Геохимия нижнемеловых терригенных отложений Северного Сихотэ-Алиня и их палеогеодинамическая природа
Аннотация
Bведение: Изучение и интерпретация геохимических особенностей терригенных пород дает объективную информацию о характере процессов выветривания, переноса и захоронения материала, а также об источниках питания и палеогеодинамической природе бассейнов седиментации. Раннемеловое время – важнейший этап развития геологических структур востока Евразиатского континента. Отложения раннего мела, слагающие эти структуры, занимают более половины площади хребта Сихотэ-Алинь. Геохимически осадочные породы региона изучены крайне слабо, что не позволяет судить об их геодинамической природе. Цель исслeдования: детальное изучение и анализ геохимических особенностей обломочных пород Северного Сихотэ-Алиня, ориентированное на выяснение состава пород областей питания и восстановление обстановок осадконакопления. Методика: Объектами исследований были выбраны два участка, что объясняется расположением на их территории практически непрерывных разрезов нижнемеловых отложений. Петрографический состав пород изучался в шлифах с помощью поляризационных микроскопов. Содержания петрогенных элементов определялись методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на спектрометрах iCAP 6500 Duo, СРМ-25 и VRA-30. Концентрации редких и редкоземельных элементов – методом плазменной спектрометрии (ICP-MS) на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500с. Результаты и обсуждение: Данные, полученные в результате геохимических исследований, свидетельствуют, что изученные песчаники являются граувакками, и лиши некоторая их часть лититовыми аренитами. Они образовались преимущественно за счет физического разрушения пород источников сноса, что обусловило низкий уровень их "зрелости", химическое же выветривание играло второстепенную роль. Геохимические особенности свидетельствуют о принадлежности пород к петрогенным разностям, прошедшим один цикл переотложения и формировавшимся без существенной литодинамической переработки и сортировки обломочного материала. Заключение: Интерпретация результатов показывает, что седиментация происходила в бассейне, пространственно и генетически связанном с крупным трансформным сдвигом, разграничивавшим Евразиатский континент и прилегающую океаническую плиту. Область денудации объединяла континентальную сушу, сложенную гранитно-метаморфическими комплексами, зрелую, сильно эродированную окраинно-континентальную дугу, поставлявшую как кислый материал ее фундамента, так и основную-среднюю вулканокластику. Размывались также, вероятно, аккреционные призмы Сихотэ-Алиня, содержащие пластины кремней. Все это позволяет относить изученные отложения к Журавлевскому синсдвиговому террейну.
Скачивания
Литература
2. Letnikova E.F., Veshcheva S.V., Proshenkin A.I, Kuznetsov A.B. Neoproterozojskie terrigennye otlozheniya Tuvino-Mongol'skogo massiva: geohimicheskaya korrelyaciya, istochniki snosa, geodinamicheskaya rekonstrukciya [Neoproterozoic terrigenous deposits of the Tuva–Mongolian massif: geochemical correlation, sourcelands, and geodynamic reconstruction]. Russian Geol. and Geophysics., 2011, vol. 52, no. 12, pp. 1662–1671. DOI
3. 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., Zainullin R.I. Diskriminantnye paleogeodinamicheskie diagrammy dlya terrigennyh porod: opyt sopostavleniya [Tectonic setting discrimination diagrams for terrigenous rocks: a comparison]. Geochem. International., 2016, vol. 54, no. 7, pp. 569–583. DOI
4. Maslov A.V., Podkovyrov V.N., Gareev E.Z., Nozhkin A.D. Sinriftovye peschaniki i glinistye porody: valovyj himicheskij sostav i polozhenie na ryade diskriminantnyh paleogeodinamicheskih diagramm [Synrift sandstones and mudstones: bulk chemical composition and position in some discriminant paleogeodynamic diagrams]. Lithol. Mineral Resour., 2019, vol. 54, no. 2, pp. 390–411. DOI
5. Bhatia M.R. Plate tectonics and geochemical compositions of sandstones. J. Geol., 1983, vol. 91, pp. 611–627. DOI
6. Bhatia M.R., Crook K.A.W. Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contrib. Mineral. Petrol., 1986, vol. 92, pp. 181–193. DOI
7. Cullers R.L. Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions. And metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chem. Geol., 2002, vol. 191, pp. 305–327. DOI
8. Floyd P.A., Leveridge B.E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones. J. Geol. Soc. London., 1987, vol. 144, pp. 531–542. DOI
9. Kiminami K., Kumon F., Nishimura T., Shiki T. Chemical composition of sandstones derived from magmatic arcs. Composition and origin of clastic rocks from mobile belts (examples from the Japanese Islands). Memoirs Geol. Soc. Japan., 1992, vol. 38, pp. 361–372.
10. McLennan S.M., Hemming S., McDaniel D.K., Hanson G.N. Geochemical approaches to sedimentation, provenance, and tectonics. Geological Society of America, 1993, vol. 284, pp. 21–40. DOI
11. Roser B.P., Korsch R.J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. J. Geol., 1986, vol. 94, no. 5, pp. 635–650.
12. Taylor S.R., McLennan S.M. Planetary crusts: Their composition, origin and evolution. Cambridge, Cambridge University Press, 2009. 378 p. DOI
13. Verma S.P., Armstrong-Altrin J.S. New multi-dimensional diagrams for tectonic discrimination of siliciclastic sediments and their application to Precambrian basins. Chem. Geol., 2013, vol. 355, pp. 117–133. DOI
14. Geodinamika, magmatizm i metallogeniya Vostoka Rossii [Geodinamics, magmatism and metallogeny of the Russian East]. In Khanchuk A.I. (eds.). Book 1. Vladivostok, Dal'nauka publ., 2006. 572 p. (In Russ.).
15. Golozubov V.V. Tektonika yurskih i nizhnemelovyh kompleksov severo-zapadnogo obramleniya Tihogo okeana [Tectonics of Jurassic and Lower Cretaceous complexes of the Northwestern Pacific margin]. Vladivostok, Dal’nauka publ., 2006. 239 p. (In Russ.).
16. Malinovsky A.I., Golozubov V.V., Simanenko V.P. Kemskij ostrovoduzhnyj terrejn (Vostochnyj Sihote-Alin'): obstanovki formirovaniya i geodinamika [The Kema Island-Arc Terrane, Eastern Sikhote Alin: Formation Settings and Geodynamics]. Dokl. Earth Sci., 2006, vol. 410, no. 7, pp. 1026–1029. DOI
17. Markevich P.V., Konovalov V.P., Malinovsky A.I., Philippov A.N. Nizhnemelovye otlozheniya Sihote-Alinya [Lower Cretaceous deposits of Sikhote-Alin]. Vladivostok, Dal’nauka publ., 2000. 200 p. (In Russ.).
18. Malinovsky A.I., Golozubov V.V. Stroenie, sostav i obstanovki formirovaniya nizhnemelovyh otlozhenij ZHuravlevskogo terrejna (Central'nyj Sihote-Alin') [Structure, composition, and depositional environments of the Lower Cretaceous rocks of the Zhuravlevka terrane, Central Sikhote Alin]. Lithol. Mineral Resour., 2012, vol. 47, no. 4, pp. 355–378. DOI
19. Markevich P.V. Geosinklinal'noe terrigennoe osadkonakoplenie na vostoke Azii v fanerozoe. Na primere Sihote-Alinya i Kamchatki [Geosynclinal terrigenous sedimentation in East Asia in the Phanerozoic: evidence from Sikhote-Alin and Kamchatka]. Moscow, Nau-
ka publ., 1985. 118 p. (In Russ.).
20. Filippov A.N. Formacionnyj analiz mezozojskih otlozhenij Zapadnogo Sihote-Alinya [Formation analysis of Mesozoic deposits of Western Sikote-Alin]. Vladivostok, Dal’nauka publ., 1990. 144 p. (In Russ.).
21. Markevich P.V., Filippov A.N., Malinovsky A.I., Zyabrev S.V., Nechaev V.P., Vysotsky S.V. Melovye vulkanogenno-osadochnye obrazovaniya Nizhnego Priamur'ya [Cretaceous volcanosedimentary deposits of the Lower Priamurie]. Vladivostok, Dal’nauka publ., 1997. 300 p. (In Russ.).
22. Medvedeva S.A. Vozmozhnost' primeneniya litohimii dlya sopostavleniya i korrelyacii otlozhenij na primere Komsomol'skogo razreza Cevernogo Sihote-Alinya (Dal'nij Vostok Rossii) [Lithochemistry potential for comparison and correlation of deposits on the example of the Komsomolsk section in Northern Sikhote-Alin, Far East of Russia]. Russ. J. Pacific Geol., 2019, vol. 13, no. 4, pp. 375–389. DOI
23. Maynard J.B., Valloni R., Yu H.S. Composition of modern deepsea sands from arc-related basins. Trench-Forearc Geology. Sedimentation and tectonics of modern and ancient plate margins. Ed. J. K. Leggett. Oxford, Blackwell, 1982. pp. 551–561.
24. Khanchuk A.I., Golozubov V.V., Simanenko V.P., Malinovskii A.I. Gigantskie skladki s krutopadayushchimi sharnirami v strukturah orogennyh poyasov (na primere Sihote-Alinya) [Giant folds with steeply dipping hinges in structures of orogenic belts: evidence
from Sikhote Alin]. Dokl. Earth Sci., 2004, vol. 395, no. 2, pp. 165–169.
25. Didenko A.N., Otoh S., Kudymov A.V., Peskov A.Y., Arkhipov M.V., Miyake Y., Nagata M. Vozrast cirkonov iz osadochnyh porod Habarovskogo, Samarkinskogo i ZHuravlevsko-Amurskogo terrejnov severnoj chasti Sihote-Alin'skogo orogennogo poyasa: tektonicheskie sledstviya [Tectonic implications: zircon age of sedimentary rocks from Khabarovsk, Samarka, and Zhuravlevka–Amur terranes in the northern Sikhote-Alin Orogenic Belt]. Russ. J. Pacific Geol., 2020, vol. 14, no. 1, pp. 1–19. DOI
26. Simanenko V.P. Nizhnemelovaya bazal't-andezitovaya associaciya Severnogo Sihote-Alinya [Lower Cretaceous basalt–andesite association of northern Sikhote-Alin]. Tikhookean. Geol., 1990, no. 6, pp. 86–95. (In Russ.).
27. Shutov V.D. Klassifikaciya peschanikov [Classification of sandstones]. Litol. Poleznye Iskop., 1967, no. 5, pp. 86–102. (In Russ.).
28. Pettijohn F.J. Osadochnye porody [Sedimentary rocks]. Moscow, Nedra publ., 1981, 752 p. (In Russ.).
29. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R. Sand and sandstones. 2nd edn. Heidelberg, Springer-Verlag, 1987, 553 p.
30. Moor B.R., Dennen W.H. A geochemical trend in siliconaluminum-iron rations and the classification of clastic sediments. Journal of Sedimentary Research, 1970, vol. 40, no. 4, pp. 1147–1152. DOI
31. Maslov A.V., Mizens G.A., Podkovyrov V.N., Gareev E.Z., Sorokin A.A., Smirnova Y.N., Sokur T.M. Sinorogennye psammity: osnovnye cherty litohimii [Synorogenic psammites: major lithochemical features]. Lithol. Mineral Resour., 2013, vol. 48, no. 1, pp. 74–98. DOI
32. Maslov A.V. Litogeohimicheskij oblik otlozhenij ashinskoj serii venda zapadnogo sklona YUzhnogo Urala [Lithogeochemical image of the Vendion Asha Group deposits of the South Urals]. Lithosphera, 2014, no. 1, pp. 13–32. (In Russ.).
33. Yudovich Ya.E. Regional'naya geohimiya osadochnyh tolshch [Regional geochemistry of sedimentary sequence]. Saint Petersburg, Nauka publ., 1981, 276 p. (In Russ.).
34. Yudovich Ya.E., Ketris M.P. Osnovy litohimii [Principles of lithochemistry]. Saint Petersburg, Nauka publ., 2000, 479 p. (In Russ.).
35. 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. DOI
36. Parker A. An index of weathering for silicate rocks. Geol. Magazine, 1970, vol. 107, no. 6, pp. 501–504. DOI
37. Bahlburg H., Dobrzinski N.A. Review of the chemical index of alteration (CIA) and its application to the study of Neoproterozoic glacial deposits and climate transitions. Geol. Society of London, 2011, vol. 36, pp. 81–92. DOI
38. Boynton W.V. Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. Rare earth element geochemistry. Ed. P. Henderson. Amsterdam, Elsevier, 1984, pp. 63–114. DOI
39. Roser B.P., Korsch R.J. Provenance signatures of sandstonemudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chem. Geol., 1988, vol. 67, pp. 119–139. DOI
40. Condie K.C., Wronkiewicz D.A. The Cr/Th ratio in Precambrian pelites from the Kaapvaal Craton as an index of craton evolution. Earth and Planetary Science Letters, 1990, vol. 97, no. 3–4, pp. 256–267. DOI
41. Sengör A.M.C., Natal’in B.A. Rifts of the world. Mantle plumes: their identification through time. Ed. R.E. Ernst, K.L. Buchan. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 2001, vol. 352, pp. 389–482. DOI
42. Christie-Blick N., Biddle K.T. Deformation and basin formation along strike-slip faults. Strike-slip deformation, basin formation, and sedimentation: The society of economic paleontologists and mineralogists. Special publication. Ed. K.T. Biddle, N. ChristieBlick. 1985, vol. 37, pp. 1–34. DOI