Литогеохимия верхнедокембрийских терригенных отложений Беларуси. Сообщение 1. Валовый химический состав, общие черты и аномалии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Первая из двух публикаций посвящена исследованию литогеохимических характеристик пилотной коллекции образцов песчаников и алевролитов верхнего докембрия Беларуси, отобранных из четырех скважин: Богушевская 1, Быховская, Лепель 1 и Кормянская. В этой статье проанализированы общие особенности их химического состава, а также показаны возможности и ограничения для дальнейших реконструкций. Установлено, что входящие в пилотную коллекцию рифейские и вендские породы, визуально определенные как песчаники, являются собственно кварцевыми, полевошпатово-кварцевыми и аркозовыми разностями с различными типами цемента. Вендские “алевролиты” по своим геохимическим характеристикам отвечают крупно- и мелкозернистым алевролитам и в большей степени аргиллитам с преобладанием иллита, а также различной примесью бертьерина, каолинита и смектита. При сравнении величин обогащения (EF) этих пород редкими и рассеянными элементами, выявлен ряд отличий, обусловленных как вариациями в составе пород питающих областей, так и изменениями обстановок осадконакопления. Положение фигуративных точек изученных образцов на диаграмме Zr/Sc–Th/Sc позволяет считать, что в составе всех рифейских и вендских пород преобладает материал первого седиментационного цикла. Это предполагает, что литогеохимические характеристики пород пилотной коллекции достаточно корректно отражают аналогичные особенности комплексов пород питающих провинций и могут быть использованы для реконструкции палеогеодинамических и палеоклиматических факторов, контролировавших накопление осадочных последовательностей рифея и венда Беларуси.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Маслов

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: amas2004@mail.ru
Россия, Москва

О. Ю. Мельничук

Институт геологии и геохимии УрО РАН

Email: amas2004@mail.ru
Россия, Екатеринбург

А. Б. Кузнецов

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: amas2004@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. Н. Подковыров

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Email: amas2004@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Бордон В.Е. Геохимия и металлоносность осадочного чехла Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1977. 216 с.
  2. Голубкова Е.Ю., Кузьменкова О.Ф., Кушим Е.А. и др. Распространение микрофоссилий в отложениях венда Оршанской впадины Восточно-Европейской платформы, Беларусь // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2021. Т. 29. № 6. C. 24–38.
  3. Голубкова Е.Ю., Кузьменкова О.Ф., Лапцевич А.Г. и др. Палеонтологическая характеристика верхневендских–нижнекембрийских отложений в разрезе скважины Северо-Полоцкая Восточно-Европейской платформы, Беларусь // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2022. Т. 30. № 6. С. 3–20.
  4. Геология Беларуси / Отв. ред. А.С. Махнач, Р.Г. Гарецкий, А.В. Матвеев. Минск: Институт геологических наук НАН Беларуси, 2001. 815 с.
  5. Интерпретация геохимических данных / Отв. ред. Е.В. Скляров. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.
  6. Зайцева Т.С., Кузьменкова О.Ф., Кузнецов А.Б. и др. U–Th–Pb возраст детритового циркона из рифейских песчаников Волыно-Оршанского палеопрогиба, Беларусь // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2023. Т. 31. № 5. С. 42–62.
  7. Кузьменкова О.Ф., Лапцевич А.Г., Глаз Н.В. К вопросу о бортниковской свите среднего рифея Беларуси // Этапы формирования и развития протерозойской земной коры: стратиграфия, метаморфизм, магматизм, геодинамика // Материалы VI Российской конференции по проблемам геологии и геодинамики докембрия. СПб.: Свое издательство, 2019. С. 122–124.
  8. Кузьменкова О.Ф., Лапцевич А.Г., Кузнецов А.Б. и др. Актуальные вопросы стратиграфии рифея и венда Волыно-Оршанского палеоавлакогена запада Восточно-Европейской платформы // Этапы формирования и развития протерозойской земной коры: стратиграфия, метаморфизм, магматизм, геодинамика // Материалы VI Российской конференции по проблемам геологии и геодинамики докембрия. СПб.: Свое издательство, 2019. С. 125–127.
  9. Лапцевич А.Г., Голубкова Е.Ю., Кузьменкова О.Ф. и др. Котлинский горизонт верхнего венда Беларуси: литологическое расчленение и биостратиграфическое обоснование // Лiтасфера. 2023. № 1(58). С. 17–25.
  10. Махнач А.С. Стратиграфическая схема верхнего докембрия Белоруссии // Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности БССР. М.: Недра, 1966. С. 210–236.
  11. Махнач А.С., Веретенников Н.В., Шкуратов В.И. Стратиграфия верхнепротерозойских отложений Белоруссии // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1975. № 3. С. 90–103.
  12. Махнач А.С., Веретенников Н.В., Шкуратов В.И., Бордон В.Е. Рифей и венд Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1976. 360 с.
  13. Махнач А.С., Ольховик Е.Т., Бордон В.Е. Геохимия венда Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1982. 150 с.
  14. Палеогеография и литология венда и кембрия запада Восточно-Европейской платформы / Отв. ред. Б.М. Келлер, А.Ю. Розанов. М.: Наука, 1980. 118 с.
  15. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов / Отв. ред. В.Н. Шванов. СПб.: Недра, 1998. 352 с.
  16. Стратиграфические схемы докембрийских и фанерозойских отложений Беларуси. Объяснительная записка. Минск: ГП “БелНИГРИ”, 2010. 282 с.
  17. Стрельцова Г.Д., Лапцевич А.Г., Кузьменкова О.Ф. О рифейских отложениях восточной части Беларуси // Материалы VI международной научно-практической конференции “Актуальные проблемы наук о Земле: исследования трансграничных регионов”. Брест: БГУ им. А.С. Пушкина, 2023. С. 200–203.
  18. Юдович Я.Э. Хорошо забытое старое: размышления об инфильтрационном эпигенезе // Вестник Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2007. № 5. С. 25–33.
  19. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
  20. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. Геохимия фосфора. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2020. 512 с.
  21. Barth M.G., McDonough W.F., Rudnick R.L. Tracking the budget of Nb and Ta in the continental crust // Chem. Geol. 2000. V. 165. P. 197–213.
  22. Cullers R.L. Mineralogical and chemical changes of soil and stream sediment formed by intense weathering of the Danberg granite, Georgia, USA // Lithos. 1988. V. 21. P. 301–314.
  23. Cullers R.L., Barrett T., Carlson R., Robinson B. Rare-earth element and mineralogic changes in Holocene soil and stream sediment: a case study in the Wet Mountains, Colorado, USA // Chem. Geol. 1987. V. 63. P. 275–297.
  24. Cullers R.L., Basu A., Suttner L.J. Geochemical signature of provenance in sand-size material in soils and stream sediments near the Tobacco Root Batholith, Montana, USA // Chem. Geol. 1988. V. 70. P. 335–348.
  25. Geochemistry of Sediments and Sedimentary Rocks: Evolutionary Considerations to Mineral Deposit-Forming Environments / Ed. D.R. Lentz. St. Jones, NL: Geol. Ass. Canada, 2003. GeoText 4. 184 р.
  26. Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sed. Petrol. 1988. V. 58. P. 820–829.
  27. Jewuła K., Środoń J., Kędzior A. et al. Sedimentary, climatic, and provenance controls of mineral and chemical composition of the Ediacaran and Cambrian mudstones from the East European Craton // Precambrian Res. 2022. V. 381. 106850.
  28. Kuzmenkova О.F., Laptsevich А.G., Streltsova G.D., Мinenkova Т.M. Riphean and Vendian of the conjugation zone of the Orshanskya Depth and the Zlobin Saddle (Bykhovskaya parametric borehole) // Материалы международной научной конференции “Проблемы геологии Беларуси и смежных территорий”, посвященной 100-летию со дня рождения академика НАН Беларуси А.С. Махнача. Минск: СтройМедияПроект, 2018. Р. 101–105.
  29. Maslov A.V., Podkovyrov V.N., Graunov O.V. Provenances of fine-grained alumosiliciclastic material for the Vendian and Early Cambrian sedimentary rocks of the west of the East European Plate: some lithogeochemical constraints // Stratigraphy and Geological Correlation. 2024. V. 32. № 1. P. 1–20.
  30. McLennan S.M. Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes // Geochemistry and Mineralogy of Rare Earth Elements / Eds B.R. Lipin, G.A. McKay // Rev. Mineral. Geochem. 1989. V. 21. P. 169–200.
  31. McLennan S.M., Hemming S.R., McDaniel D.K., Hanson G.N. Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics // Processes controlling the composition of clastic sediments / Eds M.J. Johnsson, A. Basu // Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 1993. № 284. P. 21–40.
  32. McLennan S.M., Taylor S.R., McCulloch M.T., Maynard J.B. Geochemical and Nd–Sr isotopic composition of deep-sea turbidites: crustal evolution and plate tectonic associations // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. P. 2015–2050.
  33. Paszkowski M., Budzyn B., Mazur S. et al. Detrital zircon U–Pb and Hf constraints on provenance and timing of deposition of the Mesoproterozoic to Cambrian sedimentary cover of the East European Craton, Belarus // Precambrian Res. 2019. V. 331. 105352.
  34. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R. Sand and Sandstone / Second edition. New York, Berlin, Heidelberg, London, Paris, Tokyo: Springer-Verlag, 1976. 560 p.
  35. Pourmand A., Dauphas N., Ireland T.J. A novel extraction chromatography and MC–ICP-MS technique for rapid analysis of REE, Sc and Y: Revising CI-chondrite and Post-Archean Australian Shale (PAAS) abundances // Chem. Geol. 2012. V. 291. P. 38–54.
  36. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // The crust / Eds R.L. Rudnick, H.D. Holland, K.K. Turekian // Treatise on geochemistry. V. 3. Oxford: Elsevier Pergamon, 2003. P. 1–64.
  37. Roy D.K., Roser B.P. Climatic control on the composition of Carboniferous–Permian Gondwana sediments, Khalaspir basin, Bangladesh // Gondwana Res. 2013. V. 23. P. 1163–1171.
  38. Srodon J., Gerdes A., Kramers J., Bojanowski M.J. Age constraints of the Sturtian glaciation on western Baltica based on U-Pb and Ar-Ar dating of the Lapichi Svita // Precambrian Res. 2022. V. 371. 106595.
  39. Taylor S.R., McLennan S.M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Oxford: Blackwell, 1985. 312 p.
  40. Tostevin R., Shields G.A., Tarbuck G.M. et al. Effective use of cerium anomalies as a redox proxy in carbonate-dominated marine settings // Chem. Geol. 2016. V. 438. P. 146–162.
  41. Tribovillard N., Algeo T.J., Lyons T., Riboulleau A. Trace metals as paleoredox and paleoproductivity proxies: An update // Chem. Geol. 2006. V. 232. P. 12–32.
  42. van de Kamp P.C. Potassium distribution and metasomatism in pelites and shists: how and when? Relation to postdepositional events // J. Sediment. Res. 2016. V. 86. P. 683–711.
  43. van der Weijden C.H. Pitfalls of normalization of marine geochemical data using a common divisor // Mar. Geol. 2002. V. 184. P. 167–187.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема расположения исследованных скважин (а) и сводная стратиграфическая колонка верхнего докембрия Беларуси (б), по [Стратиграфические …, 2010] с упрощениями. Географическая основа заимствована с сайта https://yandex.ru/maps/?ll=166.992700%2C21.912809&z=2

Скачать (559KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Положение фигуративных точек песчаников различных свит на модульных диаграммах (Na2O + K2O)–(Al2O3 + TiO2 + Fe2O3* + MnO)/SiO2 (а) и (Na2O + K2O)/Al2O3–(Al2O3 + TiO2 + Fe2O3* + MnO)/SiO2 (б) и TiO2/Al2O3–(Fe2O3* + MnO)/(Al2O3 + TiO2) (в)

Скачать (237KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Положение фигуративных точек песчаников (а, б), алевролитов и глинистых пород (в) различных свит, а также в целом их выборок (г) на классификационных диаграммах lg(SiO2/Al2O3)–lg(Na2O/K2O) [Pettijohn et al., 1976] (а) и lg(SiO2/Al2O3)–lg(Fe2O3*/K2O) [Herron, 1988] (б–г). Условные обозначения см. рис. 2

Скачать (378KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Нормированное к UCC распределение основных породообразующих оксидов в песчаниках рифея и венда

Скачать (350KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Положение фигуративных точек глинистых пород и алевролитов на диаграммах (Na2O + K2O)–(Al2O3 + TiO2 + Fe2O3* + MnO)/SiO2 (а), (Na2O + K2O)/Al2O3–(Al2O3 + TiO2 + Fe2O3* + MnO)/SiO2 (б), TiO2/Al2O3–(Fe2O3* + MnO)/(Al2O3 + TiO2) (в), (Na2O + K2O)/Al2O3–(Fe2O3* + MnO + MgO)/SiO2 (г) [Юдович, Кетрис, 2000], K2O/Al2O3–Ga/Rb (д) [Roy, Roser, 2013] и K2O–Al2O3 (е) [van de Kamp, 2016]. Условные обозначения см. рис. 2

Скачать (630KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Нормированное к UCC распределение основных породообразующих оксидов в глинистых породах и алевролитах рифея и венда

Скачать (490KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Нормированное к UCC распределение редких и рассеянных элементов (кроме РЗЭ) в алевролитах рифея (пунктирные линии), песчаниках рифея и венда (сплошные линии). а – предполагаемые кварцевые, б – полевошпатово-кварцевые, в – аркозовые разности

Скачать (447KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Значения факторов обогащения редкими и рассеянными элементами глинистых пород и алевролитов венда (вся выборка). Градация “умеренное–значительное обогащение” приведена по [Tribovillard et al., 2006]

Скачать (312KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Значения факторов обогащения редкими и рассеянными элементами глинистых пород и алевролитов венда (выборка без учета образцов с высоким содержанием СаО и Р2О5, см. текст). 1 – глусская свита (n = 3); 2 – лукомьская и лиозненская свиты (n = 8); 3 – редкинский стратиграфический уровень (n = 9); 4 – котлинская свита (n = 8)

Скачать (307KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение точек состава песчаников, алевролитов и аргиллитов рифея (а) и венда (б) на диаграмме Zr/Sc–Th/Sc [McLennan et al., 1993]. Условные обозначения см. рис. 2

Скачать (132KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».