Вариации химического состава песчаников по разрезу
По большинству литохимических параметров и содержанию Cr, Co, Ni, Cu, Zn граувакки не испытывают существенных изменений по разрезу. Исключением являются лишь содержание SiO2, K2O и величина АМ (рис. 3).
Изменения содержания SiO2 и значений алюмокремниевого модуля (АМ= Al2O3/SiO2) обусловлены, по всей вероятности, вариациями содержания в граувакках богатых кремнеземом обломков. Таковыми, в частности, являются обломки кремней. Они встречены в шлифах и в штуфах в тех интервалах разреза, где концентрации SiO2 высоки. Особенно это касается нижней его части (до образца № 15-121). Иной причиной понижения АМ может являться присутствие зерен кислых вулканитов. Их наличие отмечено И.С. Анисимовым [2].
Причиной непостоянства АМ и SiO2 в верхней части разреза, по всей видимости, является большее количество факторов, например, окварцевание и присутствие среди обломков не только кремней, но и кремнисто-глинистых пород.
Одной из причин столь контрастных различий в содержании K2O (см. рис. 3) может быть разница петрофонда граувакк. Для подтверждения этого были дополнительно проанализированы методом РФА 6 проб (с 15-120 по 15-125), отобранных ниже и выше резкого повышения содержания K2O. По полученным данным были рассчитаны индикаторные отношения Ti/Zr, Sc/Cr, Co/Zr, Cr/V, Cr/Zr, Zr/Sc и ряд других. По всем ним пробы не имеют явных отличий. Это дает основание полагать, что повышенное содержание K2O не связано с составом обломочного материала, а обусловлено другой причиной. Наиболее вероятной является проявление калиевого метасоматоза. Интенсивная серицитизация пород, присутствие к югу по простиранию от мест отбора проб (выемка железной дороги) большого числа кальцитовых и кварцевых жил, обильная пиритизация служат тому подтверждением.
Рис. 3. Вариации содержания SiO2, K2O и АМ в граувакках разреза у д. Мансурово
Особенности формирования
В силурийско-нижнедевонском разрезе у д. Мансурово присутствуют отложения лишь двух типов - кремни часто с примесью пелитового, алевропсаммитового или углистого материала и кластолиты - отложения турбид- ных и обломочных потоков. Как видно из характеристики разреза, накопление всех этих осадков протекало непрерывно. Менялась лишь интенсивность поступления обломочного материала, зависящая от процессов, протекавших в источнике сноса. Следовательно, обстановки седиментации были стабильными. Наличие в разрезе гравититов большой мощности, их переслаивание с кремнями и отсутствие известняков свидетельствуют об относительно глубоководных обстановках седиментации.
Преобладание в обломочном материале вулканитов, низкие значения индексов выветривания и присутствие грубообломочных разностей указывают на высокую интенсивность процессов мобилизации, вызванную, по всей видимости, тектонической активностью в источнике сноса. В нем, судя по литохимическим параметрам, были наиболее распространены островодужные образования.
Принадлежность исследованных пород к тефроидам, т. е. к отложениям, сопровождающим вулканизм, или к вулканотерригенным породам, т. е. к продуктам разрушения литифицированных вулканитов, извержение которых не обязательно совпадает во времени с их активным размывом, на основе имеющегося фактического материала не может быть установлена.
Положение источников сноса вулканоклас- тического материала остается не ясным. В качестве возможных вариантов могут быть рассмотрены либо отсутствующие в современном эрозионном срезе силурийско-раннедевонские вулканиты, либо силурийские островодужные вулканиты Среднего Урала или нелитифици- рованные продукты их размыва.
Заключение. По результатам анализа литогеохимического состава вулканокласти- ческих граувакк силурийско-нижнедевонской последовательности (47 проб с определением содержания породообразующих элементов, Cr, Co, Ni, Cu, Zn), обнаженной к северу от д. Мансурово Учалинского района Республики Башкортостан, обобщения маршрутных, фондовых и опубликованных материалов можно сделать следующие выводы:
Кластический материал представлен преимущественно вулканитами среднего и основного состава. Обломки кремней, глинисто-кремнистых разностей и известняков имеют подчиненное значение, хотя в некоторых прослоях составляют существенную часть пород. По содержанию породообразующих элементов песчаники соответствуют отложениям, распространенным в акваториях энсиматических островных дуг. Степень химического выветривания слагающего их материала низкая.
Литогеохимический состав граувакк не испытывает существенных изменений по разрезу. Исключением является алюмокрем- ниевый модуль АМ и содержание SiO2. Их вариации преимущественно сопряжены с изменением содержания обломков кремней и кислых вулканитов.
Седиментация протекала стабильно в глубоководных условиях, с периодическими колебаниями интенсивности поступления гравитационных потоков обломочного материала, зависящими от процессов, протекавших в источнике сноса.
Граувакки верхней части разреза подвержены калиевому метасоматозу.
Л И Т Е Р А Т У Р А
Садрисламов Б.М., Тамбовцев В.В., Бородина В.Л. Отчет по теме «Стратиграфия силурийских и девонских отложений зеленокаменного комплекса восточного склона Южного Урала» за 1960-1964 гг. // БФ ФБУ «ТФГИ по ПФО», инв. № 6719.
Отчет по геологическому доизучению в масштабе 1:50000 объекта «Ургунская площадь» за 1972-1978 годы / И.С. Анисимов, Л.Н. Сопко, Ф.Я. Ямаев, И.И. Калташева, И.Ш. Мухаметов. Т. 1. Уфа: 1978. 414 с. // БФ ФБУ «ТФГИ по ПФО», инв. № 10145.
Мансуровская толща: ее строение и положение в геологическом разрезе девона / И.С. Анисимов // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий. Материалы 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, Уфа, 19-22 ноября 2012. Уфа: ДизайнПресс, 2012. С. 3-6.
Маслов В.А. Девон восточного склона Южного Урала. М.: Наука, 1980. 224 с.
Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: Ди- зайнПолиграфСервис, 2010. 288 с.
Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия палеозойских образований Учалинского района Башкирии. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2000. 140 с.
Нестоянова О.А., Корень Т.Н. О новых находках лудловских граптолитов на Южном Урале // Доклады Академии наук СССР. 1963. Т. 151. № 2. С. 407-410.
Чибрикова Е.В., Олли В.А. Соотношение силурийских и девонских (ирендыкских) пород в разрезе «Мансурово» // Геологический сборник № 3. Информационные материалы. Уфа: ИГ УНЦ РАН. 2003. С. 51-52.
Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sed. Petrol. 1988. Vol. 58. P. 820-829.
Дискриминантные палеогеодинамические диаграммы для терригенных пород: опыт сопоставления / А.В. Маслов, В.Н. Подковыров, Г.А. Мизенс, А.Д. Ножкин, А.М. Фазли- ахметов, А.И. Малиновский, А.К. Худолей, Л.Н. Котова, А.В. Купцова. Э.З. Гареев, Р.И. Зайнуллин // Геохимия. 2016. № 7. С. 579-595.
Петтиджон Ф., Поттер П.. Сивер Р. Пески и песчаники. М.: Мир, 1976. 536 с.
Roser B.D., Korsch R.J. Provenance signatures of sandstone-mudstone suites determined using discriminant function analysis of majorelement data // Chem. Geol. 1988. Vol. 67. P. 119-139.
Kusunoki T., Musashino M. Comparison of the Middle Jurassic to Earliest Cretaceous sandstones from the Japanese Islands and South Sikhote-Alin // Earth Science. 2001. Vol. 55. № 5. P. 293-306.
Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. Vol. 299. P. 715-717.
Harnois L. The CIW index: A new chemical index of weathering // Sed. Geol. 1988. Т. 5. № 3-4.
P. 319-322.
Bhatia M.R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones // The Journal of Geology. 1983. Vol. 91. P. 611-627.
Roser B.P., Korsch R.J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio / / The Journal of Geology. 1986. Vol. 94. P. 635-650.
Maynard J.B., Valloni R, Yu H.S. Composition of modern deep-sea sands from arc-related basins // Geological Society of London. Special Publication. 1982. Vol. 10. P. 551-561.
R E F E R E N C E S
Sadrislamov B.M., Tambovtsev V.V., Borodina V.L. Otchet po teme «Stratigrafiya siluriyskikh i devonskikh otlozheniy zelenokamennogo kom- pleksa vostochnogo sklona Yuzhnogo Urala» za 1960-1964 gg [Report on the topic «Stratigra- phy of the Silurian and Devonian deposits of the greenstone complex oт the eastern slope of the South Urals» for 1960-1964]. BF FBU «TFGI po PFO», no. 6719. (In Russian).
Anisimov I.S., Sopko L.N., Yamaev F.Ya., Kalta- sheva I.I., Mukhametov I.Sh. Otchet po geo- logicheskomu doizucheniyu v masshtabe 1:50000 obyekta «Urgunskaya ploshchad» za 1972-1978 gody [Report on geological survey on a scale of 1: 50000 objects «Urgun Square” for 1972-1978]. Ufa, 1978, vol. 1, BF FBU «TFGI po PFO», no. 10145. 414 p. (In Russian).
Anisimov I.S. Geologiya, poleznye iskopaemye i problemy geoehkologii Bashkortostana, Urala i sopredelnykh territoriy [Geology, minerals and problems of geoecology of Bashkortostan, the Urals and adjacent territories. Proceedings of the 9th Interregional Science and Research Conference. Ufa, November 19-22, 2012. Ufa, Dizayn- Press, 2012, pp. 3-6. (In Russian).
Maslov V.A. Devon vostochnogo sklona Yuzh- nogo Urala [The Devonian of the eastern slope of the South Urals]. Moscow, Nauka, 1980. 224 p. (In Russian).
Maslov V.A., Artyushkova O.V. Stratigrafiya i korrelyatsiya devonskikh otlozheniy Magnitogor- skoy megazony Yuzhnogo Urala [Stratigraphy and correlation of the Devonian deposits of the Magnitogorsk megazone in the South Urals]. Ufa, DizaynPoligrafServis, 2010. 288 p. (In Russian).
Maslov V.A., Artyushkova O.V. Stratigrafiya pa- leozoyskikh obrazovaniy Uchalinskogo rayona Bashkirii [Stratigraphy of Paleozoic rocks of the Uchaly district in Bashkiria]. Ufa, IG UNTs RAN, 2000. 140 p. (In Russian).
Nestoyanova O.A., Koren T.N. O novykh nakhod- kakh ludlovskikh graptolitov na Yuzhnom Urale [On new findings of Ludlowian graptolites in the South Urals]. Doklady Earth Sciences, 1963, vol. 151, no. 2, pp. 407-410. (In Russian).
Chibrikova E.V., Olli V.A. Sootnoshenie siluri- yskikh i devonskikh (irendykskikh) porod v raz- reze «Mansurivi» [The relationship between Paleozoic and Devonian (Irendyk) rocks in the Man- surivi section]. Collected papers in geology. No. 3. Information materials. Ufa, IG UNTs RAN, 2003, pp. 51-52. (In Russian).
Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data.
J. Sed. Petrol., 1988, vol. 58, pp. 820-829.
Maslov A.V., Podkovyrov V.N., Mizens G.A., Nozhkin A.D., Fazliakhmetov A.M., Malinovsky A.I., Khudoley A.K., Kotova L.N., Kuptsova A.V., Gareev E.Z., Zaynullin R.I. Discriminantnye paleo- geodinamicheskie diagrammy dlya terrigennykh porod: opyt sopostavleniya [Discriminant paleogeodynamic diagrams for trerrigenous rocks: Experience on correlation. Geochemistry International, 2016, no. 7, pp. 579-595. (In Russian).
Pettijohn F., Potter P., Siever R. Sands and sandstones. Russian edition. Moscow, Mir, 1976. 536 p. (In Russian).
Roser B.D., Korsch R.J. Provenance signatures of sandstone-mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chem. Geol., 1988, vol. 67, pp.119-139.
Kusunoki T., Musashino M. Comparison of the Middle Jurassic to Earliest Cretaceous sandstones from the Japanese Islands and South Sikhote-Alin. Earth Science, 2001, vol. 55, no. 5, pp. 293-306.
Yudovich Ya.E., Ketris M.P. Osnovyi litohimii [Fundamentals of lithochemistry]. St. Petersburg, Nauka, 2000. 479 p. (In Russian).
Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 1982, vol. 299, pp. 715-717.
Harnois L. The CIW index: A new chemical index of weathering. Sed. Geol., 1988, vol. 5, no. 3-4, pp. 319-322.
Bhatia M.R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. The Journal of Geology, 1983, vol. 91, pp. 611-627.
Roser B.P., Korsch R.J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. The Journal of Geology, 1986, vol. 94, pp. 635-650.
Maynard J.B., Valloni R, Yu H.S. Composition of modern deep-sea sands from arc-related basins. Geological Society of London. Special Publication, 1982, vol. 10, pp. 551-561.