1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле
  4. T. 508, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2023, T. 508, № 1, стр. 68-78

Возраст вулканических туфов в разрезах басинской и зиганской свит ашинской серии венда (эдиакария) на Южном Урале: результаты U–Th–Pb (SIMS и La–ICP–MS) датирования акцессорного циркона

А. В. Рязанцев 1, *, А. А. Разумовский 1, И. А. Новиков 2, А. И. Куртукова 1, Н. А. Каныгина 1, Ю. В. Яшунский 1, А. С. Дубенский 1, В. С. Шешуков 1

1 Геологический институт Российской академии наук
Москва, Россия

2 Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: avryazan51@mail.ru

Поступила в редакцию 15.08.2022
После доработки 05.10.2022
Принята к публикации 06.10.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Для пепловых туфов из разрезов басинской и зиганской свит ашинской серии венда (эдиакария) Южного Урала U–Th–Pb-методом SIMS (SHRIMP II) и La–ICP–MS по акцессорному циркону получены значения изотопного возраста. Составы туфов соответствуют риолитам, комендитам, трахитам, трахиандезитам. Они имеют редкометальную геохимическую специализацию. Конкордантное значение U–Pb-возраста циркона из туфов басинской свиты составило 578 ± 7, 577 ± 7 и 568 ± 5 млн лет (SHRIMP II). Возраст зерен циркона из двух других точек басинской свиты 573 ± 4 и 574 ± 3 млн лет (La–ICP–MS). Возраст зерен циркона из туфов зиганской свиты 566 ± 5 млн лет (SHRIMP II). Туфы накапливались в тыловой части окраинно-континентального вулканического пояса.

Ключевые слова: венд, эдиакарий, ашинская серия, басинская свита, зиганская свита, вулканические туфы, Южный Урал, U–Pb-возраст зерен циркона, SHRIMP II, La–ICP–MS

Вендское время на окраине Балтики, комплексы которой представлены в Башкирском мегантиклинории, ознаменовано аккреционно-коллизионными событиями, орогенезом и накоплением моласс ашинской серии [1, 8, 14, 15]. Rb–Sr-возраст глауконитов из бакеевской свиты низов разреза серии определяется значением 642 ± 9 млн лет [5]. На уровне верхнего венда в разрезе серии выделяются урюкская, басинская, куккараукская и зиганская свиты, в разрезе которых преобладают терригенные породы с редкими маломощными горизонтами вулканических туфов. По циркону из пепловых туфов в разрезе верхнего венда в Усть-Катаве U/Pb-методом (La–ICP–MS) ранее было получено значение возраста 548 ± 4 [19] (рис. 1, разрез 3). Стратиграфическое положение фрагмента разреза с туфами является предметом дискуссии. Согласно одним схемам, он принадлежит зиганской свите [4, 6, 19], согласно другим – басинской свите [12, 15]. По мнению [17] U–Pb (La–ICP–MS)-датировка циркона 548 ± 4 млн лет [19] нуждается в пересмотре. Дискуссионность вопросов корреляции разрезов ашинской серии и ее возраста обострилась после получения для циркона из туфов басинской свиты на западном крыле Алатауского антиклинория значения U–Pb-возраста (SHRIMPII) 573 ± 2 млн лет [13] (рис. 1, разрез 1, проба 1).

Рис. 1.

Схема Башкирского мегантиклинория (а) по [10], схема корреляции разрезов ашинской серии венда (б) с использованием [6, 12, 15, 20]. На схеме структурной зональности Урала (в) положение района рис. а. 1 – палеозойские толщи; 2 – ашинская серия, венд; 3–5 – толщи рифея: 3 – терминального, 4 – верхнего, 5 – среднего; 6 – нижнего; 7 – палеозойские и допалеозойские толщи зоны Уралтау; 8 – офиолиты; 9 – разломы; на схеме (в): 10 – чехол Русской плиты, 11 – молассы Предуральского краевого прогиба, 12 – Западно-Уральская мегазона и комплексы Тимана, 13 – Центрально-Уральская мегазона, 14 – Тагило-Магнитогорская мегазона, 15 – Восточно-Уральская и Зауральская мегазоны; 16 – чехол Западно-Сибирской плиты, 17 – Главный Уральский разлом; на схеме (б): 18 – конгломераты и конгломератобрекчии, 19 – песчаники, 20 – алевролиты, 21 – карбонаты, 22 – туфы; 23–25 – эдиакарские фоссилии: 23 – Arumberia banksi, 24 – Kuckaraukia multituberculata, 25 – Palaeopascichnus sp; 26 – пробы для определения возраста и их номера (1 – SU185-22A, 2 – 2149/2, 3 – P20203/1, 4 – P20203/2, 5 – 21142/1, 6 – 21142/2); 27 – поверхности несогласия; 28 – номера разрезов на рис. 1 б и их положение на схеме 1 а. Буквами на колонках обозначены свиты: D1tk – такатинская, V1bk – бакеевская, V1tp – толпаровская, V1sr – суировская, V2ur – урюкская, V2bs – басинская, V2kk – куккараукская, V2zg – зиганская; R3mn – миньярская, R3kt – катавская, R3uk – укская.

Для дополнения характеристики разрезов верхнего венда, более надежной их корреляции, уточнения времени проявления вулканизма и его геохимических характеристик, а также для установления возрастных интервалов распространения эдиакарской фауны, нами исследованы разрезы басинской и зиганской свит с ранее известными и новыми местонахождениями туфов. Во всех разрезах определен U–Pb-возраст выделенного из туфов акцессорного циркона (SHRIMP II и La–ICP–MS). Исследования на приборе SHRIMP II производились во ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург), La-ICP–MS в ГИН РАН (Москва).

Геологическое положение точек опробования вулканических туфов. Разрез на восточном крыле Алатауского антиклинория. Восточнее с. Толпарово, в нижней части разреза басинской свиты, выше пачки переслаиваивающихся бордовых и зеленых алевролитов залегает пачка, содержащая туфы. (см. рис. 1, разрез 2, рис. 2 а). В ее основании находятся палевые туфоаргиллиты (5 м), выше – желто-палевые полимиктовые песчаники мелко-среднезернистые, расслоенные туфами (10 м). В разрезе присутствуют не менее 9 горизонтов мощностью по 0.5–8 см витро– и кристаллокластических туфов, разделенных пластами песчаников мощностью 0.3–1.2 м. Выше, после необнаженного интервала 50 м залегает толща переслаивающихся зеленых песчаников и алевролитов. Пробы взяты в точке с координатами 53°59′42.5″ с.ш. 57°10′36.0″ в.д. из кристаллокластических туфов нижнего горизонта мощностью 0.5–1.0 см (проба Р20203/1) и из залегающего в 2 метрах выше горизонта (5–8 см) кристалло-витрокластических туфов (проба Р20203/2) (см. рис. 1, разрез 2, пробы 3, 4).

Рис. 2.

Обнажения разрезов ашинской серии с вулканическими туфами. Горизонты туфов обведены, или подчеркнуты желтыми пунктирными линиями. Звездами показано положение проб для выделения цирконов и отмечены их номера. а – нижняя часть пачки с туфами в басинской свите восточнее с. Толпарово; б  – басинская свита в Усть-Катаве, в – зиганская свита на дороге Макарово-Кулгунино.

Разрез на западном крыле Алатауского антиклинория. В разрезе, вскрытом вдоль новой дороги Макарово-Кулгунино, присутствуют басинская, куккараукская и зиганская свиты (см. рис. 1, разрез 1). Ранее [13] в верхней части разреза басинской свиты этого разреза из горизонта кристалло- и витрокластических туфов мощностью до 7 см, залегающего среди толщи переслаивающихся серо-зеленых песчаников и алевролитов, была взята проба в точке SU185–22A (см. рис. 1, разрез 1, проба 1). По 25 кристаллам циркона из пробы получено значение возраста 573 ± 2 млн лет (СКВО = 0.0092, Вероятность = 0.92).

В этом же разрезе, выше конгломератов и гравелитов куккараукской свиты, в зиганской свите, в толще переслаивающихся пестроцветных мелкозернистых песчаников и алевролитов прослеживаются два горизонта туфов, мощностью 0.25–0.4 м, разделенные интервалом 1.8 м терригенных пород (рис. 2 в). Витрокластические туфы превращены в глины с прослойками по 2–3 мм слаболитифицированных кристаллокластических туфов. Циркон выделен из туфов верхнего горизонта в точке 2149/2 с координатами 53°34′21.0″ с.ш. 56°40′37.7″ в.д. (см. рис. 1, разрез 1, проба 2).

Разрез на западном крыле Сулеймановской антиклинали. На севере Усть-Катава, ниже терригенных пород такатинской свиты среднего девона обнажается фрагмент разреза ашинской серии [3, 12, 18, 19]. Имеющиеся на сегодняшний день данные позволяют относить этот фрагмент разреза к басинской свите. Снизу вверх здесь обнажается пачка (50 м) переслаивающихся алевролитов и алевропесчаников темно-зеленого и бордового цвета, которая сменяется пачкой бордовых песчаников и алевролитов (90 м). В разрезе нижней пачки присутствуют 8 горизонтов витрокластических и лапиллиевых туфов мощностью 0.5–10 см. Циркон выделен из туфов в точке 21142 с координатами 53°56′31.30″с.ш., 58°10′10.80″ в.д. из нижнего (проба 21142/1) и верхнего (проба 21142/2) наиболее мощных горизонтов витрокластических туфов (см. рис. 1, разрез 3, пробы 5, 6; рис. 2 б).

Состав туфов. Кристаллокластические туфы в басинской свите сложены кристаллами калиевого полевого шпата, альбита, кварца, биотита, хлоритизированного амфибола. Витрокластические туфы как в басинской, так и в зиганской свитах сложены пизолитами и “рогульками” стекла красного цвета, а также редкими кристаллами кварца и КПШ. В разрезе Усть-Катава среди витро-кристаллокластических туфов обнаружены отдельные лапилли амфиболовых трахидацитов размером 0.5–10 мм. Среди акцессорных минералов в кристалло- и кристалло-витрокластических туфах преобладают титаномагнетит, апатит и циркон, которые часто образуют совместные агрегаты, а также ксенотим, барит, флоренсит.

Туфы всех разрезов, особенно витрокластические разности, изменены вторичными процессами и часто превращены в глины. В этих породах проявлены метасоматические процессы, отраженные в составе акцессорных зерен циркона, которые часто имеют повышенные содержания U и Th. Реконструкция составов туфов по малоподвижным элементам на диаграмме Nb/Y–Zr/Ti [16] показывает принадлежность туфов к риолитам, комендитам, трахитам, трахиандезитам. Содержания K2O варьируют от 1.2% в кристаллокластических, до 8% в витрокластических, превращенных в глины, туфах. В туфах проявлена редкометальная геохимическая специализация. Сумма РЗЭ в них варьирует в диапазоне (г/т) 260–880, Zr – 172–470, U – до 17–25, Nb – 35–158 (табл. 1). Повышенные содержания Ta и Nb в туфах связаны с титаномагнетитом, РЗЭ – с флоренситом и апатитом, U и Th – с цирконом и апатитом. Содержания Ba в туфах варьируют в диапазоне 320–1240 г/т, а в разрезе басинской свиты в Усть-Катаве достигают 33658 г/т и, по-видимому, связаны с метасоматическими процессами. Спектры РЗЭ имеют дифференцированный характер (Lan/Ybn = 1.5–22.7). Для всех разностей характерна отрицательная Eu-аномалия.

Таблица 1.

Содержания петрогенных окислов (вес. %) и редких и рассеянных элементов (г/т) в туфах ашинской серии

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SiO2 52.28 57.24 58.9 57.5 61.0 77.22 71.74 71.33 52.69 50.97 51.83 48.06 55.10 54.14 64.08
TiO2 0.46 1.21 0.46 0.45 0.41 0.34 0.21 0.21 0.38 0.28 0.28 0.17 0.43 0.30 0.74
Al2O3 20.05 18.55 20.0 19.5 18.0 11.75 15.63 15.83 26.42 25.94 26.38 24.21 22.94 24.73 18.68
Fe2O3 5.9 4.14 4.8 6.7 5.1 1.76 1.76 1.76 2.61 3.40 3.65 8.51 3.60 3.25 2.69
FeO 0.1 1.2 0.00 0.00 0.00 0.59 <0.1 <0.1 0.45 1.00 0.84 0.23 0.59 0.26 0.75
MnO 0.28 0.27 0.30 0.17 0.55 0.1 0.04 0.04 0.10 0.17 0.18 0.08 0.06 0.12 0.07
MgO 4.04 3.64 3.5 3.7 3.6 1.12 1.61 1.66 1.51 1.68 1.71 2.46 2.36 2.11 2.08
CaO 0.58 0.9 0.52 0.54 0.45 0.24 0.26 0.26 0.61 0.72 0.73 0.48 0.66 0.65 0.55
K2O 7.22 4.87 5.6 5.8 5.2 1.2 3.09 3.26 6.00 5.47 5.56 6.74 5.99 5.65 4.42
Na2O 0.17 2.49 0.32 0.36 0.30 3.16 0.1 0.82 0.56 1.03 1.05 0.09 0.43 0.39 1.20
P2O5 0.16 0.3 0.14 0.15 0.15 0.06 0.03 0.02 0.13 0.10 0.11 0.21 0.28 0.22 0.24
loi 8.52 4.82 5 4.70 4.80 2.25 4.52 4.7 8.50 9.12 7.59 8.73 7.49 8.15 4.42
Sum 99.76 99.62 99.50 99.60 99.56 99.79 99.88 99.88 99.96 99.89 99.91 99.97 99.94 99.96 99.92
Li 16.8 20.0 16.0 18.1 14.2 30.0 16.8 17.5 14.2 32.4 48.9 15.9 19.3 16.3 25.8
Be 7.0 2.5 5.4 5.1 5.0 2.5 5.0 5.2 5.0 2.8 4.2 19.0 12.0 13.6 5.3
Sc 9.7 7.4 7.4 8.9 7.9 4.7 5.1 5.2 7.9 19.5 20.0 4.2 10.1 10.6 15.9
V 51.3 64.8 49.7 49.8 44.2 21.7 11.5 11.2 44.2 21.1 73.4 19.2 48.1 38.8 77.4
Cr 6.7 10.2 8.0 9.9 6.6 34.8 9.4 10.0 6.6 3.5 24.2 8.3 35.3 19.9 51.6
Co 14.2 40.5 14.1 16.3 12.8 6.6 2.8 2.8 12.8 11.6 76.7 6.2 9.7 9.6 11.5
Ni 17.6 33.4 20.1 20.0 19.7 36.1 7.6 7.6 19.7 11.0 37.8 10.4 19.9 15.7 24.4
Cu 95.9 118 111 113 98.9 17.1 8.5 9.0 98.9 4.4 43.3 35.9 36.1 42.2 18.6
Zn 59.1 82.8 58.8 58.4 52.3 45.9 43.2 43.7 52.3 48.2 93.9 65.1 81.5 59.8 75.7
Ga 20.1 14.2 17.3 18.1 17.6 11.7 17.6 18.2 17.6 21.7 21.2 36.5 35.7 29.9 25.0
As 13.2 8.5 8.6 12.0 14.9 14.8 1.5 0.82 14.9 1.8 24.2 8.3 2.2 3.5 2.4
Rb 208 134 229 218 224 38.6 107 110 224 146 163 276 278 198 211
Sr 34.8 102 33.6 31.2 31.0 76.6 41.1 41.1 31.0 170 294 29.7 44.8 42.1 69.5
Y 32.9 23.6 50.8 46.1 61.4 31.7 41.2 43.0 61.4 64.5 42.8 101 116 46.4 63.6
Zr 279 172 315 322 390 470 190 201 390 389 170 339 303 217 301
Nb 52.4 34.6 51.9 48.6 50.7 31.9 32.6 32.5 50.7 33.3 20.8 75.1 62.5 158 64.0
Mo 0.66 0.49 0.65 0.93 0.89 6.2 2.2 2.8 0.89 0.86 4.8 2.4 1.1 0.45 1.1
Cs 12.9 10.3 12.9 12.2 12.8 2.4 2.4 2.5 12.8 5.3 9.9 13.0 10.2 11.5 8.3
Ba 908 1000 708 592 727 536 512 497 727 2240 33658 1236 420 317 470
La 135 38.3 175 132 190 51.0 44.2 45.6 190 129 84.1 44.8 32.9 30.1 44.8
Ce 295 97.5 325 248 355 99.0 84.6 87.4 355 316 205 101 77.8 81.2 102
Pr 29.3 9.6 33.2 26.4 37.8 10.4 9.8 10.0 37.8 39.0 26.7 12.6 9.1 8.1 11.2
Nd 109 39.4 121 103 153 37.0 36.0 36.9 153 170 102 51.7 36.3 33.0 43.1
Sm 18.6 8.5 18.5 16.0 22.3 7.0 7.4 7.5 22.3 20.6 19.0 14.1 9.5 9.0 9.2
Eu 2.7 1.2 3.2 2.7 3.7 0.87 0.58 0.61 3.7 2.3 2.9 1.5 1.2 1.3 1.4
Gd 12.8 7.8 14.4 11.8 18.0 5.9 6.2 6.3 18.0 9.7 14.3 12.7 10.3 8.9 8.7
Tb 1.8 1.2 1.9 1.8 2.3 1.0 1.1 1.1 2.3 1.6 1.9 2.5 2.2 1.8 1.6
Dy 9.8 6.5 9.8 8.7 12.7 5.3 6.6 6.8 12.7 11.2 9.4 17.5 16.8 11.3 10.7
Ho 1.9 1.2 1.7 1.7 2.3 1.0 1.3 1.4 2.3 2.5 1.6 3.7 3.8 2.2 2.2
Er 5.2 3.1 5.1 4.7 6.4 3.1 4.2 4.4 6.4 8.3 4.5 12.0 11.8 6.1 6.6
Tm 0.68 0.38 0.72 0.67 0.77 0.49 0.69 0.73 0.77 1.2 0.59 2.1 2.0 0.98 1.1
Yb 4.6 2.3 5.0 4.8 5.6 3.3 4.7 5.0 5.6 8.3 4.0 16.5 14.7 7.0 7.7
Lu 0.62 0.31 0.68 0.67 0.77 0.50 0.73 0.77 0.77 1.2 0.67 2.5 2.2 0.95 1.1
Hf 9.4 5.0 10.2 9.7 11.7 11.5 6.2 6.6 11.7 13.1 5.8 22.2 15.7 10.6 9.4
Ta 4.7 1.6 4.5 4.2 4.3 1.5 2.8 2.9 4.3 2.1 1.5 7.5 5.1 15.6 4.7
Pb 49.3 125 69.7 60.6 67.1 71.5 27.9 23.9 67.1 11.8 66.2 20.8 17.9 9.1 10.6
Th 112 33.3 106 98.6 103 34.1 46.7 42.9 103 23.4 18.6 82.4 53.8 37.4 26.6
U 6.8 7.4 6.6 5.2 5.1 25.2 8.4 8.5 5.1 6.1 6.5 7.5 10.5 15.6 8.1

Примечание. Номера проб, район их отбора и состав туфов. 1–11 – басинская свита. 1–5 – дорога Макарово-Кулгунино:1 – SU185-22A1, витрокластический; 2 – SU185-22A1T, кристаллокластический; 3 – Р201/2, витрокластический; 4 – Р201/3, витрокластический; 5 – Р201/4, кристаллокластический; 6–8 – восточнее села Толпарово: 6 – Р20203/1A, кристаллокластический; 7 – Р20203/2A кристалло-витрокластический; 8 – Р20203/2Б кристалло-витрокластический; 9–11 – север Усть-Катава: 9–21142/1, витрокластический; 11–21142/2, витрокластический; 12–15 – зиганская свита, дорога Макарово-Кулгунино: 12–2149/1а, кристалло-витрокластический; 13–2149/2а, витрокластический; 14–2149/2б, кристалло-витрокластический; 15–2149/2а, витрокластический.

Результаты исследования зерен циркона. Кристаллы циркона во всех пробах идиоморфные с расплавными включениями, без признаков перемыва (рис. 3). Во всех пробах присутствуют высокоурановые и высокоториевые зерен циркона, по которым определены позднепалеозойские, или вендские дискордантные значения возраста.

Рис. 3.

Катодо-люминесцентные микрофотографии кристаллов акцессорного циркона из проб 2149/2, Р20203/1, Р20203/2, 21142/1. Номера точек соответствуют номерам анализов в табл. 2.

По циркону из разреза басинской свиты на восточном крыле Алатауского антиклинория для пробы Р20203/1 по 6 кристаллам получено конкордантное значение возраста 568 ± 5 млн лет, СКВО = 0.37, вероятность = 0.97. Для пробы Р20203/2 по 9 кристаллам получено конкордантное значение возраста 577 ± 7 млн лет, СКВО = = 0.31, вероятность = 1.0 (рис. 4, табл. 2). Объединение этих проб и расчет по 15 точкам определяют значение возраста 570 ± 2 млн лет (СКВО = = 0.5, вероятность = 0.99).

Рис. 4.

Диаграммы с конкордией для циркона из туфов зиганской свиты на западном крыле Алатауского антиклинория, проба 2149/2 (а); басинской свиты на западном крыле Алатауского антиклинория, проба SU185-22 по [13](б); басинской свиты на восточном крыле Алатауского антиклинория, проба Р20203/1 (в), проба Р20203/2 (г), пробы Р20203/1 и Р20203/2 объединенные (д); басинской свиты на крыле Сулеймановской синклинали в Усть-Катаве (е).

Таблица 2.

Результаты U–Pb (SHRIMP-II) изотопных исследований циркона

№№ анализа 206Pbc, % Содержания, мкг/г 232Th/238U Изотопные отношения Rho Возраст ± млн л
206Pb* U Th 207Pb/206Pba ± % 207Pb/235U, ± % 206Pb/238U, ± % (1) 206Pb/238U (2) 207Pb/206Pb
Басинская свита проба P20203/1
1 0.00 45.8 581 242 0.43 0.059 ± 0.8 0.746 ± 1.3 0.09171 ± 1.0 0.8 565.6 ± 5.7 567 ± 18
2 0.00 9.67 122 89 0.75 0.0588 ± 1.8 0.747 ± 2.2 0.0921 ± 1.2 0.6 568.0 ± 6.6 560 ± 40
3 0.07 17.3 214 189 0.91 0.06035 ± 1.5 0.783 ± 1.9 0.0941 ± 1.2 0.6 579.5 ± 6.5 616 ± 32
4 0.08 14.6 186 105 0.58 0.05888 ± 1.6 0.741 ± 2.0 0.0913 ± 1.2 0.6 563.2 ± 6.4 563 ± 36
5 0.05 41.5 528 277 0.54 0.05882 ± 1.0 0.741 ± 1.4 0.09136 ± 1.1 0.7 563.6 ± 5.7 561 ± 21
6 1.72 26.4 328 186 0.59 0.0584 ± 4.1 0.743 ± 4.3 0.0922 ± 1.1 0.3 568.7 ± 6.1 545 ± 90
Басинская свита проба P20203/2
1 0.12 25 309 304 1.01 0.059 ± 1.9 0.764 ± 2.7 0.0939 ± 1.9 0.7 578 ± 10 567 ± 42
2 0.00 14.1 177 140 0.82 0.060 ± 2.3 0.76 ± 3 0.0924 ± 1.9 0.6 569.0 ± 10 591 ± 49
3 0.00 14.1 173 161 0.96 0.059 ± 2.3 0.772 ± 3 0.0948 ± 2 0.7 584.0 ± 11 584.0 ± 50
4 0.17 9.93 120 87 0.75 0.059 ± 3.1 0.779 ± 3.7 0.0958 ± 2 0.5 590.0 ± 11 590.0 ± 68
5 0.00 37.4 456 287 0.65 0.060 ± 1.4 0.778 ± 2.3 0.0956 ± 1.8 0.8 588.0 ± 10 588.0 ± 31
6 0.00 34.9 438 218 0.51 0.0599 ± 1.4 0.756 ± 2.3 0.0929 ± 1.9 0.8 572.0 ± 10 569 ± 31
7 0.00 46.8 590 231 0.41 0.059 ± 1.2 0.751 ± 2.2 0.0923 ± 1.8 0.8 569.1 ± 10 567 ± 27
8 0.08 45 565 292 0.53 0.059 ± 1.4 0.742 ± 2.3 0.0925 ± 1.8 0.8 570.3 ± 9.9 536 ± 32
9 0.00 37.1 462 252 0.56 0.059 ± 1.4 0.757 ± 2.3 0.0934 ± 1.8 0.8 576.0 ± 10 557 ± 31
Басинская свита проба 21142/1
1 0.02 7.89 97 57 0.61 0.059 ± 12.8 0.77 ± 13.0 0.095 ± 1.9 0.1 584 ± 11 568 ± 279
2 0.00 7.06 87 49 0.58 0.058 ± 14.1 0.75 ± 14.3 0.094 ± 2.0 0.1 581 ± 11 524 ± 310
3 0.50 9.54 118 69 0.60 0.063 ± 9.2 0.81 ± 9.4 0.094 ± 1.7 0.2 578 ± 9 706 ± 196
4 0.03 10.3 131 113 0.90 0.061 ± 7.4 0.78 ± 7.6 0.092 ± 1.5 0.2 566 ± 8 651 ± 159
5 0.78 4.57 56 34 0.63 0.071 ± 14.9 0.93 ± 15.1 0.095 ± 2.5 0.2 584 ± 14 964 ± 305
6 0.06 7.76 96 71 0.76 0.059 ± 12.2 0.77 ± 12.4 0.094 ± 1.9 0.2 581 ± 11 579 ± 266
7 0.00 9.38 114 68 0.62 0.064 ± 7.2 0.84 ± 7.4 0.096 ± 1.7 0.2 589 ± 9 726 ± 152
8 0.00 7.83 96 54 0.58 0.059 ± 12.0 0.78 ± 12.1 0.095 ± 2.0 0.2 587 ± 11 568 ± 260
9 0.30 8.8 109 64 0.60 0.069 ± 7.56 0.89 ± 7.8 0.094 ± 1.8 0.2 578 ± 10 891 ± 156
10 0.00 10.5 129 88 0.71 0.059 ± 9.6 0.77 ± 10.0 0.095 ± 2.8 0.3 585 ± 16 571 ± 207
Зиганская свита проба 2149/2
1 0.18 26.2 340 387 1.17 0.059 ± 2.1 0.724 ± 2.5 0.0896 ± 1.4 0.6 553.1 ± 7.5 551 ± 45
2 0.31 15.9 203 163 0.83 0.057 ± 3.2 0.713 ± 3.5 0.091 ± 1.6 0.4 561.2 ± 8.4 487 ± 70
3 0.37 6.65 81 81 1.03 0.061 ± 5.3 0.800 ± 5.6 0.0949 ± 1.8 0.3 584.2 ± 10 644 ± 110
4 0.15 29.1 371 580 1.61 0.059 ± 2.1 0.736 ± 2.5 0.091 ± 1.4 0.6 561.3 ± 8.4 556 ± 45
5 0.39 20.3 260 232 0.92 0.058 ± 3.2 0.727 ± 3.5 0.0903 ± 1.6 0.4 557.6 ± 8.3 543 ± 70
6 0.33 14.2 181 209 1.19 0.057 ± 3.8 0.718 ± 4.1 0.091 ± 1.6 0.4 561.6 ± 7.7 499 ± 84
7 0.53 4.77 59 72 1.26 0.065 ± 6.6 0.828 ± 6.9 0.0929 ± 2.1 0.3 573 ± 11 762 ± 140
8 0.19 13 164 140 0.88 0.057 ± 3.7 0.721 ± 4 0.0924 ± 1.6 0.4 569.9 ± 8.9 474 ± 81
9 0.33 15.4 196 172 0.91 0.058 ± 3.8 0.731 ± 4.1 0.0912 ± 1.7 0.4 562.6 ± 9 536 ± 83
10 0.10 26.9 335 573 1.76 0.059 ± 2.4 0.764 ± 2.9 0.0934 ± 1.5 0.5 575.3 ± 8.5 581 ± 53
11 0.52 19.1 238 223 0.97 0.06 ± 4.3 0.769 ± 4.6 0.093 ± 1.6 0.3 573.1 ± 8.6 603 ± 92

Примечание: Погрешности приведены для интервала 1σ. Pbc и Pb* – обыкновенная и радиогенная составляющие соответственно. Ошибка калибровки стандарта для пробы Р20203/1 составляла 0.35%, для пробы Р20203/2 0.6%, для пробы 21142/1–0.39%, для пробы 2149/2–0.37%. Rho – коэффициент корреляции отношений 207Pb/235U–206Pb/238U.

Кристаллокластические туфы нижнего горизонта (проба Р20203/1) имеют постепенный переход к перекрывающим песчаникам. Переходный слой мощностью около 2 см представлен полимиктовыми песчаниками с туфогенной примесью. Из этого слоя выделены зерна циркона, которые исследованы методом La–ICP–MS. Из данной пробы изучено 100 зерен циркона, для которых получено 55 конкордатных оценок возраста. Преобладающими являются идиоморфные кристаллы с возрастами в интервале от 554 до 596 млн лет с максимумами 566 (15 зерен) и 580 (11 зерен) млн лет (рис. 5), которые характеризуют синхронный осадконакоплению вулканизм. Средневзвешенное значение возраста для зерен циркона с возрастами в интервале 554–596 млн лет составляет 573 ± 4 млн лет. Детритовые окатанные зерна имеют конкордантные оценки возрастов в интервалах 1126–1161, 1443–1573 и 1973–2001 млн лет, с максимумами 1142 (4 зерна), 1481 (6 зерен), 1561 (3 зерна) и 1987 (4 зерна) млн лет. Единичные зерна имеют неоархейские значения возраста 2517 ± 9 и 2676 ± 8 млн лет.

Рис. 5.

Гистограммы и кривые плотности вероятности распределения возрастов детритовых и вулканогенных цирконов с детализацией для вендского уровня из туфогенных песчаников басинской свиты восточнее Толпарово, проба Р20203-1А (а) и вулканогенных зерен циркона из туфов басинской свиты в разрезе Усть-Катава, проба 21142-2 (б).

Для туфов в разрезе на западном крыле Сулеймановской антиклинали, на севере Усть-Катава по 10 кристаллам циркона из пробы 21142/1 получено значение возраста 578 ± 7 млн лет (СКВО = = 0.27, вероятность = 0.98 (SHRIMP II)). Для пробы 21142/2 в этом же разрезе установлен U–Pb-возраст методом La-ICP-MS. Из этой пробы изучены 100 зерен циркона, для которых получены 68 конкордантных оценок возраста. Преобладающими являются зерна циркона с возрастами в интервале от 550 до 617 млн лет с максимумом по 39 зернам 574 млн лет (см. рис. 5). Средневзвешенное значение возраста по этой пробе 574 ± ± 3 млн лет.

Для циркона из туфов зиганской свиты на западном крыле Алатауского антиклинория в пробе 2149/2 по 11 кристаллам получен конкордантный возраст 566 ± 5 млн лет (СКВО = 0.50, вероятность = 0.97). Для 6 темных кристаллов с повышенными содержаниями урана (897–2086 г/т) получен возраст вторичных изменений в диапазоне 256 ± 4–297 ± 4 млн лет.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

Согласно проведенным исследованиям и с учетом данных [13], басинская свита охарактеризована шестью близкими значениями возраста акцессорных зерен циркона: 578 ± 7, 577 ± 7, 573 ± 2, 568 ± 5 (SHRIMP II) и 573 ± 4, 574 ± 3 млн лет (La–ICP–MS). Для зиганской свиты получено значение 566 ± 5 млн лет (SHRIMP II). Эти значения позволяют довольно уверенно определять возрастной уровень свит и коррелировать структурно разобщенные разрезы ашинской серии.

Данные, полученные по разрезу в Усть-Катаве по пробам 21142/1 и 21142/2 (578 ± 7 и 574 ± 3 млн лет) не подтверждают прежний опубликованный для этого разреза результат со значением 548 ± 4 млн лет [19], который, по-видимому, является ошибочным. Новые данные позволяют поддержать точку зрения [12, 18], согласно которой данный фрагмент разреза с туфами следует относить к басинской свите (см. рис. 1, разрез 3).

Новые данные позволяют более обоснованно коррелировать разрезы венда Башкирского мегантиклинория с разрезами Среднего Урала, для которых имеются U–Pb (La–ICP–MS)-датировки зерен циркона из туфов в диапазоне 567 ± 4– 564 ± 4 млн лет [3, 4, 7, 12].

Сопоставления с разрезами Среднего Урала и Восточно-Европейской платформы показывают, что основной объем разреза верхнего венда Башкирского мегантиклинория древнее котлинского регионального яруса, с которым эти разрезы сопоставлялись ранее [3, 4, 12].

Наиболее ранние эдиакарские органические остатки, представленные палеопасцихнидами, находятся в разрезе басинской свиты в Усть-Катаве [12] ниже пачки с туфами, имеющими возраст 578 ± 7 и 574 ± 3 млн лет.

Для разрезов басинской свиты Усть-Катава [19] и зиганской свиты на западном крыле Алатауского антиклинория [2] были выявлены признаки гиперактивности магнитого поля, которые относились к возрастному уровню около значения 548 ± 4 млн лет. Новые данные определяют положение этих фрагментов разреза вблизи уровня 578 ± 7 и 566 ± 5 млн лет.

Данные о присутствии в тяжелой фракции терригенных пород из разреза куккараукской свиты фосфатного детрита, интерпретированного как фрагменты раковин брахиопод нижнего кембрия [9], нуждаются в проверке и дополнительной оценке. Вероятно, это фрагменты фосфатных конкреций.

Состав туфов Башкирского антиклинория имеет сходство с туфами перевалокской свиты Среднего Урала, которые также имеют редкометальную геохимическую специализацию [11].

Одновременное присутствие в туфах ашинской серии минералов тяжелой (титаномагнетит, апатит, циркон, биотит) и легкой (полевые шпаты, кварц) фракций указывает на то, что вулканический пепел не разделился на фракции в процессе эолового переноса и вулканы, по-видимому, находились на незначительном удалении от разрезов с туфами. В пользу близкого расположения вулканических центров свидетельствует также присутствие в разрезе Усть-Катава лапиллиевых туфов.

В настоящее время имеется достаточно оснований для реконструкции в складчатом поясе на юге Урала фрагментов вендского окраинно-континентального вулканоплутонического пояса, который развивался после коллизии островной дуги и пассивной окраины Балтики [14]. В пользу таких построений свидетельствует также состав тонкозернистых терригенных пород ашинской серии, который объясняется присутствием источников обломочного материала, характерных для внутриокеанических островных дуг и активных континентальных окраин, с одной стороны, и пассивных континентальных окраин, с другой стороны [12]. Вулканизм, продуктом которого являются туфы ашинской серии, вероятно характеризует тыловую часть вулканоплутонического пояса, на переходе к задуговому прогибу.

Список литературы

  1. Беккер Ю. Р. Молассы докембрия. Л.: Недра, 1988. 288 с.

  2. Голованова И.В., Данукалов К.Н., Сальманова Р.Ю. и др. Верхневендский период гиперактивности магнитного поля: новые палеомагнитные данные по зиганской свите на Южном Урале // Геологический вестник. 2021. № 1. С. 46–54.

  3. Гражданкин Д.В., Маслов А.В. Место венда в международной стратиграфической шкале // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 4. С. 703–717.

  4. Гражданкин Д.В., Марусин В.В., Меерт Дж., Крупенин М.Т., Маслов А.В. Котлинский горизонт на Южном Урале // ДАН. 2011. Т. 440. № 2. С. 201–206.

  5. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Горожанин В.М. и др. Основание венда на Южном Урале: Rb-Sr возраст глауконитов бакеевской свиты // Стратиграфия. Геол. Корреляция. 2019. Т. 27, № 5. С. 82–96.

  6. Козлов В.И., Синицына З.А., Кулагина Е.И. и др. Путеводитель геологической экскурсии по разрезам палеозоя и верхнего докембрия западного склона Южного Урала и Приуралья. Уфа, 1995. 177 с.

  7. Кузнецов Н.Б., Белоусова Е.А., Крупенин М.Т. и др. Результаты геохронологического и изотопно-геохимического изучения циркона из туфов сылвицкой серии (западный склон Среднего Урала): к происхождению пепловых прослоев в вендских толщах Восточно-Европейской платформы // ДАН. 2017. Т. 473. № 3. С. 341–345.

  8. Кузнецов Н.Б., Романюк Т.В., Шацилло А.В. и др. Первые результаты массового U/Pb-изотопного датирования (LA–ICP–MS) детритных цирконов из ашинской серии Южного Урала: палеогеографический и палеотектонический аспекты // ДАН. 2012. Т. 447. № 1. С. 73–79.

  9. Кузнецов Н.Б., Шацилло А.В. Первые находки скелетных фоссилий в куккараукской свите ашинской серии Южного Урала и их значение для определения начала протоуральско-тиманской коллизии // ДАН. 2011. Т. 440. № 3. С. 378–383.

  10. Маслов А.В. Литогеохимический облик отложений ашинской серии венда западного склона Южного Урала // Литосфера. 2014. № 1. С. 13–32.

  11. Маслов А.В., Гражданкин Д.В., Ронкин Ю.Л. и др. Пепловые туфы в отложениях сылвицкой серии верхнего венда (Кваркушско-Каменногорский мегантиклинорий, Средний Урал) // Литосфера. 2006. № 3. С. 45–70.

  12. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гражданкин Д.В., Колесников А.В. Верхний венд востока, северо-востока и севера Восточно-Европейской платформы: процессы осадконакопления и эволюция биоты // Литосфера. 2018. 18 (4). С. 520–542.

  13. Разумовский А.А., Новиков И.А., Рязанцев А.В. и др. Древнейшие вендские ископаемые Евразии: U–Pb-изотопный возраст басинской свиты (ашинская серия, Южный Урал) // ДАН. 2020. Т. 495. № 2. С. 3–8.

  14. Рязанцев А.В., Кузнецов Н.Б., Дегтярев К.Е., и др. Реконструкция венд-кембрийской активной континентальной окраины на Южном Урале по результатам изучения детритовых цирконов из ордовикских терригенных пород // Геотектоника. 2019. Т. 53. № 4. С. 43–59.

  15. Сергеева Н.Д., Пучков В.Н., Краснобаев А.А. и др. Ашинская серия венда: орогенный комплекс тиманид на Южном Урале // Геологический вестник. 2019. № 1. С. 3–34.

  16. Floyd P.A., Winchester J.A. Identification and discrimination of altered and metamorphosed volcanic rocks using immobile elements // Chemical Geology. 1978. V. 21. Iss. 3–4. P. 291–306.

  17. Kolesnikov A.V., Bobkov N.I. Revisiting the age of the Asha Group in the South Urals // Estudios Geológicos. 2019. 75 (2): e103.

  18. Kolesnikov A.V., Marusin V.V., Nagovitsin K.E., Mas-lov A.V., Grazhdankin D.V. Ediacaran biota in the aftermath of the Kotlinian Crisis: Asha Group of the South Urals // Precam. Res. 2015. V. 263. P. 59–78.

  19. Levashova N.M., Bazhenov M.L., Meert J.G., et al Paleogeography of Baltica in the Ediacaran: Paleomagnetic and geochronological data from the clastic Zigan Formation, South Urals // Prec. Res. 2013. V. 236. P. 16–30.

  20. Razumovskiy A.A., Ivantsov A.Yu., Novikov I.A., et al. Kuckaraukia multituberculata: A new Vendian fossil from the Basa Formation of the Asha Group in the South Urals // Paleontol. J. 2015. V. 49. № 5. P. 449–456.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал