α^AlE индексы глинистых пород рифея Южного Урала и особенности выветривания (первая попытка анализа)

Объект исследований – глинистые породы (глинистые алевролиты, глинистые сланцы и аргиллиты) нижнего, среднего и верхнего рифея Башкирского мегантиклинория Южного Урала (стратотип рифея).

Метод исследований. По валовому химическому составу (основные породообразующие оксиды и некоторые редкие и рассеянные элементы) для глинистых пород рассчитаны величины α^AlE, позволяющие судить об интенсивности выветривания материнских пород на водосборах. Выполнено сопоставление значений α^AlE, характерных для илов и взвеси современных рек Южной Африки, Северной Евразии и Северной Америки, а также глинистых пород ряда свит рифея Южного Урала.

Результаты. Установлено, что кривые α^AlЕ для глинистых пород различных свит рифея Южного Урала в существенной степени похожи друг на друга. Для них характерны умеренные величины α^AlNa, достаточно высокие α^AlСa и α^AlSr и преимущественно низкие значения ряда других α^AlЕ. Для глинистых пород большинства стратиграфических уровней стратотипа рифея α^AlNaср близки или сопоставимы с теми, что свойсвенны взвеси рек умеренного климата. Средние величины α^AlК в глинистых сланцах также сопоставимы с величинами данного параметра, рассчитанными нами для взвеси рек умеренного климата, например Лены или Гудзона. Илы рек Южной Африки обладают, напротив, несколько более высокими α^AlК. В то же время глинистые сланцы стратотипа рифея обладают несколько более высокими α^AlВаср, нежели илы рек Южной Африки или взвесь рек умеренного климатического пояса Северной Евразии или Северной Америки.

Выводы. “Прямое” сопоставление рядов подвижности α^AlЕ для глинистых пород стратотипа рифея и таковых для илов и взвеси ряда рек Южной Африки, Северной Евразии и Северной Америки позволяет высказать предположение, что для эпох накопления терригенных отложений рифея Южного Урала был характерен климат, напоминавший современный умеренный климат северного полушария.

1. Акимова Г.Н. (1967) Косая слоистость в породах зильмердакской свиты на Южном Урале. Материалы по стратиграфии и тектонике Урала. Л.: ВСЕГЕИ, 36-65.

2. Анфимов Л.В. (1997) Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 288 с.

3. Гареев Э.З. (1988) Геохимические особенности и условия осадконакопления отложений инзерской свиты в стратотипическом разрезе на Южном Урале. Верхний докембрий Южного Урала и востока Русской плиты. Уфа: БФАН СССР, 29-35.

4. Гареев Э.З. (1989) Геохимия осадочных пород стратотипического разреза рифея. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М.: ГЕОХИ РАН, 24 с.

5. Гареев Э.З. (1987) Условия формирования зильмердакских отложений по геохимическим данным на примере стратотипического разреза по р. Малый Инзер (Южный Урал). Геохимия осадочных формаций Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 29-36.

6. Горохов И.М., Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Аракелянц М.М., Ковач В.П., Константинова Г.В., Турченко Т.Л., Васильева И.М. (2019) Изотопная систематика и возраст аутигенных минералов в аргиллитах инзерской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 27(2), 3-30. https://doi.org/10.31857/S0869-592X2723-30

7. Зайцева Т.С., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Мельников Н.Н., Аракелянц М.М., Яковлева О.В. (2008) Мессбауэровские характеристики, минералогия и изотопный возраст (Rb-Sr, K-Ar) верхнерифейских глауконитов укской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 16(3), 3-25.

8. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Горожанин В.М., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Константинова Г.В. (2019) Основание венда на Южном Урале: Rb-Sr возраст глауконитов бакеевской свиты. Стратиграфия. Геол. корреляция, 27(5), 82-96. https://doi.org/10.31857/S0869-592X27582-96

9. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Сергеева Н.Д., Адамская Е.В., Плоткина Ю.В. (2022) U-Th-Pb-возраст детритового циркона из оолитовых известняков укской свиты: следы гренвильских источников сноса в позднем рифее Южного Урала. Докл. РАН. Науки о Земле, 503(2), 90-96. https://doi.org/10.31857/S2686739722040193

10. Карпова Г.В., Тимофеева З.В. (1975) Литогенез и стадии изменения рифейских отложений Южного Урала. Литология и полез. ископаемые, (2), 45-55.

11. Карта докембрийских формаций Русской платформы и ее складчатого обрамления (со снятыми фанерозойскими отложениями) (1983) Масштаб 1 : 2 500 000. Объясн. зап. Л.: ВСЕГЕИ, 172 с.

12. Келлер Б.М., Вейс А.Ф., Горожанин В.М. (1984) Толпаровский разрез верхнего докембрия (Южный Урал). Изв. АН СССР. Сер. геол., (9), 119-124.

13. Ковалев С.Г., Маслов А.В., Ковалев С.С., Высоцкий С.И. (2019) Sm-Nd-возраст пикритов Лысогорского комплекса (Южный Урал): свидетельства инициального среднерифейского магматизма. Докл. АН, 488(1), 595-598. https://doi.org/10.31857/S0869-5652488158-61

14. Козлов В.И. (1982) Верхний рифей и венд Южного Урала. М.: Наука, 128 с.

15. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Бушарина С.В., Сергеева Н.Д., Падерин И.П. (2013а) Цирконовая геохронология машакских вулканитов и проблема возраста границы нижний–средний рифей (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 21(5), 3-20. https://doi.org/10.7868/S0869592X13050050

16. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д., Бушарина С.В., Лепехина Е.Н. (2013б) Цирконология навышских вулканитов айской свиты и проблема возраста нижней границы рифея на Южном Урале. Докл. АН, 448(4), 437-442. https://doi.org/10.7868/S086956521304021X

17. Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Горохов И.М., Каурова О.К., Крупенин М.Т., Маслов А.В. (2003) Srизотопная характеристика и Pb-Pb возраст известняков бакальской свиты (типовой разрез нижнего рифея, Южный Урал). Докл. АН, 391(6), 794-798.

18. Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Семихатов М.А., Горохов И.М., Каурова О.К., Крупенин М.Т., Васильева И.М., Гороховский Б.М., Маслов А.В. (2008) Sr изотопная характеристика и Pb-Pb возраст карбонатных пород саткинской свиты, нижнерифейская бурзянская серия Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 16(2), 16-34.

19. Крупенин М.Т., Ларионов Н.Н., Гуляева Т.Я., Демчук И.Г. (2002) Новые данные об особенностях седиментации в бассейнах авзянского времени среднего рифея. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 149, 43-49.

20. Маслов А.В. (1988) Литология верхнерифейских отложений Башкирского мегантиклинория. М.: Наука, 133 с.

21. Маслов А.В. (2019) К реконструкции категорий рек, сформировавших выполнение осадочных бассейнов рифея в области сочленения Восточно-Европейской платформы и современного Южного Урала. Изв. вузов. Геология и разведка, (5), 28-36. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2019-5-28-36

22. Маслов А.В. (2020) Типы питающих провинций верхнедокембрийских отложений Волго-Уральской области. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 19(2), 101-110. https://doi.org/10.17072/psu.geol/19.2.101

23. Маслов А.В., Гареев Э.З. (1988) Литолого-геохимические особенности верхнерифейских отложений Башкирского мегантиклинория на Южном Урале. Сов. геология, (2), 57-66.

24. Маслов А.В., Гареев Э.З. (1999) Петрохимические особенности позднедокембрийских осадочных ассоциаций Башкирского мегантиклинория. Литология и полез. ископаемые, (1), 78-91.

25. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2023а) Индексы химического выветривания и их использование для палеоклиматических реконструкций (на примере разреза венда‒нижнего кембрия Подольского Приднестровья). Литология и полез. ископаемые, (3), 249-273. https://doi.org/10.31857/S0024497X22700033

26. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2023б) 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/S0869592X23020060

27. Маслов 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.

28. Маслов А.В., Гражданкин Д.В., Гой Ю.Ю. (2013) Примитивные палеопочвы в разрезах зильмердакской свиты (текстурный и литогеохимический аспекты). Литосфера, (2), 45-64.

29. Маслов А.В., Ерохин Е.В., Гердес А., Ронкин Ю.Л., Иванов К.С. (2018) Первые результаты U-Pb LA-ICP-MSизотопного датирования обломочных цирконов из аркозовых песчаников бирьянской подсвиты зильмердакской свиты верхнего рифея (Южный Урал). Докл. АН, 482(5), 558-561. https://doi.org/10.31857/S086956520002995-7

30. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З. (2003) Литологические, литохимические и геохимические индикаторы палеоклимата (на примере рифея Южного Урала). Литология и полез. ископаемые, (5), 427-446.

31. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Анфимов Л.В. (2001) Рифей западного склона Южного Урала (классические разрезы, седиментои литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, Т. I. 351 с.; Т. II. 134 с.; Т. III. 130 с.; Т. IV. 103 с.

32. Маслов А.В., Кузнецов А.Б., Крамчанинов А.Ю., Шпакович Л.В., Гареев Э.З., Подковыров В.Н., Ковалев С.Г. (2022) Источники сноса верхнедокембрийских глинистых пород Южного Урала: результаты геохимических и Sm-Nd изотопно-геохимических исследований. Стратиграфия. Геол. корреляция, 30(1), 33-54. https://doi.org/10.31857/S0869592X22010045

33. Маслов А.В., Оловянишников В.Г., Ишерская М.В. (2002) Рифей восточной, северо-восточной и северной периферии Русской платформы и западной мегазоны Урала: литостратиграфия, условия формирования и типы осадочных последовательностей. Литосфера, (2), 54-95.

34. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Граунов О.В. (2016) Изменения палеоклимата в позднем докембрии (по данным изучения верхнедокембрийского разреза Южного Урала). Литология и полез. ископаемые, (2), 129-149. https://doi.org/10.7868/S0024497X16020051

35. Нижний рифей Южного Урала (1989) (Отв. ред. М.А. Семихатов). М.: Наука, 208 с.

36. Овчинникова Г.В., Васильева И.М., Семихатов М.А. (2000) Возможности Pb-Pb датирования карбонатных пород с открытыми U-Pb системами: миньярская свита стратотипа верхнего рифея, Южный Урал. Стратиграфия. Геол. корреляция, 8(6), 3-19.

37. Овчинникова Г.В., Васильева Г.В., Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Горохов И.М., Гороховский Б.М., Левский Л.К. (1998) U-Pb систематика протерозойских карбонатных пород: инзерская свита уральского стратотипа рифея (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 6(4), 20-31.

38. Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Гороховский Б.М., Маслов А.В. (2013) Pb-Pb возраст и Sr-изотопная характеристика среднерифейских фосфоритовых конкреций: зигазино-комаровская свита Южного Урала. Докл. АН, 451(4), 430-434. https://doi.org/10.7868/S0869565213220209

39. Парначев В.П. (1988) Магматизм и осадконакопление в позднедокембрийской истории Южного Урала. Автореф. дисс докт. геол.-мин. наук. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 33 с.

40. Парначев В.П. (1987) Фтор и хлор в позднедокембрийских осадочных породах Башкирского мегантиклинория в связи с вопросами их седиментации. Геохимия вулканических и осадочных пород Южного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 35-46.

41. Подковыров В.Н., Гареев Э.З. (1995) Эволюция составов терригенных пород юрматинской серии рифея Южного Урала. Геологическое изучение и использование недр. Научно-техн. информ. сб. Вып. 1. М.: АОЗТ “Геоинформмарк”, 25-36.

42. Пучков В.Н. (2005) Эволюция литосферы: от Печорского океана к Тиманскому орогену, от Палеоуральского океана к Уральскому орогену. Проблемы тектоники Центральной Азии. М.: ГЕОС, 309-342.

43. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

44. Пучков В.Н. (2018) Плюмы – новое слово в геологии Урала. Литосфера, 18(4), 483-499.

45. Ронов А.Б. (1993) Стратисфера, или осадочная оболочка Земли (количественное исследование). М.: Наука, 144 с.

46. Савенко В.С. (2006) Химический состав взвешенных наносов рек мира. М.: ГЕОС, 174 с.

47. Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Чумаков Н.М. (2015) Изотопный возраст границ общих стратиграфических подразделений верхнего протерозоя (рифея и венда) России: эволюция взглядов и современная оценка. Стратиграфия. Геол. корреляция, 23(6), 16-27. https://doi.org/10.7868/S0869592X15060083

48. Стратиграфический кодекс России (2019) (Отв. ред. А.И. Жамойда). СПб.: ВСЕГЕИ, 96 с.

49. Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология (1983) (Отв. ред. Б.М. Келлер, Н.М. Чумаков). М.: Наука, 184 с.

50. Сульман А.М., Демчук И.Г. (1978) Глинистые минералы в рифейских осадочных отложениях Башкирского мегантиклинория. Докембрийские толщи Башкирского мегантиклинория на Урале и их металлогения. Свердловск: УНЦ АН СССР, 16-24.

51. Сульман А.М., Демчук И.Г., Петрищева В.Г. (1974) Новые данные о минеральном составе глинистых сланцев бакальской свиты на Южном Урале. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 122, 26-27.

52. Формирование земной коры Урала (1986) (Отв. ред. С.Н. Иванов, С.Г. Самыгин). М.: Наука, 248 с.

53. Широбокова Т.И. (1992) Стратиформное полиметаллическое и баритовое оруденение Урала. Свердловск: УрО РАН, 137 с.

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

55. Bartley J.K., Khan L.C., McWilliams J.L., Stagner A.F. (2007) Carbon isotope chemostratigraphy of the Middle Riphean type section (Avzyan Formation, Southern Urals, Russia): signal recovery in a fold-and-thrust belt. Chem. Geol., 237, 211-232. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2006.06.018

56. Bayon G., Toucanne S., Skonieczny C., Andre L., Bermell S., Cheron S., Dennielou B., Etoubleau J., Freslon N., Gauchery T., Germain Y., Jorry S.J., Menot G., Monin L., Ponzevera E., Rouget M.-L., Tachikawa K., Barrat J.A. (2015) Rare earth elements and neodymium isotopes in world river sediments revisited. Geochim. Cosmochim. Acta, 170, 17-38. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.08.001

57. Bolnar R., Kamber B.S., Moorbath S., Whitehouse M.J., Collerson K.D. (2005) Chemical characterization of earth’s most ancient clastic metasediments from the Isua Greenstone Belt, southern West Greenland. Geochim. Cosmochim. Acta, 69, 1555-1573. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.09.023

58. Bouchez J., Gaillardet J., France-Lanord C., Maurice L., Dutra-Maia P. (2011) Grain size control of river suspended sediment geochemistry: clues from Amazon River depth profiles. Geochem. Geophys. Geosyst., 12, Q03008. https://doi.org/10.1029/2010GC003380

59. Dinis P.A., Garzanti E., Hahn A., Vermeesch P., CabralPinto M. (2020) Weathering indices as climate proxies. A step forward based on Congo and SW African river muds. Earth-Science Rev., 201, 103039. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103039

60. Gaillardet J., Dupré B., Allègre C.J. (1999) Geochemistry of large river suspended sediments: silicate weathering or recycling tracer? Geochim. Cosmochim. Acta, 63, 40374051. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00307-5

61. Gaillardet J., Viers J., Dupré B. (2003) Trace elements in river waters. Treatise on Geochemistry. Vol. 5. (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford: Pergamon, 225-272. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/05165-3

62. 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.chemgeo.2013.12.016

63. Garzanti E., Padoan M., Setti M., Peruta L., Najman Y., Villa I.M. (2013) Weathering geochemistry and Sr-Nd isotope fingerprinting of equatorial upper Nile and Congo muds. Geochem. Geophys. Geosyst., 14, 292-316. https://doi.org/10.1002/ggge.20060

64. Garzanti E., Vermeesch P., Vezzoli G., Ando S., Botti E., Limonta M., Dinis P., Hahn A., Baudet D., De Grave J., Yaya N.K. (2019) Congo River sand and the equatorial quartz factory. Earth-Science Rev., 197, 102918. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.102918

65. Kronberg B.I., Nesbitt H.W., Fyfe W.S. (1987) Mobilities of alkalis, alkaline earths and halogens during weathering. Chem. Geol., 60, 41-49. https://doi.org/10.1016/0009-2541(87)90108-2

66. Kuznetsov A.B., Bekker A., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Vasilyeva I.M. (2017) Unradiogenic strontium and moderate-amplitude carbon isotope variations in early Tonian seawater after the assembly of Rodinia and before the Bitter Springs Excursion. Precambrian Res., 298, 157-173. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2017.06.011

67. Nesbitt H.W., Young G.M. (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 299, 715-717. https://doi.org/10.1038/299715a0

68. Nesbitt H.W., Markovics G., Price R.C. (1980) Chemical processes affecting alkalis and alkali earths during continental weathering. Geochim. Cosmochim. Acta, 44, 1659-1666. https://doi.org/10.1016/0016-7037(80)90218-5

69. Parker A. (1970) An index of weathering for silicate rocks. Geol. Mag., 107, 501-504. https://doi.org/10.1017/S0016756800058581

70. Rudnick R.L., Gao S. (2014) Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry. 2nd ed. Vol. 4. (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford: Elsevier, 1-51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6

71. Taylor 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.