Specific composition features of Kodinka Formation mudstones (Upper Devonian, the Middle Urals eastern slope)

Main subjects for study are the phase-mineral and geochemical composition specific features of Kodinka Formation mudstones. Mudstones build up laminas, beds, pack of beds and strata (up to 9 m). It`s expected that sedimentation occurred in shallow-marine and deltaic (including delta front and prodelta) environments. Mudstone (31 samples) was comprehensive research by using the data of ICP-MS, XRD, XRF, thermal and petrographic analysis. In addition, the lithic fragments of sandstones are used. Samples collected from the most representative Kodinka Formation section (Iset’ River near Kamensk-Uralskiy town). As a result, the following features of mudstones were revealed. 1. Main rockforming minerals are chlorites, illite, illite-smectite mixed-layered minerals (MLM), fine micas, quartz and feldspars, and their content is subject to facial control. 2. In the major element-based discriminant function diagram of Roser and Korsch, the samples of the Kodinka Formation plotted on fields of mafic, intermediate igneous and quartzose sedimentary provenance (mostly). 3. Compositions are enriched in trace elements typical of mafic igneous rocks and depleted in trace elements typical of felsic and alkali igneous rocks. 4. Some evidence of recycling is received, for example in Zr/Sc-Th/Sc diagram the samples depart from the compositional trend. 5. CIA (chemical index of alteration) value vary generally within 61-63 with maximum at 66-77 for calcareous mudstones, CIW (chemical index of weathering) value range within 73-83 and ΣCe/ΣY ((La-Eu)/(Gd-Lu, Y)) value vary within 1.86-3.66 (average 2.7). Specific features of Kodinka Formation mudstones composition are indicative of their terrigenous origin (not first cycle rocks). There were some diverse rock massifs in source area, including cherts, igneous (mafic, intermediate, felsic), metamorphic (quartzite, serpentine rock and shale) units. Source rocks undergone weathering at intermediate semi-arid/semi-humid climate conditions and passive tectonic regime. Very likely that were the block of continental crust (surface of the microcontinent?) which were intensively eroded. Degree of mudstone alteration is different.

верхний девон, франский ярус, кодинская свита, глинистые породы, минеральный состав, геохимия, микроконтинент, Upper Devonian, Frasnian stage, Kodinka Formation, clay rocks, mineral composition, geochemistry, microcontinent

1. Анфимов А.Л., Чувашов Б.И. (2005) Литолого-стратиграфическая и биофациальная характеристика верхнедевонских карбонатных и терригенных пород р. Исеть (разрез “Кодинка”). Ежегодник-2004. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 3-9. Anfimov L.V., Silant’ev E.V. (1975) Urals Frasnian terrigenous rocks petrography. Litologiya glavneishikh tipov osadochnykh porod franskogo yarusa Urala [Lithology of major types sedimentary rocks Frasnian stage of the Urals]. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 4-35. (In Russian)

2. Анфимов Л.В., Силантьев Е.В. (1975) Петрография франских терригенных образований Урала. Литология главнейших типов осадочных пород франского яруса Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 4-35. Anfimov А.L., Chuvashov B.I. (2005) Lithological, stratigraphic and biofacial features of the Upper Devonian carbonaceous and terrigenous rocks, Iset’ river, section “Kodinka”. Ezhegodnik-2004. Ekaterinburg, IGG UrО RAN Publ., 3-9. (In Russian)

3. Бадида Л.В., Мизенс Г.А., Мельничук О.Ю. (2015) Текстура “конус в конусе” в терригенной толще верхнедевонской кодинской свиты на востоке Среднего Урала. Ежегодник-2014. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 162, 44-48. Badida L.V., Mizens G.А., Melnichuk О.Yu. (2015) Cone-in-cone structure in rocks of the Upper Devonian terrigenous Kodinka Formation in the Middle Urals eastern slope. Ezhegodnik-2014. Proc. IGG UrО RAN, V. 162, 44-48. (In Russian)

4. Дриц В.А., Коссовская А.Г. (1991) Глинистые породы: слюды, хлориты. М.: Наука, 232 с.

5. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. (1974) Термический анализ минералов и горных пород. Л.: Недра, 399 с.

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

7. Мельничук О.Ю. (2016) Фации продельты в составе позднедевонского дельтового конуса (восток Среднего Урала). Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. № 19. Пермь: Пермский госуниверситет, 201-206.

8. Мельничук О.Ю., Мизенс Г.А. (2015) Разрез верхнедевонской кодинской свиты на правобережье р. Исеть (восточный склон Среднего Урала). Ежегодник-2014. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 162, 64-70.

9. Мельничук О.Ю., Мизенс А.Г. (2016) Гидрофации верхнедевонской кодинской свиты по палеонтологическим и геохимическим данным (восточный склон Среднего Урала). Материалы Всероссийской школы студентов, аспирантов и молодых ученых по литологии. “Уникальные литологические объекты через призму их разнообразия”. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 162-165.

10. Мизенс А.Г. (2012) Биостратиграфическое расчленение живетско-фаменских отложений Среднего и Южного Урала по брахиоподам. Литосфера, (2), 43-54.

11. Наседкина В.А., Зенкова Г.Г. (1999) Биостратиграфия верхнего девона на восточном склоне Среднего и Северного Урала. Проблемы стратиграфии и палеонтологии Урала. Екатеринбург: Минприроды РФ, ОАО УГСЭ, 50-74.

12. Палеогеографический атлас Северной Евразии (1998) Под ред. В.Г. Казьмина, Л.М. Натапова. М.: Институт тектоники литосферных плит, 26 карт.

13. Рянская А.Д., Гуляева Т.Я., Стрелецкая М.В. (2015а) Отработка методики получения ориентированных образцов глин для рентгеноструктурного анализа. Ежегодник-2014. Тр ИГГ УрО РАН, Вып 162, 254-266.

14. Рянская А.Д., Щапова Ю.В., Гуляева Т.Я., Галахова О.Л., Петрищева В.Г., Горбунова Н.П., Татаринова Л.А. (2015б) Полнопрофильный рентгенодифракционный анализ фазово-минерального состава пород-коллекторов нефти и газа с использованием программы SIROQUANT (на примере искусственных смесей). Ежегодник-2014. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 162, 267-275.

15. Смирнов В.Н., Ферштатер Г.Б., Иванов К.С. (2003) Схема тектономагматического районирования территории восточного склона Среднего Урала. Литосфера, (2), 40-56.

16. Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. (1988) Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 384 с.

17. Чувашов Б.И., Анфимов А.Л. (2008) Карбонатно-терригенные отложения разреза “Кодинка - Щербаково” - опорный разрез верхнего девона бассейна р. Исеть (восточный склон Среднего Урала). Ежегодник-2007. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 88-97.

18. Шатров В.А., Войцеховский Г.В. (2009) Применение лантаноидов для реконструкций обстановок осадкообразования в фанерозое и протерозое (на примере разреза чехла и фундамента Восточно-европейской платформы). Геохимия, (8), 805-824.

19. Шванов В.Н., Фролов В.Т., Сергеева Э.И. и др. (1998) Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. СПб.: Недра, 352 с.

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

21. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2010) Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. Екатеринбург: УрО РАН, 142 с.

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

23. Япаскурт О.В. (2008) Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования. М.: ЭСЛАН, 356 с.

24. Япаскурт О.В. (2013) Литология. Разделы теории. Ч. I. Процессы и факторы эпигенезиса горных пород: диагностика и системный анализ. М.: МАКС Пресс, 216 с.

25. Critelli S., Mongelli G., Perri F., Martin-Algarra A., Martin-Martin M., Perrone V., Dominici R., Sonnino M., Zaghloul M.N. (2008) Compositional and Geochemical Signatures for the Sedimentary Evolution of the Middle Triassic-Lower Jurassic Continental Redbeds from Western-Сentral Mediterranean Alpine Chains. J. Geol., 116, 375-386.

26. Harnois L. (1988) The CIW index: a new chemical index of weathering. Sediment. Geol., 55, 319-322.

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

28. 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, 119-139.

29. Verma S.P., Armstrong-Altrin J.S. (2016) Geochemical discrimination of siliciclastic sediments from active and passive margin settings. Sediment. Geol., 332, 1-12.