Геологическое положение и вещественный состав песчаников лиственной и марчетинской свит засурьинской серии Горного Алтая

Объект исследования. Песчаники лиственной и марчетинской свит засурьинской серии Горного Алтая. Цель. Реконструкция состава материнских пород и геодинамической позиции бассейна осадконакопления песчаников засурьинской серии. Материалы и методы. Исследовалось стратиграфическое положение граувакк в разрезах. Выполнены петрографические исследования, использованы концентрации породообразующих оксидов, полученных методом рентгенофлуоресцентного анализа. Проведена обработка и интерпретация полученных данных, построены классификационные диаграммы. Результаты. Описано геологическое положение песчаников лиственной (участок Молчаниха) и марчетинской (участок Марчета) свит, свидетельствующее об их принадлежности к аккреционному комплексу. Построены абрисы и вертикальные разрезы. По петрографическим и геохимическим данным песчаники соответствуют осадкам первого цикла седиментации – грауваккам. Среди материнских пород песчаников лиственной свиты преобладали гранитоиды и терригенные породы, второстепенные породы – вулканиты основного-среднего состава. Доминирующим материалом в области сноса для песчаников марчетинской свиты являлись вулканиты основного и среднего состава. Выводы. Интерпретация полученных геологических и геохимических данных показала, что граувакки лиственной и марчетинской свит образовались при разрушении внутриокеанической дуги, при этом песчаники лиственной свиты накапливались в задуговом бассейне, а песчаники марчетинской – в преддуговом.

1. Берзин Н.А., Колман Р.Г., Добрецов Н.Л., Зоненшайн Л.П., Чанг Э.З. (1994) Геодинамическая карта западной части Палеоазиатского океана. Геология и геофизика, 35(7-8), 8-28.

2. Буслов М.М. (1998) Террейновая тектоника и геодинамика складчатых областей мозаично-блокового типа (на примере Алтае-Саянского и Восточно-Казахстанского регионов). Автореф. дисс. … докт. геол.-мин. наук. Новосибирск, 44 с.

3. Буслов М.М., Ватанабе Т., Смирнова Л.В., Фудживара И., Ивата К., де Граве И., Семаков Н.Н., Травин А.В., Кирьянова А.П., Кох Д.А. (2003) Роль сдвигов в позднепалеозойско-раннемезозойской тектонике и геодинамике Алтае-Саянской и Восточно-Казахстанской складчатых областей. Геология и геофизика, 44(1-2), 49-75.

4. Буслов М.М., Сафонова И.Ю., Бобров В.А. (1999) Экзотический террейн позднекембрийско-раннеордовикской океанической коры в северо-западной части Горного Алтая (засурьинская свита): структурное положение и геохимия. Докл. АН, 368(5), 650-654.

5. Буслов М.М., Фудживара И., Сафонова И.Ю., Окада Ш., Семаков Н.Н. (2000) Строение и эволюция зоны сочленения террейнов Рудного и Горного Алтая. Геология и геофизика, 41(3), 383-397.

6. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. (1990) Тектоника литосферных плит территории СССР. Кн. 1. М.: Недра, 328 с.

7. Ивата К., Сенников Н.В., Буслов М.М., Обут О.Т., Шокальский С.П., Кузнецов С.А., Ермиков В.Д. (1997) Позднекембрийско-раннеордовикский возраст базальтово-кремнисто-терригенной засурьинской свиты. Геология и геофизика, 38(9), 1427-1444.

8. Крутикова А.К., Сафонова И.Ю., Перфилова А.А., Обут О.Т., Савинский И.А. (2023) Цирконометрия и вещественный состав граувакковых песчаников Засурьинского аккреционного комплекса северозападного Алтая. Строение литосферы и геодинамика. Мат-лы XXX Всерос. молодежн. конф. Иркутск: Ин-т земной коры СО РАН, 125-126.

9. Перфилова А.А., Сафонова И.Ю., Гурова А.В., Котлер П.Д., Савинский И.А. (2022а) Тектонические обстановки образования вулканических и осадочных пород Итмурундинской зоны Центрального Казахстана. Геодинамика и тектонофизика, 13(1), 0572.

10. Перфилова А.А., Сафонова И.Ю., Дегтярев Е.К., Савинский И.А., Котлер П.Д., Хасен Б.П. (2022б) Состав и источники сноса силурийских терригенных пород обрамления Тектурмасской офиолитовой зоны (Центральный Казахстан). Докл. РАН. Науки о Земле, 505(1), 11-17.

11. Сафонова И.Ю. (2020) Внутриплитные океанические базальты из аккреционных комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса и Западной Пацифики. Дисс. … докт. геол.-мин. наук. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 444 с.

12. Сафонова И.Ю., Ханчук А.И. (2021) Субдукционная эрозия на конвергентных окраинах тихоокеанского типа. Тихоокеан. геол., 40(6), 3-19.

13. Сенников Н.В., Ивата К., Ермиков В.Д., Обут О.Т., Хлебникова Т.В. (2003) Океанические обстановки седиментации и фаунистические сообщества в палеозое южного обрамления Западно-Сибирской плиты. Геология и геофизика, 44(1-2), 156-171.

14. Сенников Н.В., Обут О.Т., Буколова Е.В., Толмачева Т.Ю. (2011) Литолого-фациальная и биоиндикаторная оценка глубины формирования раннепалеозойских осадочных бассейнов Палеоазиатского океана. Геология и геофизика, 52(10), 1488-1516.

15. Сенников Н.В., Обут О.Т., Изох Н.Г., Киприянова Т.П., Лыкова Е.В., Толмачева Т.Ю., Хабибулина Р.А. (2018) Региональная стратиграфическая схема ордовикских отложений западной части Алтае-Саянской складчатой области (новая версия). Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири, (7), 15-53.

16. Сенников Н.В., Обут О.Т., Хлебникова Т.В., Ивата К., Ермаков В.Д. (2001) Строение и возраст вулканогеннокремнисто-терригенной засурьинской свиты в центральной части Горного Алтая (Ануйско-Чуйская зона, р. Марчета). Новосибирск: Изд-во ИГиЛ СО РАН, 145-151.

17. Сенников Н.В., Толмачева Т.Ю., Обут О.Т., Изох Н.Г., Лыкова Е.В. (2015) Зональное расчленение ордовикских отложений Сибири по пелагическим группам фауны. Геология и геофизика, 56(4), 761-781.

18. Тихонов В.И. (1956) К стратиграфии “Ануйско-Чуйской” и “Зелено-фиолетовой” формаций Причарышского Алтая. Тр. ВАГТ, (2), 34-45.

19. Шутов В.Д. (1967) Классификация песчаников. Литология и полез. ископаемые, (5), 86-102.

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

21. Bhatia M.R. (1983) Plate Tectonics and Geochemical Composition of Sandstone. J. Geol., 91, 611-627.

22. Bhatia M.R., Crook K.A.W. (1986) Trace elements characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contrib. Mineral. Petrol., 92, 181-193.

23. Buslov M.M., Saphonova I.Yu., Watanabe T., Obut O.T., Fujiwara Y., Iwata K., Semakov N.N., Sugai Y., Smirnova L.V., Kazansky A.Yu. (2001) Evolution of the Paleo-Asian Ocean (Altai−Sayan Region, Central Asia) and collision of possible Gondwana-derived terranes with the southern marginal part of the Siberian continent. Geosci. J., 5, 203-224.

24. Cox R., Lowe D.R. (1995) A conceptual review of regionalscale controls on the composition of clastic sediment and the co-evolution of continental blocks and their sedimentary cover. Sediment. Res., (1), 1-12.

25. Dickinson W.R., Beard L.S., Brakenridge G.R., Erjavec J.L., Ferguson R.C., Inman K.F., Knepp R.A., Lindberg F.A., Ryberg P.T. (1983) Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting. Geol. Soc. Amer. Bull., 94, 222-235.

26. Dickinson W.R., Suczek C.A. (1979) Plate Tectonics Sandstone Compositions. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull., 63, 2164-2182.

27. Dobretsov N.L., Berzin N.A., Buslov M.M. (1995) Opening and tectonic evolution of the Paleo-Asian Ocean. Int. Geol. Rev., 37, 335-360.

28. Dobretsov N.L., Buslov M.M., Vernikovsky V.A. (2003) Neoproterozoic to Early Ordovician evolution of the Paleo-Asian Ocean: implications to the break-up of Rodinia. Gondw. Res., 6, 143-159.

29. Garzanti E. (2019) Petrographic classification of sand and sandstone. Earth-Sci. Rev., 192, 545-563.

30. Gulick S.P.S., Bangs N.L.B., Shipley T.H., Nakamura Y., Moore G., Kuramoto S. (2004) Three-dimensional architecture of the Nankai accretionary prismʼs imbricate thrust zone off Cape Muroto, Japan: Prism reconstruction via en echelon thrust propagation. J. Geophys. Res., 109, B02105.

31. Ingersoll R.V., Bullard T.F., Ford R.L., Pickle J.D., Sares S.W. (1984) The effect of grain size on detrital modes: A test of the Gazzi-Dickinson point-counting method. J. Sediment. Petrol., 54(1), 103-116.

32. Isozaki Y., Maruyama S., Fukuoka F. (1990) Accreted oceanic materials in Japan. Tectonophysics, 181, 179-205.

33. Kemkin I.V., Khanchuk A.I., Kemkina R.A. (2016) Accretionary prisms of the Sikhote-Alin Orogenic Belt: Composition, structure and significance for reconstruction of the geodynamic evolution of the eastern Asian margin. J. Geodyn., 102, 202-230.

34. Konopelko D., Safonova I., Perfilova A., Biske Y., Mirkamalov R., Divaev F., Kotler P., Obut O., Wang B., Sun M., Soloshenko N. (2021) Detrital zircon U-Pb-Hf isotopes and whole-rock geochemistry of Ediacaran – Silurian clastic sediments of the Uzbek Tienshan: Sources and tectonic implications. Int. Geol. Rev., 64, 3005- 3027.

35. Kröner A., Kovach V., Belousova E., Hegner E., Armstrong R., Dolgopolova A., Seltmann R., Alexeiev D.V., Hofmann J.E., Wong J., Sun M., Cai K., Wang T., Tong Y., Wilde S.A., Degtyarev K.E., Rytsk E. (2014) Reassessment of continental growth during the accretionary history of the Central Asian Orogenic Belt. Gondw. Res., 25, 103-125.

36. Kruk N.N., Kuibida Ya.V., Shokalsky S.P., Kiselev V.I., Gusev N.I. (2017) Late Cambrian – Early Ordovician turbidites of the Gorny Altai (Russia): Compositions, sources, deposition settings, and tectonic implications. J. Asian Earth Sci., 159, 209-232.

37. Kuramoto S., Taira A., Bangs N.L., Shipley T.H., Moore G.F. (2000) Seismogenic zone in the Nankai accretionary wedge general summary of Japan – U.S. collaborative 3-D seismic investigation. J. Geogr., 109, 531- 539.

38. Kusky T., Windley B., Safonova I., Wakita K., Wakabayashi J., Polat A., Santosh M. (2013) Recognition of Ocean Plate Stratigraphy in accretionary orogens through Earth history: A record of 3.8 billion years of sea floor spreading, subduction, and accretion. Gondw. Res., 24, 501- 547.

39. Maruyama S., Kawai T., Windley B.F. (2010) Ocean plate stratigraphy and its imbrication in an accretionary orogen: The Mona complex, Anglesey-Lleyn, Wales, UK. Geol. Soc., Lond., Spec. Publ., 338, 55-75.

40. Nesbitt H.W., Young G.M. (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 299, 715-717.

41. Obut O.T. (2023) Early Paleozoic plankton evolution in the Paleo-Asian Ocean: Insights from new and reviewed fossil records from the Gorny Altai, West Siberia. Paleontol. Res., 27(1), 3-13. https://doi.org/10.2517/PR210035

42. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R. (1972) Sand and sandstone. Berlin, Heidelberg, N. Y.: Springer, 553 p.

43. Safonova I. (2014) The Russian-Kazakh Altai orogen: An overview and main debatable issues. Geosci. Front., 5, 537-552.

44. Safonova I., Maruyama S., Kojima S., Komiya T., Krivonogov S., Koshida K. (2016) Recognizing OIB and MORB in accretionary complexes: A new approach based on ocean plate stratigraphy, petrology, and geochemistry. Gondw. Res., 33, 92-114.

45. Safonova I., Perfilova A., Obut O., Kotler P., Aoki S., Komiya T., Wang B., Sun M. (2021) Traces of intra-oceanic arcs recorded in sandstones of eastern Kazakhstan: Implications from U-Pb detrital zircon ages, geochemistry, and Nd-Hf isotopes. Int. J. Earth Sci., 111(8), 2449- 2468.

46. Safonova I., Perfilova A., Savinskiy I., Kotler P., Sun M., Wang B. (2022) Sandstones of the Itmurundy accretionary complex, central Kazakhstan, as archives of arc magmatism and subduction erosion: Evidence from U-Pb zircon ages, geochemistry and Hf-Nd isotopes. Gondw. Res., 111, 35-52.

47. Safonova I., Santosh M. (2014) Accretionary complexes in the Asia-Pacific region: Tracing archives of ocean plate stratigraphy and tracking mantle plumes. Gondw. Res., 25, 126-158.

48. Safonova I.Y. (2009) Intraplate magmatism and oceanic plate stratigraphy of the Paleo-Asian and Paleo-Pacific Oceans from 600 to 140 Ma. Ore Geol. Rev., 35, 137- 154.

49. Safonova I.Y., Buslov M.M., Iwata K., Kokh D.A. (2004) Fragments of Vendian-Early Carboniferous oceanic crust of the Paleo-Asian Ocean in foldbelts of the Altai-Sayan region of Central Asia: Geochemistry, biostratigraphy and structural setting. Gondw. Res., 7, 771-790.

50. Safonova I.Y., Sennikov N.V., Komiya T., Bychkova Y.V., Kurganskaya E.V. (2011) Geochemical diversity in oceanic basalts hosted by the Zasurʼya accretionary complex, NW Russian Altai, Central Asia: Implications from trace elements and Nd isotopes. J. Asian Earth Sci., 42(3), 191-207.

51. Tatsumi Y. (2005) The subduction factory: How it operates in the evolving Earth. Geol. Soc. Amer. Today, 15(7), 4-10.

52. Wakita K. (2012) Mappable features of mélanges derived from Ocean Plate Stratigraphy, in the Jurassic accretionary complexes of Mino and Chichibu terranes, Southwest Japan. Tectonophysics, 568-569, 74-85. Wakita K., Metcalfe I. (2005) Ocean Plate Stratigraphy in East and Southeast Asia. J. Asia Earth Sci., 24, 679-702.

53. Weltje G.J. (2002) Quantitative analysis of detrital modes: Statistically rigorous confidence regions in ternary diagrams and their use in sedimentary petrology. Earth-Sci. Rev., 57(3-4), 211-253.

54. Windley B.F., Alexeiev D., Xiao W., Kröner A., Badarch G. (2007) Tectonic models for accretion of the Central Asian Orogenic Belt. J Geol. Soc. Lond., 164, 31-47.