Суббота, 03.12.2016, 01:13
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Естественные науки

РЕКОНСТРУКЦИЯ ОБСТАНОВОК ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРМСКИХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД БАЛЫГЫЧАНСКОГО БЛОКА (ЗАПАДНАЯ ЧАСТЬ)

РЕКОНСТРУКЦИЯ ОБСТАНОВОК ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРМСКИХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД БАЛЫГЫЧАНСКОГО БЛОКА
(ЗАПАДНАЯ ЧАСТЬ)

Т.И. Михалицына, А.С. Бяков

 Балыгычанский блок является одним из крупных тектонических элементов юго-восточной части Яно-Колымского орогенного пояса, расположен на правобережье р. Колымы. Территория Балыгычанского блока имеет вытянутую форму длиной 250 км; максимальная ширина достигает в средней части 150 км. Развитые в его пределах породы представлены верхнепермскими осадочными и норийскими вулканогенно- осадочными отложениями, в меньшей степени юрскими образованиями.

Верхнепермские отложения структурно принадлежат к западной части Балыгычанского поднятия (Балыгычано-Хетагчанская зона, Оротуканская подзона), слагают крупные брахиантиклинали Оротуканского горста на левобережье, в верховье р. Лев. Среднекана, руч. Косого, Широкого и частично на правобережье р. Паутовой. Фаунистически охарактеризованные терригенные отложения разделены на паутовскую и явинскую (оводовскую) свиты [2].

Исследуемый разрез расположен в пределах Оротуканского горста на правобережье верхнего течения р. Паутовой, общая мощность вскрытых верхнепермских отложений составляет около 800 м. Геохимическое опробование проводилось из всех представленных литологических разностей.

Явинская свита (P2yv) названа по одноименному ручью, слагает ядро Верхне-Сред- неканской брахиантиклинали, вскрытая мощность ее отложений более 570 м. Явинская свита включает существенно песчанистые отложения, чередующиеся с пачками алевролитов, реже аргиллитов, песчаники нередко содержат марганценосные карбонатные стяжения. Нижняя часть свиты имеет строение, свойственное турбидитам; по разрезу наблюдается градационная слоистость, оползневая складчатость; для песчанистых отложений характерна трудновыявляемая слоистость. Грубозернистые образования представлены как полимиктовыми песчаниками, так и туфогенными. Среди грубообло- мочных пород отмечаются граувакковые образования, ритмично переслаивающиеся с алевропелитами.

Песчаная фракция граувакк представлена кварцем, полевыми шпатами и обломками пород. Форма и размер кварцевых зерен варьируют, чаще обломки имеют угловатую форму, хорошо выраженное волнистое погасание. Кластические зерна полевых шпатов представлены преимущественно альбитом, они часто многократно сдвойникованные, что подтверждается высоким содержанием Na2O. По полевым шпатам иногда развивается серицит. Среди второстепенных минералов встречаются порфиробластовые включения карбонатов, замещающие как обломочные зерна, так и матрикс породы. Матрикс представлен перекристаллизованным материалом алевритовой размерности кварц-серицит-хлоритового состава.

Песчаники имеют аналогичный состав обломков, существенно кварцевый, цемент базальный, кварц-гидрослюдистый, на отдельных участках в составе цемента преобладает биотит до 40-50 %. В участках переслаивания мелкозернистого и среднезер- нистого песчаника отмечается различный состав цемента, в более тонкозернистых наблюдается кварц-гидрослюдистый с биотитом, при приближении к контакту с более крупнозернистым песчаником количество кварца увеличивается, состав цемента сред- незернистого песчаника преимущественно кварц-карбонатный. Тонкозернистые породы явинской свиты практически не отличаются по петрографическому составу от грубозернистых пород, обломки представлены в основном кварцевым агрегатом и в меньшем количестве кислым плагиоклазом с тонким двойникованием, цемент гидрослюдистый.

Паутовская свита (P2pt) названа по р. Паутовая, распространена там же, где и явинская, мощность составляет около 230 м. Породы свиты согласно залегают на отложениях явинской свиты. Сложена главным образом хорошо рассланцованными аргиллитами и алевролитами с редкими прослоями разнозернистых песчаников, а также туфогенными разностями этих пород, в верхней части свиты отмечаются линзы грубозернистого материала. Отложениям присуща линзовидная и косая слоистость. Петрографическая характеристика пород паутовской свиты отличается некоторым увеличением кварца в кластической части пород и небольшим снижением количества полевых шпатов, размерность терригенного материала уменьшается.

Петрохимическая характеристика. Для пород паутовской свиты характерна нормальная щелочность (ОЩН-0,31), преобладание калия над натрием (ЩМ < 1), значение натриевого модуля составляет 0,13. Средние значения титанистого модуля (0,042-0,05) и низкое значение фемического модуля отражают невысокое содержание вулканогенной основной пирокластики в их составе. По показателю железного модуля породы имеют нормальные значения, характерные для большинства терригенных пород (0,31). Для этих отложений типичны надкларковые и околокларковые содержания Zn, Cu, Pb, Ba, Au, Sn, Mo, коэффициент концентрации которых, как правило, превышает единицу. Микроэлементы паутовской свиты распределены неравномерно, что обусловлено в некоторой степени литологической неоднородностью пород, например, снижение концентраций золота приурочено к участкам алевролитов с песчаной примесью. По результатам корреляционного анализа для паутовской свиты, характерны четыре геохимических ассоциаций элементов: 1. Ba-K; 2. Al-Ti; 3. Co-Ni-Mn-Li-Zn; 4. Ag-Pb-Sr.

Наиболее контрастно в отложениях явинской свиты распределены микро-и макроэлементы. Здесь выделяются две петрохимические группы пород с калиевым и натриевым типом щелочности. Для калиевого типа пород общим является нормальное соотношение щелочей. Высокие значения натрия и натриевого модуля (0,21-0,42) приурочены к прослоям песчаников в нижней части кровли и известковистым отложениям, ЩМ > 1, по показателю общей нормативной щелочности породы являются нормально-щелочными, группа пород, насыщенных карбонатным материалом относится по классификации [5], к повышенно-щелочным. В целом по свите отмечается небольшое снижение железного модуля. Известковистые песчаники в кровле, а также песчанистые отложения в нижней части явинской свиты, включающие карбонатные линзы, характеризуются низкими содержаниями кремния, алюминия, магния, калия, бария и повышенными содержаниями кальция, натрия, марганца, стронция. Содержание Au несколько увеличивается в нижней части свиты, имеющей турбидитовое строение и приурочено к алевропелитовым прослоям. В целом в явинской свите надкларковые значения имеют те же микроэлементы, что и в паутовской свите. По результатам корреляционного анализа в отложениях явинской свиты выделяется пять геохимических ассоциаций: к первой ассоциации относится ряд элементов - Al-Ti-K-Ba-Li-Fe; ко второй - Cr-Pb-Mo; к третьей - Co-Ni; к четвертой - Sr-CaO-Mn; к пятой - Au-Sn [3].

При сопоставлении распределения микроэлементов по разрезу следует отметить, что в явинской свите, имеющей турби- дитовое строение, наличие известковистых песчаников, песчанистых линз в алевролитах, также туфогенной примеси в грубозернистых породах сказалось на более неравномерном распределении микроэлементов, чем в паутовской свите. Однако и в той и другой свите повышенные содержания золота относятся к рассланцованным аргиллитам с тонкой алевритистой примесью. Повышенные концентрации Ni, Co в явинской свите отмечаются в грубозернистых отложениях, а в паутовской - в аргиллитах с тонкой примесью алевритистого материала; Li в отложениях паутовской свиты имеет равномерное распределение; некоторое увеличение содержания отмечается в алевропелитах с туфогенной примесью, в явинской свите количество Li снижается в известковистых песчаниках. Для явинской свиты типичны также аномальные концентрации Sr, Mn, приуроченные к прослоям известковистых песчаников и песчаников нижней части свиты. Наблюдается увеличение количества Zn, Mg, K снизу вверх по разрезу. Повышение содержаний цинка может говорить о низкой скорости терригенной седиментации [5], хотя в целом отложениям свойственен лавинный характер осадконакопления [2].

Распределение редкоземельных элементов (РЗЭ). Применение редкоземельных элементов для реконструкций обстановок осадкообразования обусловлено их инертным поведением на ранних стадиях метаморфизма [1]. Содержание редкоземельных элементов (20 проб) определялось методом ICP-MS в лаборатории ЦКП ИТИГ, г. Хабаровск. При изучении распределения редкоземельных элементов использовалась нормализация по хондриту [4]. В таблице показаны средние содержания РЗЭ в осадочных породах р. Паутовая; для сравнения приведены данные для PASS (постархейский глинистый сланец Австралии). В результате были установлены некоторые закономерности распределения РЗЭ в осадочных отложениях пермского возраста.
 
Средние содержания РЗЭ в пермских породах р. Паутовая (ppb)

Сумма РЗЭ в глинистых сланцах и аргиллитах составляет в среднем порядка 160180 г/т. Отклонение ее в сторону меньших или больших значений позволяет предполагать, что в источниках сноса преобладали основные или кислые магматические породы соответственно [4]. Максимальные суммарные содержания лантаноидов обнаружены в песчаниках явинской свиты, а минимальные - в аргиллитах паутовской. Большинство изученных образцов обеих свит характеризуются слабо фракционированными спектрами распределения РЗЭ, отчетливой европиевой аномалией (Eu/Eu* = 0,61-0,73), горизонтальным спектром тяжелых РЗЭ (см. рис. на с. 56). В целом, осадочные породы двух свит имеют спектры РЗЭ параллельные спектру PASS, хотя характеризуются меньшим суммарным содержанием РЗЭ, исключением являются песчаники явинской свиты, обогащенные средними лантаноидами.

Спектры распределения РЗЭ в пермских осадочных породах р. Паутовая

Для оценки редокс-обстановки в седиментационном бассейне пермского возраста использованы индексы U/Th и Ni/Co. По данным Б. Джонс и А. Маннинг (1994), при значениях индексов U/Th и Ni/Co соответственно более 1,25 и 7,0 глинистые сланцы формировались в бескислородных обстановках, тогда как при величинах тех же индексов, меньших соответственно 0,75 и 5,0 исходные тонкозернистые осадки накапливались в окислительных придонных обстановках. Для отложений явинской свиты средние содержания индексов U/Thср - 0,15, Ni/Coср - 1,8; породы паутовской свиты имеют3- U/Th - 0,21 и Ni/Coср - 2,4.

В качестве геохимических показателей палеогеографических условий накопления осадочных образований рассматриваются коэффициенты X Се/Х Y и Се/Се*. Отношение X Се/Х Y, является индикатором климата, отражающим интенсивность процессов выветривания, значение X Се/Х Y = 3, рассматривается как граничное между отложениями гумидных и аридных обстановок, в аридном климате отношение уменьшается [1 ]. В отложениях явинской свиты индекс X Се/Х Y варьирует от 1,32 в аргиллитах до 9,21 в песчаниках; для отложений паутовской свиты X Се/Х Y - 2,39-4,64. Отношение Се/Се*, по R.W. Murray et al. (1991), является индикатором седиментационных обстановок, величина которого для близспрединговых обстановок - 0,25-0,3; глубоководных котловин - 0,55-0,6 и окраинно-континентальных обстановок составляет 0,9-1,3. В осадочных породах P2yv отношение Се/Се* соответствует 0,94-0,98; P2pt - 0,96-0,97 (см. табл.).

Выводы

Характерные текстурные особенности явинской свиты являются типичными для турбидитов. Отдельные прослои накопления марганца в раннедиагенетических конкрециях, вероятно, отражают перерывы в осадко- накоплении. Постепенное уменьшение зернистости вверх по разрезу и образование более монотонной тонкозернистой толщи с характерными текстурными особенностями (текстуры нарушенной слоистости [2]) может свидетельствовать о постепенном обмелении бассейна и снижении темпов осадкона- копления. По петрохимическим параметрам породы классифицируются, как глинистые, и некоторые основные граувакки; имеют два типа щелочности, с преобладанием первого. Обогащение натрием граувакковых отложений явинской толщи происходило, вероятно, за счет метаморфогенной активизации хлоридно-натриевых поровых вод, в более окислительной обстановке.
Для данного разреза характерно повышенное содержание бария, цинка, свинца, кремния, щелочей и развитие в породах магнезиально-железистых карбонатов. Выделяются общие для свит геохимические ассоциации Al-Ti и K-Ba. По всему разрезу отмечается повышенное содержание золота в пачках рассланцованных аргиллитов с тонкими алевритистыми прослоями.

По степени дифференциации легких и тяжелых редких земель устанавливается преобладание в областях питания кислых магматических образований (La/Yb)N > 8. При величине отношения Eu/Eu* в глинистых породах < 0,90 можно предполагать, что породы в источниках сноса претерпели определенную внутрикоровую трансформацию (т. е. в той или иной мере подверглись процессам частичного плавления в континентальной коре) [4].

По отношению Се/Се* как показателю палеогеографических условий накопления осадочных образований, верхнепермские отложения формировались в окраинно-кон- тинентальной окислительной седимента- ционной обстановке в условиях влажного

Библиографический список

1. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов / А.Ю. Балашов. - М. : Наука, 1976. - 268 с.
2. Бяков А.С. Пермские отложения Балыгычан- ского поднятия (Северо-Восток Азии) / А.С. Бяков. - Магадан : СВКНИИ ДВО РАН, 2004. - 87 с.
3. Михалицына Т.И. Петрогеохимические особенности верхнепермских терригенных отложений Оротуканского горста / Т.И. Михалицына // Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики. - Магадан : СВКНИИ ДВО РАН, 2003. - Т. 3. - С. 102-104.
4. Тейлор С.Р. Континентальная кора ее состав и эволюция / С.Р. Тейлор, С.М. Мак-Леннан. - М. : Мир,1988. - С. 367.
гумидного климата. Полученные новые данные по распределению РЗЭ в целом подтверждают ранее проведенные палеофаци- альные исследования на территории Балы- гычанского блока [2].
5. Юдович Я.Э. Геохимия и рудогенез Cu, Zn, Pb в черных сланцах / Я.Э. Юдович, М.П. Кетрис, А.В. Мерц. - Сыктывкар : Геонаука, 1990. - 93 с.
6. Jones В. Comparison of geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in ancient mudstones / В. Jones, D.A.C. Manning // Chem. Geol. - 1994. - Vol. 111. - P. 111-129.
7. Murray R.W. Rare earth elements in Japan Sea sediments and diagenetic behaviour of Ce/Ce*: results from ODP Leg 127 / R.W. Murray, M.R. Buchholtz ten Brink, H.J. Brumsack // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1991. - Vol. 55. - P. 2453-2466.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2015. Выпуск 24

Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (24.02.2016)
Просмотров: 138 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016