Особенности углеродсодержащих пород окружения Карской астроблемы: статистический анализ геохимических данных
Аннотация
Bведение: Особенностью Карской астроблемы является специфический состав пород мишени, представленных углеродсодержащими сланцами и алевролитами, первично обогащенными полезными компонентами. В крупных астроблемах происходит интенсивная гидротермальная переработка вмещающих пород, которая может стимулировать мобилизацию, переотложение и концентрирование рудного вещества. В связи с этим для установления возможного постимпактного гидротермального воздействия на породы мишени, в том числе с участием вещества астероида, нами проведен анализ геохимического состава углеродсодержащих пород окружения Карской астроблемы с применением многомерной статистики. Методика: Проведен анализ вещественного состава углеродсодержащих пород окружения Карской астроблемы методами многомерной статистики – корреляционным, факторным и иерархическим кластерным методами. Результаты и обсуждение: В углеродсодержащих породах окружения Карской астроблемы методами математической статистики установлена сильная корреляционная связь между элементами Cu, Zn, Sr, Y, HREE и U, которая указывает на генетическую связь рудных и редкоземельных минералов. Ni, Co, Zn и Cr находятся в сильной корреляционной связи между собой и концентрируются в рудных минералах. Элементы Mo, Tl и V имеют генетическую связь с аквагенным органическим веществом. Данные факторного анализа свидетельствуют о привносе редких компонентов (Cs, Rb, Th, Nb, Ta, Sn, Be, Sc и Pb) в связи с постимпактной гидротермальной деятельностью. Установлено, что в зоне развития зювитов углеродсодержащие породы характеризуются более высокими содержаниями Ni и Co по отношению к породам исходного субстрата на удалении от борта астроблемы. Заключение: В результате выявлена геохимическая специфика компонентов, в целом свидетельствующая о привносе некоторых рудных и редкоземельных элементов в породы мишени Карской астроблемы в результате постимпактной гидротермальной деятельности, мобилизации, переотложения и концентрирования вещества. Анализ содержаний Ni, Co и Cr указывает на частичное обогащение космическим веществом пород мишени ближайшего окружения кратера, находящихся в области интенсивного ударного дробления, дезинтегрирования и гидротермальной минерализации.
Скачивания
Литература
2. Geologiya astroblem [Geology of astroblemes]. Ed. Masaytisa V. L., Danilina A. N., Mashchaka M. S., Raykhlina A. I., Selivanovskoy T. V., Shadenkova E. M.. Leningrad, Nedra publ., 1980, 231 p. (In Russ.)
3. Impaktnyye kratery na rubezhe mezozoya i kaynozoya [Impact craters at the turn of the Mesozoic and Cenozoic]. Otv. redaktor V. L. Masaytis. Leningrad, Nauka publ., 1990, 185 p. (In Russ.)
4. Trieloff M., Deutsch A., Jessberger E. K. The age of the Kara impact structure, Russia. Meteorit. and Planet. Sci., 1998, vol. 33, no. 2, pp. 361–372.
5. Mashchak M. S., Yezerskiy V. A., Masaytis V. L. Geologopetrograficheskoye i mineralogicheskoye izucheniye izmenennykh porod Karskoy struktury v svyazi s otsenkoy yeye perspektiv na poleznyye iskopayemyye [Geological-petrographic and mineralogical study of altered rocks of the Kara structure in connection with the assessment of its prospects for minerals]. Leningrad, VSEGEI. VO KRGF publ., 1979, 293 p. (In Russ.)
6. Mashchak M. S. Morphology and structure of the Kara and Ust‘-Kara astroblemes. International Geology Review, 1991, vol. 33, no. 5, pp. 433–447.
7. Zarkhidze D. V., Piskun P. P., Krasnozhen A. S. et al. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1:200 000. Izdaniye vtoroye. Seriya VaygachskoPaykhoyskaya. Listy R-41-XXVIII, XXIX (Ust'-Kara). Ob"yasnitel'naya zapiska [State geological map of the Russian Federation. Scale 1:200 000. Second edition. Vaigach-Paikhoi series. Sheets R-41-XXVIII, XXIX (Ust`-Kara). Explanatory letter]. Moscow, VSEGEI publ., 2017, 180 p. (In Russ.)
8. Udoratin V. V., Konanova N. V., Popov I. V. Glubinnoye stroyeniye Karskoy kol'tsevoy struktury [Deep structure of the Kara ring structure]. Izvestiya Komi nauchnogo tsentra UrO RAN ‒ News of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2010, vol. 4. pp. 47–52 (In Russ.)
9. Shishkin M. A., Shkarubo S. I., Molchanova E. V., Markina N. V., Vanshteyn B. G., Zinchenko A. G., Zuykova O. N., Kalaus S. V., Kozlov S. A., Kostin D. A., Kotlyar G. V., Paramonova M. S., Pevzner V. S., Popov M. Ya., Pukhonto S. K., Savenkova G. B., Solonina S. F., Chudakova D. V., Shipilov E. V., Yakovleva T. V. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1:1000000 (tret'ye pokoleniye). Seriya YuzhnoKarskaya. List R-41 – Amderma. Ob"yasnitel'naya zapiska [State geological map of the Russian Federation. Scale 1:1000000 (third generation). South Kara series. Sheet R-41 – Amderma. Explanatory letter]. Saint Petersburg, Kartograficheskaya fabrika VSEGEI publ., 2012, 383 p. (In Russ.)
10. Yushkin N. P., Lysyuk A. Yu. Stsenariy i osnovnyye parametry Karskogo impaktnogo sobytiya [Scenario and main parameters of the Kara impact event]. Vestnik IG Komi NC UrO RAN ‒ Bulletin of the IG Komi NC UrO RAS, 2001, no. 8, pp. 14–17 (In Russ.)
11. Koeberl C., Nazarov M. A., Harrison T. M., Sharpton V. L., Murali A. V., Burke K. The Kara and Ust`-Kara impact structures (USSR) and their relevance to the K/T boundary event. [Pap.] Interdiscip. Conf. Impacts, Volcanism, and Mass Mor. talyty, Snawbird, Utah, 20-23 Oct. IILPi Contrib., 1988, no. 676, pp. 95–96.
12. Shumilova T. G., Isaenko S. I., Ulyashev V. V., Kazakov V. A., Makeev B. A. After-coal diamonds: an enigmatic type of impact diamonds. European Journal of Mineralogy, 2018, vol. 30, no. 1, pp. 61–76.
13. Shumilova T. G., Zubov A. A., Isaenko S. I., Karateev I. A. & Vasiliev A. L. Mysterious long-living ultrahigh-pressure or secondary impact crisis. Scientific Reports, 2020, vol. 10, 2591 p.
14. Shumilova T. G., Ulyashev V. V., Kazakov V. A., Isaenko S. I., Vasil`ev E. A., Svetov S. A., Chazhengina Y., Kovalchuk N. S. Karite – diamond fossil: a new type of natural diamond. Geoscience Frontiers, 2020, vol. 11, no. 4, pp. 1163–1174.
15. Fishman M. V. Pozdnemezozoyskiy vulkanizm Karskogo poberezh'ya [Late Mesozoic volcanism of the Kara coast]. Geologiya i poleznyye iskopayemyye severo-vostoka yevropeyskoy chasti SSSR. Yezhegodnik Instituta geologii Komi filiala. AN SSSR ‒ Yearbook of the Institute of Geology of Komi phil. USSR Academy OF Sciences, 1974, pp. 118–122 (In Russ.)
16. Maslov M.A. O proiskhozhdenii Karskoy depressii [On the origin of the Kara depression]. Meteoritika ‒ Meteoritics, 1977, no. 36, pp. 123–130 (In Russ.)
17. Badyukov D. D., Raytala Y. Nordenshel'dovskaya rossiyskofinskaya Karskaya ekspeditsiya [Nordensheldovsky RussianFinnish Kara Expedition]. Vestnik Instituta geologii Komi NC UrO RAN ‒ Bulletin of the Institute of Geology of Komi NC UrO RAS, 2001, no. 8, pp. 18–19 (In Russ.)
18. Mal'kov B. A. Na baydarke i vezdekhode po Karskoy astrobleme [On a kayak and an all-terrain vehicle on the Kara astrobleme]. Vestnik Instituta geologii Komi NC UrO RAN ‒ Bulletin of the Institute of Geology of Komi NC UrO RAS, 2001, no. 8, pp. 20–21 (In Russ.)
19. Nazarov M. A., Badjuiov D. D., Barsukova L. D., Alekseev A. S . Reconstruction of original morphology of the Kara impact structure and its relevance to the k/t boundary event. Lunar and Planet. Sci., Houston (Tex.), 1991, vol. 22, pp. 959–960.
20. Shumilova T., Isaenko S., Zubov A. 3D Modeling of Suevite Massifs with UHPHT Glasses at the Kara Astrobleme and the Ust`-Kara Area (Pay-Khoy, Kara seashore, Arctic, Russia). IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2020, vol. 609, 012053 p. DOI
21. Kovalchuk N. S., Shumilova T. G. Mineralogo-geokhimicheskiye osobennosti chernykh slantsev okruzheniya Karskoy astroblemy (Pay-Khoy) [Mineralogical and geochemical features of black shales surrounding the Kara astrobleme (Pay-Khoy)]. Litosfera ‒ Litosfera, 2020, vol. 20, no. 2, pp. 168–183 (In Russ.)
22. Kovalchuk N. S., Makeyev B. A., Svetov S. A. Mineralogogeokhimicheskaya spetsifika uglerodistykh porod okruzheniya Ust'-Karskoy astroblemy (Pay-Khoy) [Mineralogical and geochemical specificity of carbonaceous rocks surrounding the UstKara astrobleme (Pay-Khoy)]. Vestnik geonauk ‒ Bulletin of Geosciences, 2021, no. 11, pp. 3–15 (In Russ.)
23. Maksimenko N. I., Shumilova T. G., Kovalchuk N. S. Petrological Characteristics of Suevite Varieties in the Kara Astrobleme, Pay-Khoy, Russia. Petrology ‒ Petrology, 2020, vol. 28, no. 6, pp. 549–568. DOI
24. Svetov S. A., Stepanova A. V., Chazhengina S. Yu., Svetova E. N., Mikhaylova A. I., Rybnikova Z. P., Paramonov A. S., Utitsina V. L., Kolodey V. S., Ekhova M. V. Pretsizionnyy (ICP-MS, LA-ICP-MS) analiz sostava gornykh porod i mineralov: metodika i otsenka tochnosti rezul'tatov na primere rannedokembriyskikh mafitovykh kompleksov [Precision (ICP-MS, LA-ICP-MS) analysis of the composition of rocks and minerals: methodology and assessment of the accuracy of the results on the example of the Early Precambrian mafic complexes]. Trudy KarNC RAN ‒ Proceedings of the KarNC RAN, 2015, no. 7, pp. 54–73 (In Russ.)
25. Yudovich Ya. E., Shishkin M. A., Lyutikov N. V., Ketris M. P., Belyayev A. A. Geokhimiya i rudogenez chernykh slantsev Lemvinskoy zony Severa Urala [Geochemistry and ore genesis of black shales of the Lemva zone of the Northern Urals]. Syktyvkar, Prolog publ., 1998, 340 p. (In Russ.)
26. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Elementy-primesi v chernykh slantsakh [Elements-impurities in black shales]. Ekaterinburg, UIF Nauka publ., 1994, 304 p. (In Russ.)
27. Sun S. S., McDonough W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Magmatism in the Oceanic Basins. Geol. Soc. Spec. Publ., 1989, vol. 42, pp. 313–345.
28. Bakhtin A. I., Nizamutdinov N. M., Khasanova N. M., Nuriyeva E. M. Faktornyy analiz v geologii: Uchebnoye posobiye [Factor analysis in geology: Textbook]. Kazan, Kazanskiy gosudarstvennyy universitet publ., 2007, 32 p. (In Russ.)
29. Naumov M. V. Osnovnyye zakonomernosti postimpaktnogo gidrotermal'nogo protsessa [The main regularities of the post-impact hydrothermal process]. Astronomicheskiy vestnik ‒ Astronomical Bulletin, 1996, vol. 30, no. 1, pp. 25–32 (In Russ.)
30. Abramov O., Kring D. A. Numerical Modeling of an ImpactInduced Hydrothermal System at the Sudbury Crater. J. Geophys. Res. (Planets), 2004, vol. 109, pp. 10007–10023.
31. Yudovich Ya. E., Belyayev A. A., Ketris M. P. Geokhimiya i rudogenez chernoslantsevykh formatsiy Pay-Khoya [Geochemistry and ore genesis of Pai-Khoi black shale formations]. Saint Petersburg, Nauka publ., 1998, 366 p. (In Russ.)
32. Nazarov M. A., Badyukov D. D., Alekseyev A. S., Kolesnikov E. M., Kashkarov L. L., Barsukova L. D., Suponeva I. V., Kolesov G. M. Karskaya udarnaya struktura i yeye svyaz' s melpaleogenovym sobytiyem [Kara impact structure and its relationship with the Cretaceous-Paleogene event]. Bulletin MOIP, Department of Geology, 1993, vol. 68, no. 3, pp. 13–32 (In Russ.)
33. Koeberl C. Identification of meteoritic components in impactites. In: Grady M.M., Hutchison R., McCall G.J.H. Rothery D. A. Ed. Meteorites: Flux with Time and Impact Effects. Geological Society, London, Special Publications, 1998, vol. 140, pp. 133–153.
34. Sergiyenko E. S., Tselmovich V. A., Popov V. V., Tsibulskaya A. E, Drabkina E. A., Petrov I. N. Mikrostruktura, sostav i magnitnyye svoystva zyuvitov Karskoy astroblemy [Microstructure, composition and magnetic properties of suevites of the Kara astroblem]. Paleomagnetizm i magnetizm gornykh porod. Materialy Mezhdunarodnogo seminara [Paleomagnetism and magnetism of rocks. Proceedings of the International Seminar]. Saint Petersburg publ., 2010, pp. 227–233 (In Russ.).
35. Malkov B. A., Filippov V. N. Sulfidy nikelya i medi v zhil'nykh tagamitakh Karskoy astroblemy [Nickel and copper sulfides in vein tagamites of the Kara astrobleme]. Teoriya, istoriya, filosofiya i praktika mineralogii: materialy IV Mezhdunarodnogo mineralogicheskogo seminara [Theory, History, Philosophy and Practice of Mineralogy: proceedings of the IV International Mineralogical Seminar]. Syktyvkar, Geoprint publ., 2006, pp. 162– 165 (In Russ.).