. 2001. V. 71(5). P. 649.
- Notholt A.J.G., Sheldon R.P., Davidson D.F. Phosphate Deposits of the World. Phosphate Rock Resources. V. 2. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1989. 566 p.
- McArthur J.M., Walsh J.N. Rare-earth geochemistry of phosphorites // Chem. Geol. 1985. V. 47. P. 191‒220.
- McRae N.D., Nesbitt H.W., Kronberg B.I. Development of a positive Eu anomaly during diagenesis // Earth Planet. Sci. Lett. 1992. V. 109. P. 585‒591.
- Morad S., Felitsyn S. Identification of primary Ce-anomaly signatures in fossil biogenic apatite: implication for the Cambrian oceanic anoxia and phosphogenesis // Sediment. Geol. 2001. V. 143. P. 259‒264.
- O’shea D.C., Bartlett M.L., Young R.A. Compositional ana-lysis of apatites with laser-Raman spectroscopy: (OH, F, Cl) apatites // Arch. Oral. Biol. 1974. V. 19. № 11. P. 995–1006.
- Plint A.G. Wave- and storm-dominated shoreline and shallow-marine systems / Eds N.P. James, R.W. Dalrymple // Facies Models 4: GEOtext 6. Geological Association of Canada, St. John’s, Newfoundland, 2010. P. 167‒200.
- Quinby-Hunt M.S., Wilde P. Thermodynamic zonation in the black shale facies based on ironmanganese-vanadium content // Chem. Geol. 1994. V. 113. P. 297‒317.
- Rehman I., Bonfield W. Characterization of hydroxyapatite and carbonated apatite by photo acoustic FTIR spectroscopy // J. Mater. Sci.: Mater. Med. 1997. V. 8(1). P. 1‒4.
- Sheldon R.P. Ancient marine phosphates // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1981. V. 9. P. 251–284.
- Shields G., Stille P. Diagenetic constraints on the use of cerium anomalies as palaeo sea water redox proxies: an isotopic and REE study of Cambrian phosphorites // Chem. Geol. 2001. V. 175. P. 29‒48.
- Stüeken E.E., Kuznetsov A.B., Vasilyeva I.M., Krupenin M.T., Bekker A. Transient deep-water oxygenation recorded by rare Mesoproterozoic phosphorites, South Urals // Precambrian Res. 2021. V. 360. P. 106242.
- Shimoda S., Aoba T., Moreno E.C., Miake Y. Effect of solution composition on morphological and structural features of carbonated calcium apatites // J. Dent. Res. 1990 V. 69(11). P. 1731–1740.
- Thomas D.B., McGoverin C.M., R. Ewan Fordyce et al. Raman spectroscopy of fossil bioapatite — A proxy for diagenetic alteration of the oxygen isotope composition // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2011. V. 310. P. 62–70.
- Wignall P.B., Myers K.J. Interpreting benthic oxygen levels in mud rocks: a new approach // Geology. 1988. V. 16. P. 452–455.
- Xiao S., McFaddenb K.A., Peekc S., Kaufmand A.J., Zhou C., Jiang G., Hug J. Integrated chemostratigraphy of the Doushantuo Formation at the northern Xiaofenghe section (Yangtze Gorges, South China) and its implication for Ediacaran stratigraphic correlation and ocean redox models // Precambrian. Res. 2012. V. 192–195. P. 125–141.
- Ye Lianjun. The Phosphorites of China. Beijing: Science Press, 1989. 339 p.
- Интepнeт-pecypcы: https://rruff.info/ и KnowItAlTM
Дополнительные файлы
