Особенности вещественного состава аргиллитов кодинской свиты (верхний девон, восток Среднего Урала)

Объектом исследования являются особенности фазово-минерального и химического состава аргиллитов кодинской свиты. В строении свиты они слагают слойки, пласты, а также местами преобладающие пакеты и пачки мощностью от первых сантиметров до 9 м. Седиментация предполагается в мелководно-морских и дельтовых обстановках (авандельта и продельта). Комплексное исследование проб (31 шт.) помимо петрографического изучения в шлифах производилось при помощи рентгенофазового, рентгенофлуоресцентного и термического анализа, метода ICP-MS. В дополнение были исследованы обломки песчаников из кодинской свиты. Образцы отобраны из пород самого представительного обнажения свиты (р. Исеть, окрестности г. Каменск-Уральский). Выявлены следующие особенности вещественного состава пелитолитов. 1. Основными породообразующими минералами являются хлориты, гидрослюды и в меньшей степени смешанно-слойные образования (ССО) ряда гидрослюда-монтмориллонит, причем их содержание подчинено фациальной изменчивости. 2. Наблюдается обогащение составов элементами, характерными для основных магматических пород (Sc, V, Cr, Co, Ni), и дефицит элементов, являющихся типичными для кислых (РЗЭ, Th, Sr, Ba и Rb) и щелочных (Zr, Hf и Nb) магматических пород. 3. На диаграмме F₁-F₂, предназначенной для определения состава пород, размывавшихся на палеоводосборах, фигуративные точки аргиллитов сосредоточены в областях пород основного и среднего состава, а также осадочных образований, обогащенных кремнистым материалом. 4. Отклонение фигуративных точек на диаграмме Zr/Sc-Th/Sc от оси тренда в сторону оси абсцисс, а также некоторые другие особенности химического состава, вероятно, указывают на переотложенный характер рассматриваемых пород. 5. Величина индекса CIA для них изменяется в пределах от 61 до 63 для гидролизатов и от 66 до 77 для сиаллитов, CIW - в пределах от 73 до 83, значения соотношения ∑Ce/∑Y - от 1.86 до 3.66 (среднее 2.7). Таким образом, особенности вещественного состава кодинских аргиллитов свидетельствуют об их терригенном происхождении, признаки вулканогенно-осадочных пород отсутствуют. Изучение обломков пород, в том числе в песчаниках, свидетельствует, что в области сноса размывалось несколько разнотипных массивов, включая магматические (основные, в меньшей степени кислые), метаморфические и кремни. Климат в это время, скорее всего, был переходным (семиаридным/семигумидным). Осадконакопление осуществлялось при пассивном тектоническом режиме. Вероятно, размывался континентальный блок коры (поверхность микроконтинента?). Степень постседиментационного преобразования пелитолитов неравномерна (умеренный и глубокий катагенез).

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.