Preview

Литосфера

Расширенный поиск

Реконструкция состава пород питающих провинций. Статья 2. Лито- и изотопно-геохимические подходы и методы

https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-1-40-62

Полный текст:

Аннотация

Объект исследований. Рассмотрены особенности применения лито- и изотопно-геохимических данных для целей реконструкции состава пород питающих провинций.

Материалы и методы. В качестве основных инструментов использованы анализ соотношений некоторых породообразующих оксидов, разнообразных отношений индикаторных элементов-примесей, а также исследование спектров распределения редкоземельных элементов. В качестве материала, иллюстрирующего особенности применения перечисленных выше и ряда других подходов, выступают данные о валовом химическом составе песчаников и глинистых пород бирьянской подсвиты зильмердакской свиты верхнего рифея и басинской свиты верхнего венда Южного Урала, кодинской и устькодинской свит верхнего девона Среднего Урала, а также сортымской свиты нижнего мела Большехетской впадины Западно-Сибирского осадочного мегабассейна.

Результаты. Показано, что подавляющее большинство рассмотренных в данной работе парных и треугольных диаграмм позволяет сделать согласующиеся между собой и не противоречащие общим геологическим представлениям выводы о составе пород-источников слагающего их материала. Эти выводы подкрепляют представления, получаемые в результате минералого-петрографического исследования песчаников.

Об авторах

А. В. Маслов
Институт геологии и геохимии, УрО РАН; Институт геологии, Уфимский федеральный исследовательский центр, РАН
Россия

620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15; 450077, Уфа, ул. К. Маркса, 16/2



О. Ю. Мельничук
Институт геологии и геохимии, УрО РАН
Россия

620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



Г. А. Мизенс
Институт геологии и геохимии, УрО РАН
Россия

620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



Ю. В. Титов
Филиал ООО “ЛУКОИЛ-Инжиниринг” “КогалымНИПИнефть” в г. Тюмени
Россия

628481, Когалым, ул. Центральная, 19/17



М. В. Червяковская
Институт геологии и геохимии, УрО РАН
Россия

620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



Список литературы

1. Геосинклинальный литогенез на границе континентокеан (1987). М.: Наука, 177 с.

2. Интерпретация геохимических данных. (2001) (Отв. ред. Е.В. Скляров). М.: Интермет Инжиниринг, 288 с. Кузнецов В.Г (2011) Литология. Основы общей (теоретической) литологии. Учебное пособие для вузов. М.: Науч. мир, 360 с.

3. Кузнецов Н.Б., Романюк Т.В., Шацилло А.В., Орлов С.Ю., Голованова И.В., Данукалов К.Н., Ипатьева И.С. (2012) Первые результаты массового U-Pb-изотопного датирования (LA-ICP-MS) детритных цирконов из ашинской серии Южного Урала - палеогеографический и палеотектонический аспекты. Докл. АН, 447(1), 73-79.

4. Литогеохимия терригенных ассоциаций южных впадин Предуральского прогиба. (2015) Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 308 с.

5. Маслов А.В. (2005) Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 289 с.

6. Маслов А.В., Мельничук О.Ю., Мизенс Г.А., Титов Ю.В. (2019а) Реконструкция состава пород питающих провинций. Минералого-петрографические подходы и методы. Литосфера, 19(6), 813-839. DOI: 10.24930/1681-9004-2019-19-6-834-860

7. Маслов А.В., Мизенс Г.А., Крупенин М.Т. (2012) Литохимические собенности песчаников Предуральского прогиба. Вестник Пермского университета. Геология, (3), 33-46.

8. Маслов А.В., Червяковская М.В., Гареев Э.З., Ковалев С.Г., Подковыров В.Н. (2019б) Верхний докембрий Южного Урала: эволюция источников сноса по данным исследования обломочных цирконов и Sm-Nd систематики глинистых пород. Этапы формирования и развития протерозойской земной коры: стратиграфия, метаморфизм, магматизм, геодинамика. Материалы VI Российской конференции по проблемам геологии и геодинамики докембрия. СПб.: ИГГД РАН, “Свое издательство”, 140-141.

9. Мигдисов А.А., Балашов Ю.А. Шарков И.В., Шерстен-ников О.Г., Ронов А.Б. (1994) Распространенность редкоземельных элементов в главных литологических типах пород осадочного чехла Русской платформы. Геохимия, (6), 789-803.

10. Мизенс Г.А., Маслов А.В. (2014) Глинистые породы молассовой формации южноуральского сегмента Предуральского прогиба: литогеохимия, состав пород источников сноса и палеотектонические реконструкции. Геохимия, (11), 1025-1042. DOI: 0.7868/S0016752514110053

11. Петтиджон Ф.Дж. (1981) Осадочные породы. М.: Недра, 751 с.

12. Петтиджон Ф.Дж., Поттер П., Сивер Р. (1976) Пески и песчаники. М.: Мир, 536 с.

13. Подковыров В.Н., Ковач В.П., Котова Л.Н. (2002) Глинистые отложения сибирского гипостратотипа рифея и венда: химический состав, Sm-Nd систематика источников и этапы формирования. Литология и полез. ископаемые, (4), 397-418.

14. Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Горохов И.М., Константинова Г.В., Мельников Н.Н., Подковыров В.Н., Кутявин Э.П. (2002) Низкое отношение 87Sr/86Sr в гренвильском и пост-гренвильском палеоокеане: определяющие факторы. Стратиграфия. Геол. корреляция, 10(1), 3-46.

15. Фазлиахметов А.М. (2011а) Состав, строение и условия формирования вулканогенно-осадочных отложений улутауской свиты (Южный Урал). Дис. ... канд. геол.-мин. наук. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 162 с.

16. Фазлиахметов А.М. (2011б) Состав вулканогенно-обломочных пород улутауской свиты Южного Урала и особенности его формирования. Концептуальные проблемы литологических исследований в России. Материалы 6-го Всероссийского литологического совещания. Казань: КФУ, 375.

17. Холодов В.Н. (1989) Соотношение осадконакопления и магматизма в докембрии. Литология и полез. ископаемые, (3), 3-26.

18. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000) Основы литохимии. СПб.: Наука, 479 с.

19. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2011) Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 742 с.

20. Barovich K.M., Foden J. (2000) A Neorpoterozoic flood basalt province in southern-central Australia: geochemical and Nd isotope evidence from basin fill. Prec. Res., 100(1-3), 213-234. DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-9268(99)00075-3

21. Bavinton O.A. (1981) The nature of sulfidic metasediments at Kambalda and their broad relationships with associated ultramafic rocks and nickel ores. Econ. Geol, 76(6), 1606-1628. DOI: https://doi.org/10.2113/gsecon-geo.76.6.1606

22. Bhat M.I., Ghosh S.K. (2001) Geochemistry of the 2.51 Ga old Rampur group pelites, western Himalayas: implications for their provenance and weathering. Prec. res., 108, 1-16. https://doi.org/10.1016/S0301-9268(00)00139-X

23. Braccialli L., Marroni M., Pandolfi L., Rocchi S. (2007) Geochemistry and petrography of Western Tethys Cretaceous sedimentary covers (Corsica and Northern Apennines): from source areas to configuration of margins. Sedimentary Provenance and Petrogenesis: Perspectives from Petrography and Geochemistry (Eds J. Arrib-as, S. Critelli, M.J. Johnsson). Geol. Soc. Am. Spec. Pap., 420, 73-93. DOI: https://doi.org/10.n30/2006.2420C06)

24. Condie K.C. (1993) Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chem. Geol., 104(1-4), 1-37. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E

25. 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. DOI: https://doi.org/10.1016/0012-821X(90)90046-Z

26. Cullers R.L. (2002) Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamor-phic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chem. Geol, 191(4), 305-327. DOI: https://doi. org/10.1016/S0009-2541(02)00133-X

27. 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. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2541(95)00050-V

28. Cullers R.L., Podkovyrov V.N. (2002) The source and origin of terrigenous sedimentary rocks in the Mesoproterozoic Ui group, southeastern Russia. Prec. Res., 117(3-4), 157-183. DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-9268(02)00079-7

29. Dobson D.M., Dickens G.R., Rea D.K. (2001) Terrigenous sediment on Ceara Rise: a Cenozoic record of South American orogeny and erosion. Palaeogeogr. Palaeo-climat. Palaeoecol., 165(3-4), 215-229. DOI: https://doi. org/10.1016/S0031-0182(00)00161-9

30. Fedo C.M., Young G.M., Nesbitt H.W. (1997) Paleoclimatic control on the composition of the Paleoproterozoic Serpent Formation, Huronian Supergroup, Canada: a greenhouse to icehouse transition. Prec. Res, 86, 201-223. htt-ps://doi.org/10.1016/S0301-9268(97)00049-1

31. Floyd P.A., Leveridge B.E. (1987) Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbidit-ic sandstones. J. Geol. Soc. (London), 144(4), 531-542. DOI: https://doi.org/10.1144/gsjgs.144.4.0531

32. Gallet S., Jahn B.-M., Lanoe B.V.V., Dia A., Rossello E. (1998) Loess geochemistry and its implications for particle origin and composition of the upper continental crust. Earth Planet. Sci. Lett., 156(3-4), 157-172. DOI: https://doi.org/10.1016/S0012-821X(97)00218-5

33. Garver J.I., Royce P.R., Smick T.A. (1996) Chromium and nickel in shale of the Taconic foreland: a case study for the provenance of fine-grained sediments with an ultramafic source. J. Sed. Res., 66(1), 100-106. DOI: https://doi. org/10.1306/D42682C5-2B26-11D7-8648000102C1865D

34. Geochemistry of Sediments and Sedimentary Rocks: Evolutionary Considerations to Mineral Deposit-Forming Environments. (2003) (Ed. D.R. Lentz) Geological Association of Canada, GeoText 4, 184 p.

35. Goldstein S.J., Jacobsen S.B. (1988) Rare earth elements in river waters. Earth Planet. Sci. Lett., 89(1), 35-47. DOI: https://doi.org/10.1016/0012-821X(88)90031-3

36. Gromet L.P., Dymek R.F., Haskin L.A., Korotev R.L. (1984) The “North American shale composite”: Its compilation, major and trace element characteristics. Geochim. Cosmochim. Acta, 48(12), 2469-2482. DOI: https://doi. org/10.1016/0016-7037(84)90298-9

37. Halverson G.P., Wade B.P., Hurtgen M.T., Barovich K.M. (2010) Neoproterozoic chemostratigraphy. Prec. Res., 182(4), 337-350. DOI: https://doi.org/10.1016/j.precam-res.2010.04.007

38. Haskin L.A., Wildeman T.R., Frey F.A., Collins K.A., Keedy C.R., Haskin M.A. (1966) Rare earths in sediments. J. Geophys. Res., 71(24), 6091-6105. DOI: https:// doi.org/10.1029/JZ071i024p06091

39. Haskin M.A., Haskin L.A. (1966) Rare earths in European shales: a redetermination. Science, 154(3748), 507-509. DOI: 10.1126/science.154.3748.507

40. Hayashi K.-I., Fujisawa H., Holland H.D., Ohmoto H. (1997) Geochemistry of ~1.9 Ga sedimentary rocks from northeastern Labrador, Canada. Geochim. Cosmochim. Acta, 61(19), 4115-4137. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(97)00214-7

41. Jahn B.-M., Gallet S., Han J.M. (2001) Geochemistry of the Xining, Xifeng and Jixian sections, Loess Plateau of China: eolian dust provenance and paleosol evolution during the last 140 ka. Chem. Geol, 178(1-4), 71-94. DOI: https:// doi.org/10.1016/S0009-2541(00)00430-7

42. Kamber B.S., Greig A., Collerson R.D. (2005) A new estimate for the composition of weathered young upper continental crust from alluvial sediments, Queensland, Australia. Geochim. Cosmochim. Acta, 69(4), 1041-1058. DOI: https://doi.org/10.1016Cj.gca.2004.08.020

43. Li X., McCulloch M.T. (1996) Secular variation in the Nd isotopic composition of Neoproterozoic sediments from the southern margin of the Yangtze Block: evidence for a Proterozoic continental collision in southeast China. Prec. Res., 76(1-2), 67-76. DOI: https://doi. org/10.1016/0301-9268(95)00024-0

44. Li Z.X., Li X.H., Kinny P.D., Wang J., Zhang S., Zhou H. (2003) Geochronology of Neoproterozoic synrift mag-matism in the Yangtze Craton, South China and correlations with other continents: evidence for a mantle superplume that broke up Rodinia. Prec. Res., 122(1-4), 85-109. DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-9268(02)00208-5

45. Martin H. (1986) Effect of steeper Archean geothermal gradients on geochemistry of subduction-zone magmas. Geology, 14(9), 753-756. DOI: https://doi.org/10.1130/0091-7613(1986)14<753:EOSAGG>2.0.CO;2

46. McLennan S.M. (1989) Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes. Geochemistry and mineralogy of rare earth elements (Eds B.R. Lipin, G.A. McKay). Rev. Mineral. Ge-ochem., 21(1), 169-200.

47. McLennan 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 (Eds M.J. Johnsson, A. Basu). Geol. Soc. Am. Spec. Pap., 284, 21-40. DOI: https://doi.org/10.1130/SPE284-p21

48. McLennan S.M., Taylor S.R. (1991) Sedimentary rocks and crustal evolution: tectonic setting and secular trends. J. Geol., 99(1), 1-21. DOI: https://wwwjstor.org/sta-ble/30068762

49. McLennan S.M., Taylor S.R., McCulloch M.T., Maynard J.B. (1990) Geochemical and Nd-Sr isotopic composition of deep-sea turbidites: crustal evolution and plate tectonic associations. Geochim. Cosmochim. Acta, 54(7), 2015-2050. DOI: https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90269-Q

50. Michard A., Gurriet P., Soudant M., Albarede F. (1985) Nd isotopes in French Phanerozoic shales: external vs. in-

51. ternal aspects of crust evolution. Geochim. Cosmochim. Acta, 49(2), 601-610. DOI: https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90051-1

52. Negrel P., Sadeghi M., Ladenberger A., Reimann C., Birke M., GEMAS Project Team. (2015) Geochemical fingerprinting and source discrimination of agricultural soils at continental scale. Chem. Geol., 396(9), 1-15. DOI: htt-ps://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2014.12.004

53. Nesbitt H.W. (1979) Mobility and fractionation of rare elements during weathering of a granodiorite. Nature, 279, 206-210. DOI: 10.1038/279206a0

54. Plank T., Langmuir C.H. (1998) The chemical composition of subducting sediment and its consequences for the crust and mantle. Chem. Geol., 145(3-4), 325-394. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-2541(97)00150-2

55. Rollinson H.R. (1994) Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Essex: London Group UK Ltd., 352 p.

56. Roser B.P., Korsch R. J. (1988) Provenance signatures of sandstone-mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chem. Geol., 67(1-2), 119-139. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2541(88)90010-1

57. Shacklette H.T., Boerngen J.G. (1984) Element concentrations in soils and other surficial materials of the conterminous United States: an account of the concentrations of 50 chemical elements of soils and other regoliths. U.S. Geol. Sur. Prof. Pap., 1270, 105 p.

58. Taylor S.R., McLennan S.M. (1995) The chemical evolution of the continental crust. Rev. Geoph., 33(2), 241-265. DOI: https://doi.org/10.1029/95RG00262

59. Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continintal Crust: Its composition and evolution. Oxford: Blackwell, 312 p.

60. Viers J., Dupre B., Gaillardet J. (2009) Chemical composition of suspended sediments in World Rivers: new insights from a new database. Sci. Total Environ., 407(2), 853868. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.09.053

61. Winchester J.A., Floyd P.A. (1977) Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chem. Geol., 20, 325343. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2541(77)90057-2

62. 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. DOI: https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90323-D


Для цитирования:


Маслов А.В., Мельничук О.Ю., Мизенс Г.А., Титов Ю.В., Червяковская М.В. Реконструкция состава пород питающих провинций. Статья 2. Лито- и изотопно-геохимические подходы и методы. Литосфера. 2020;20(1):40-62. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-1-40-62

For citation:


Maslov A.V., Melnichuk O.Y., Mizens G.A., Titov Y.V., Chervyakovskaya M.V. Provenance reconstructions. Article 2. Litho- and isotope-geochemical approaches and methods. LITHOSPHERE (Russia). 2020;20(1):40-62. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-1-40-62

Просмотров: 104


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1681-9004 (Print)
ISSN 2500-302X (Online)