litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/2500-302X-2025-25-5-1023-1040FQGZFFlitosphere-2354Research ArticleСтатьиArticlesК вопросу о взаимосвязи αAl-индексов и отношений ряда редких и рассеянных элементов – индикаторов состава пород на палеоводосборах (на примере глинистых пород рифея и венда Южного и Среднего Урала и Шкаповско-Шиханской впадины)On the relationship between αAl indices and the ratios of a number of trace elements – indicators of rock composition in paleo-catchments (on the example of the Riphean and Vendian clay rocks of the Southern and Middle Urals and the Shkapovo-Shikhan depression)МасловА. В.MaslovA. V.

А. В. Маслов

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

Andrey V. Maslov

amas2004@mail.ruИнститут геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RASRussian Federation20250411202525510231040Copyright © Маслов А.В., 20252025Маслов А.В.Maslov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2354

Объект исследований – глинистые породы (глинистые алевролиты, глинистые сланцы и аргиллиты) ряда стратонов рифея Башкирского мегантиклинория, а также венда Шкаповско-Шиханской впадины и Кваркушско-Каменногорского мегантиклинория. Метод исследований включал расчет по данным о валовом химическом составе глинистых пород величин αAl-индексов и анализ их корреляционных связей с отношениями (например, Th/Sc, (La/Yb)N и др.) ряда редких и рассеянных элементов – показателями состава пород на палеоводосборах. При этом любая статистически значимая корреляция величин альфа-индексов и индикаторных отношений считалась следствием контроля значений альфа-индексов со стороны состава пород палеоводосборов, и наоборот. Результаты. Установлено, что и для относительно небольших (7–8 анализов) аналитических выборок, и для средних (22 и более анализов) наблюдаются различные взаимоотношения между αAl-индексами и отношениями элементов – показателями состава комплексов пород, слагающих палеоводосборы. Выводы. Как и в случае многих других экзосферных литогеохимических индикаторов использование альфа-индексов без анализа влияния на них различных факторов не позволяет получить корректную информацию об интенсивности выветривания.

Research subject. Clay rocks (clay siltstones, shales and mudstones) of a number of Riphean stratigraphic units of the Bashkir megaanticlinorium, as well as the Vendian Shkapovo-Shikhan depression and the Kvarkush-Kamennogorsk megaanticlinorium. Methods. Calculation of αAl values based on the data on the bulk chemical composition of clay rocks and the analysis of their correlation links with the ratios (e.g., Th/Sc, (La/Yb)N, etc.) of a number of trace elements that are indicators of rock composition in paleo-catchments. In this case, any statistically significant correlation between the alpha index values and the indicator ratios was considered to be a consequence of the control of the α index values by the rock composition in paleo-catchments, and vice versa. Results. For both relatively small (7–8 analyses) and medium (22 or more analyses) analytical datasets, quite different relationships were established between the αAl indices and the ratios of the elements – indicators of the composition of rocks that make up the paleo-catchments. Conclusions. Similar to many other exospheric lithogeochemical indicators, the use of α indices without analyzing the influence of various factors thereon does not provide correct information on the intensity of weathering

рифейвендЮжный УралСредний УралШкаповско-Шиханская впадинаглинистые породыαAl-индексыгеохимические индикаторы состава размывавшихся на палеоводосборах комплексов породRipheanVendianSouthern UralsMiddle UralsShkapovo-Shikhan depressionclay rocksαAlE indicesgeochemical indicators of the composition of rock complexes eroded in paleo-catchmentsИсследования выполнены в рамках темы государственного задания ИГГ УрО РАН (номер госрегистрации 123011800013-6)The research was supported by the State Contract No. 123011800013-6 of the Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RASReferencesАблизин Б.Д., Клюжина М.Л., Курбацкая Ф.А., Курбацкий А.М. (1982) Верхний рифей и венд западного склона Среднего Урала. М.: Наука, 140 с.Ablizin B.D., Klyuzhina M.L., Kurbatskaya F.A., Kurbatsky A.M. (1982) Upper Riphean and Vendian of the western slope of the Middle Urals. Moscow, Nauka Publ., 140 p. (In Russ.)Аксенов Е.М. (1998) История геологического развития Восточно-Европейской платформы в позднем протерозое. Дисс. ... д-ра геол.-мин. наук в форме науч. докл. СПб.: ИГГД РАН, 106 с.Aksenov E.M. (1998) History of geological development of the East European platform in the late Proterozoic. Dr. geol. and min. sci. diss. St.Petersburg, IGGD RAN, 106 p. (In Russ.)Анфимов Л.В. (1997) Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 290 с.Anfimov L.V. (1997) Lithogenesis in Riphean sedimentary strata of the Bashkir megaanticlinorium (South Urals). Ekaterinburg, UrO RAN, 290 p. (In Russ.)Белоконь Т.В., Горбачев В.И., Балашова М.М. (2001) Строение и нефтегазоносность рифейско-вендских отложений востока Русской платформы. Пермь: ИПК “Звезда”, 108 с.Belokon T.V., Gorbachev V.I., Balashova M.M. (2001) Structure and oil and gas potential of the Riphean-Vendian deposits in the east of the Russian platform. Perm, IPK “Zvezda” Publ., 108 p. (In Russ.)Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Крупенин М.Т., Ронкин Ю.Л. (2010) Осадочные системы сылвицкой серии (верхний венд Среднего Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 280 с.Bouchez J., Lupker M., Gaillardet J., France-Lanord C., Maurice L. (2011) How important is it to integrate riverine suspended sediment chemical composition with depth? Clues from Amazon River depth-profiles. Geochim. Cosmochim. Acta, 75, 6955-6970. https://doi.org/10.1016/j.gca.2011.08.038Интерпретация геохимических данных. (2001) (Отв. ред. Е.В. Скляров). М.: Интермет Инжиниринг, 288 с.Condie K.C. (1993) Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chem. Geol., 104, 1-37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-EЛагутенкова Н.С., Чепикова И.К. (1982) Верхнедокембрийские отложения Волго-Уральской области и перспективы их нефтегазоносности. М.: Наука, 110 с.Condie K.C., Wronkiewicz D.A. (1990) The Cr/Th ratio in Precambrian pelites from the Kaapvaal Craton as an index of craton evolution. Earth Planet. Sci. Lett., 97(3-4), 256-267. https://doi.org/10.1016/0012-821X(90)90046-ZМаслов А.В. (2005) Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 289 с.Cullers R.L. (1995) The control on the major and trace-element evolution of shales, siltstones and sandstones of Ordovician to Tertiary age in the Wet Mountains region, Colorado, U.S.A. Chem. Geol., 123(1-4), 107-131. https://doi.org/10.1016/0009-2541(95)00050-VМаслов А.В. (2012) Литогеохимия терригенных пород верхнего докембрия Волго-Уральской области. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 248 с.Cullers R.L. (2002) Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chem. Geol., 191(4), 305-327. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00133-XМаслов А.В. (2025) α Al E-индексы глинистых пород рифея Южного Урала и особенности выветривания (первая попытка анализа). Литосфера, 25(1), 96-113. https://doi.org/10.24930/2500-302X-2025-25-1-96-113Deng K., Yang S., Guo Y. (2022) A global temperature control of silicate weathering intensity. Nature communications, 13, 1781. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29415-0Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2023) Интенсивность химического выветривания в позднем докембрии: новые данные по стратотипу рифея (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 31(2), 109-124. https://doi.org/10.31857/S0869592X23020060Gaillardet J., Dupré B., Allègre C.J. (1999) Geochemistry of large river suspended sediments: Silicate weathering or recycling tracer? Geochim. Cosmochim. Acta, 63, 4037-4051. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00307-5Маслов А.В., Гареев Э.З., Крупенин М.Т., Демчук И.Г. (1999) Тонкая алюмосиликокластика в верхнедокембрийском разрезе Башкирского мегантиклинория (к реконструкции условий формирования). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 324 с.Garzanti E., Andò S., France-Lanord C., Galy V., Censi P., Vignola P. (2011) Mineralogical and chemical variabili ty of fluvial sediments. 2. Suspended-load silt (Ganga-Brahmaputra, Bangladesh). Earth Planet. Sci. Lett., 302, 107-120. https://doi.org/10.1086/719166Маслов А.В., Мельничук О.Ю., Мизенс Г.А., Титов Ю.В., Червяковская М.В. (2020) Реконструкция состава пород питающих провинций. Ст. 2. Лито и изотопно-геохимические подходы и методы. Лито сфера, 20(1), 40-62. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-1-40-62Garzanti E., Bayon G., Dinis P., Vermeesch P., Pastore G., Resentini A., Barbarano M., Ncube L., Van Niekerk H.J. (2022) The Segmented Zambezi Sedimentary System from Source to Sink. 2. Geochemistry, Clay Minerals, and Detrital Geochronology. J. Geology, 130, 171-208. https://doi.org/10.1086/719166Маслов А.В., Ножкин А.Д., Подковыров В.Н., Летникова Е.Ф., Туркина О.М., Гражданкин Д.В., Дмитриева Н.В., Ишерская М.В., Крупенин М.Т., Ронкин Ю.Л., Гареев Э.З., Вещева С.В., Лепихина О.П. (2008) Геохимия тонкозернистых терригенных пород верхнего докембрия Северной Евразии. Екатеринбург: УрО РАН, 274 с.Garzanti E., Padoan M., Setti M., López-Galindo A., Villa I.M. (2014) Provenance versus weathering control on the composition of tropical river mud (southern Africa). Chem. Geol., 366, 61-74. https://doi.org/10.1016/j.chem-geo.2013.12.016Нефтегазоносные и перспективные комплексы центральных и восточных областей Русской платформы. (1969) Т. I. Доордовикские отложения центральных и восточных областей Русской платформы. Л.: Недра, 168 с.Garzanti E., Padoan M., Setti M., Najman Y., Peruta L., Villa I.M. (2013) Weathering geochemistry and Sr-Nd fingerprints of equatorial upper Nile and Congo muds. Geochem. Geophys. Geosyst., 14(2), 292-316. https://doi.org/10.1002/ggge.20060Постникова И.Е. (1977) Верхний докембрий Русской плиты и его нефтеносность. М.: Недра, 222 с.Grazhdankin D.V., Maslov A.V., Krupenin M.T., Ronkin Yu.L. (2010) Sedimentary systems of the Sylvitsa series (Upper Vendian of the Middle Urals). Ekaterinburg, UrO RAN, 280 p. (In Russ.)Соловов А.П., Матвеев А.А. (1985) Геохимические методы поисков рудных месторождений. М.: МГУ, 232 с.Interpretation of geochemical data. (2001) (Ed. by E.V. Sklyarov). Moscow, Intermet Engineering, 288 p. (In Russ.)Стратотиприфея. Стратиграфия. Геохронология. (1983) (Отв. ред. Б.М. Келлер, Н.М. Чумаков). М.: Наука, 184 с.Lagutenkova N.S., Chepikova I.K. (1982) Upper Precambrian deposits of the Volga-Ural region and prospects for their oil and gas potential. Moscow, Nauka Publ., 110 p. (In Russ.)Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000) Основы литохимии. СПб.: Наука, 479 с.Maslov A.V. (2005) Sedimentary rocks: methods of studying and interpreting the obtained data. Ekaterinburg, UGGU, 289 p. (In Russ.)Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2015) Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. М.; Берлин: Директ Медиа, 724 с.Maslov A.V. (2012) Lithogeochemistry of terrigenous rocks of the Upper Precambrian of the Volga-Ural region. Ekaterinburg, RIO UrO RAN, 248 p. (In Russ.)Bouchez J., Lupker M., Gaillardet J., France-Lanord C., Maurice L. (2011) How important is it to integrate riverine suspended sediment chemical composition with depth? Clues from Amazon River depth-profiles. Geochim. Cosmochim. Acta, 75, 6955-6970. https://doi.org/10.1016/j.gca.2011.08.038Maslov A.V. (2025) α Al E-indices of Riphean clay rocks of the Southern Urals and weathering features (first attempt at analysis). Lithosphere (Russia), 25(1), 96-113. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/2500-302X-2025-25-1-96-113Condie K.C. (1993) Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from sur face samples and shales. Chem. Geol., 104, 1-37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-EMaslov A.V., Podkovyrov V.N. (2023) Intensity of chemical weathering in the Late Precambrian: new data on the Riphean stratotype (Southern Urals). Stratigr. Geol. Korrel., 31(2), 109-124. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/ S0869592X23020060Condie K.C., Wronkiewicz D.A. (1990) The Cr/Th ratio in Precambrian pelites from the Kaapvaal Craton as an index of craton evolution. Earth Planet. Sci. Lett., 97(3-4), 256-267. https://doi.org/10.1016/0012-821X(90)90046-ZMaslov A.V., Gareev E.Z., Krupenin M.T., Demchuk I.G. (1999) Fine-grained aluminosilicoclastics in the Upper Precambrian section of the Bashkir meganticlinori um (towards the reconstruction of formation conditions). Ekaterinburg, IGG UrO RAN, 324 p. (In Russ.)Cullers R.L. (1995) The control on the major and trace-element evolution of shales, siltstones and sandstones of Ordovician to Tertiary age in the Wet Mountains region, Colorado, U.S.A. Chem. Geol., 123(1-4), 107-131. https://doi.org/10.1016/0009-2541(95)00050-VMaslov A.V., Melnichuk O.Yu., Mizens G.A., Titov Yu.V., Chervyakovskaya M.V. (2020) Reconstruction of the composition of rocks of source provinces. Article 2. Litho and isotope-geochemical approaches and methods. Lithosphere (Russia), 20(1), 40-62. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-1-40-62Cullers R.L. (2002) Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueb lo, CO, USA. Chem. Geol., 191(4), 305-327. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00133-XMaslov A.V., Nozhkin A.D., Podkovyrov V.N., Letnikova E.F., Turkina O.M., Grazhdankin D.V., Dmitrieva N.V., Isherskaya M.V., Krupenin M.T., Ronkin Yu.L., Gareev E.Z., Veshcheva S.V., Lepikhina O.P. (2008) Geochemistry of fine-grained terrigenous rocks of the Upper Precambrian of Northern Eurasia. Ekaterinburg, UrO RAN, 274 p. (In Russ.)Deng K., Yang S., Guo Y. (2022) A global temperature con trol of silicate weathering intensity. Nature communications, 13, 1781. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29415-0McLennan S.M., Fryer B.J., Young G.M. (1979) The geochemistry of the carbonate-rich Espanola Formation (Huronian) with emphasis on the rare earth elements. Can. J. Earth Sci., 16, 230-239. https://doi.org/10.1139/e79-022Gaillardet J., Dupré B., Allègre C.J. (1999) Geochemistry of large river suspended sediments: Silicate weathering or recycling tracer? Geochim. Cosmochim. Acta, 63, 4037 4051. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00307-5McLennan S.M., Hemming S.R., McDaniel D.K., Hanson G.N. (1993) Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics. Processes controlling the composition of clastic sediments (Ed. by M.J. Johnsson, A. Basu). Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 284, 21-40. https://doi.org/10.1130/SPE284-p21Garzanti E., Andò S., France-Lanord C., Galy V., Censi P., Vignola P. (2011) Mineralogical and chemical variability of fluvial sediments. 2. Suspended-load silt (Ganga Brahmaputra, Bangladesh). Earth Planet. Sci. Lett., 302, 107-120. https://doi.org/10.1086/719166Oil and gas bearing and prospective complexes of the central and eastern regions of the Russian platform. (1969) V. I. Pre-Ordovician deposits of the central and eastern regions of the Russian platform. Leningrad, Nedra Publ., 168 p. (In Russ.)Garzanti E., Bayon G., Dinis P., Vermeesch P., Pastore G., Resentini A., Barbarano M., Ncube L., Van Niekerk H.J. (2022) The Segmented Zambezi Sedimentary System from Source to Sink. 2. Geochemistry, Clay Minerals, and Detrital Geochronology. J. Geology, 130, 171-208. https://doi.org/10.1086/719166Postnikova I.E. (1977) Upper Precambrian of the Russian Plate and its oil potential. Moscow, Nedra Publ., 222 p. (In Russ.)Garzanti E., Padoan M., Setti M., López-Galindo A., Vil la I.M. (2014) Provenance versus weathering control on the composition of tropical river mud (southern Af rica). Chem. Geol., 366, 61-74. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.12.016Riphean stratotype. Stratigraphy. Geochronology. (1983) (Ed. by B.M. Keller, N.M. Chumakov). Moscow, Nauka Publ., 184 p. (In Russ.)Garzanti E., Padoan M., Setti M., Najman Y., Peruta L., Vil la I.M. (2013) Weathering geochemistry and Sr-Nd fingerprints of equatorial upper Nile and Congo muds. Geo chem. Geophys. Geosyst., 14(2), 292-316. https://doi.org/10.1002/ggge.20060Rudnick R.L., Gao S. (2014) Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford, Elsevier, 1-51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6McLennan S.M., Fryer B.J., Young G.M. (1979) The geo chemistry of the carbonate-rich Espanola Formation (Huronian) with emphasis on the rare earth elements. Can. J. Earth Sci., 16, 230-239. https://doi.org/10.1139/e79-022Solovov A.P., Matveev A.A. (1985) Geochemical methods for searching for ore deposits. Moscow, MGU, 232 p. (In Russ.)McLennan S.M., Hemming S.R., McDaniel D.K., Han son G.N. (1993) Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics. Processes controlling the composition of clastic sediments (Ed. by M.J. Johnsson, A. Basu). Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 284, 21-40. https://doi.org/10.1130/SPE284-p21Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution: an Examination of the Geochemical Record Preserved in Sedimentary Rocks. Oxford, Blackwell, 312 p.Rudnick R.L., Gao S. (2014) Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford: Elsevier, 1-51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6Wronkiewicz D.J., Condie K.C. (1990) Geochemistry and mineralogy of sediments from the Ventersdorp and Transvaal Supergroups, South Africa: cratonic evolution during the early Proterozoic. Geochim. Cosmochim. Acta, 54(2), 343-354. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90323-DTaylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution: an Examination of the Geochemical Record Preserved in Sedimentary Rocks. Oxford: Blackwell, 312 p.Yudovich Ya.E., Ketris M.P. (2000) Fundamentals of lithochemistry. St.Petersburg, Nauka Publ., 479 p. (In Russ.)Wronkiewicz D.J., Condie K.C. (1990) Geochemistry and mineralogy of sediments from the Ventersdorp and Transvaal Supergroups, South Africa: cratonic evolution during the early Proterozoic. Geochim. Cosmochim. Acta, 54(2), 343-354. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90323-DYudovich Ya.E., Ketris M.P. (2015) Geochemical and mineralogical indicators of volcanic products in sedimentary strata. Moscow; Berlin, Direct-Media Publ., 724 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.