Геохимия, 2022, T. 67, № 1, стр. 19-36

Литохимия глинистых пород верхнего венда–нижнего кембрия центральной части Московской синеклизы: общие особенности формирования

В. Н. Подковыров a*, А. В. Маслов bc**, Л. Н. Котова a***

a Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия

b Геологический институт РАН
119017 Москва, Пыжевский пер., 7, Россия

c Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
630090 Новосибирск, пр-т Коптюга, 3, Россия

* E-mail: vpodk@mail.ru
** E-mail: amas2004@mail.ru
*** E-mail: l.n.kotova@ipgg.ru

Поступила в редакцию 14.01.2021
После доработки 14.04.2021
Принята к публикации 16.04.2021

Аннотация

На основе ~120 валовых химических анализов глинистых пород верхнего венда и нижнего кембрия (лежская и галичская свиты) центральной части Московской синеклизы (Банк данных “PRECSED”, ИГГД РАН, г. Санкт-Петербург) выполнено исследование основных особенностей их формирования (состав пород-источников сноса, палеоклимат и др.). Показано, что аргиллиты и аргиллитоподобные глины названных литостратиграфических подразделений принадлежат преимущественно к смектитовым с примесью каолинита и иллита и хлорит-смектит-иллитовым глинам. Выборка их по химическому составу представляется весьма однородной. Свойственные глинистым породам значения K2O/Na2O и SiO2/Al2O3 указывают на отсутствие признаков изменения их процессами К-метасоматоза и окремнения. Установлено, что среди исследованных пород присутствуют как петрогенные (аргиллиты усть-пинежской свиты), так и литогенные глинистые породы, или породы с существенной долей осадочного материала, прошедшего более одного седиментационного цикла (аргиллиты и аргиллитоподобные глины плетеневской, любимской и галичской свит). Источниками тонкой алюмосиликокластики для глинистых пород верхнего венда и нижнего кембрия осевой зоны Московской синеклизы являлись породы кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы и подстилающие осадочные и метаосадочные породы, располагавшиеся в областях относительно теплого климата. Изменения климатических обстановок на палеоводоразделах, окружавших бассейн Московской синеклизы, на протяжении позднего венда–раннего кембрия не установлены. Анализ средних для глинистых пород разных свит значений индикаторов палеопродуктивности, таких как содержание P2O5 и EFP2O5, дает основание считать, что области осадконакопления, существовавшие в верхнем венде–нижнем кембрии в центральных и северных районах Восточно-Европейской платформы не характеризовались заметной биопродуктивностью. Средние для глинистых пород верхнего венда, лежской и галичской свит значения ряда индикаторов возможного присутствия в них “камуфлированной” пирокластики (содержание MgO, Na2O, (Na2O + K2O) и значения индикаторных отношений TiO2/Al2O3 и K2O/Al2O3) показывают, что аргиллиты и аргиллитоподобные глины не имеют сколько-нибудь заметной ее доли.

Ключевые слова: глинистые породы, верхний венд, нижний кембрий, Московская синеклиза, литохимия

Список литературы

  1. Аксенов Е.М. (1998) История геологического развития Восточно-Европейской платформы в позднем протерозое. Дис. … докт. геол.-мин. наук. СПб.: ИГГД РАН, 106 с.

  2. Аксенов Е.М., Волкова С.А. (1969) Вулканогенно-осадочные горизонты редкинской свиты валдайской серии. ДАН СССР. 188(3), 635-638.

  3. Бискэ Ю.С. (2019) Геология России. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета, 228 с.

  4. Вендская система. Историко-геологическое и палеонтологическое обоснование. Т. 2. Стратиграфия и геологические процессы (1985) / Под ред. Соколова Б.С., Федонкина М.А. М.: Наука, 238 с.

  5. Гарецкий Р.Г., Нагорный М.А. (2006) Главные этапы развития Московской синеклизы. Літасфера. (2), 14-24.

  6. Горохов И.М., Фелицын С.Б., Турченко Т.Л., Мельников Н.Н., Кутявин Э.П. (2005) Минералогическое, геохимическое и изотопно-геохронологическое исследование верхневендских аргиллитов Московской синеклизы. Стратиграфия. Геологическая корреляция. 13(5), 21-41.

  7. Государственная геологическая карта Российской Федерации (2016). Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Лист О-37 (Ярославль). Объяснительная записка. СПб.: МПР РФ, ФГУП “ВСЕГЕИ” 356 с.

  8. Гражданкин Д.В. (2003) Строение и условия осадконакопления вендского комплекса в Юго-Восточном Беломорье. Стратиграфия. Геологическая корреляция. 11(4), 3-23.

  9. Гражданкин Д.В. (2012) Хроностратиграфия верхнего венда (на примере разрезов северо-восточной окраины Восточно-Европейской платформы и западного склона Среднего Урала). Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 32 с.

  10. Гражданкин Д.В., Подковыров В.Н., Маслов А.В. (2005) Палеоклиматические обстановки формирования верхневендских отложений Беломорско-Кулойского плато (Юго-Восточное Беломорье). Литология и полезные ископаемые. (3), 267-280.

  11. Диагностика вулканогенных продуктов в осадочных толщах (2012) Сыктывкар: Геопринт, 204 с.

  12. Коссовская А.Г. (1975) Генетические типы цеолитов стратифицированных формаций. Литология и полезные ископаемые. (2), 23-44.

  13. Котова Л.Н., Подковыров В.Н. (2020) Литохимический состав базальных отложений Московской синеклизы. Фундаментальные проблемы изучения вулканогенно-осадочных, терригенных и карбонатных комплексов. Материалы всероссийского литологического совещания, посвященного памяти А.Г. Коссовской и И.В. Хворовой. М.: ГЕОС, 100-103.

  14. Кузьменко Ю.Т., Бурзин М.Б. (1996) Стратиграфическая схема вендских отложений Московской синеклизы. Объяснительная записка. М. 46 с.

  15. Кузьменко Ю.Т., Куклинский А.Я., Пименов Ю.Т. (1994) Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности верхнего протерозоя г. Москвы. Литология и полезные ископаемые. (1), 100-118.

  16. Лагутенкова Н.С. (1963) Следы вулканической деятельности в отложениях верхнебавлинской серии Пермской области и Башкирской АССР. ДАН СССР. 150(6), 1352-1355.

  17. Маслов А.В. (2005) Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 289 с.

  18. Маслов А.В., Гражданкин Д.В., Подковыров В.Н., Ронкин Ю.Л., Лепихина О.П. (2008а) Состав питающих провинций и особенности геологической истории поздневендского Мезенского бассейна. Литология и полезные ископаемые. (3), 290-312.

  19. Маслов А.В., Ишерская М.В., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т., Горбунова Н.П., Гуляева Т.Я., Лепихина О.П., Попова О.Ю., Ятлук Г.М. (2006б) Условия формирования вендских отложений Шкаповско-Шиханской впадины по данным изучения литогеохимических особенностей аргиллитов. Литология и полезные ископаемые. (3), 279-300.

  20. Маслов А.В., Мельничук О.Ю., Мизенс Г.А., Титов Ю.В., Червяковская М.В. (2020) Реконструкция состава пород питающих провинций. Статья 2. Лито- и изотопно-геохимические подходы и методы. Литосфера. 20(1), 40-62.

  21. Маслов А.В., Мизенс Г.А., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Сорокин А.А., Смирнова Ю.Н., Сокур Т.М. (2013) Синорогенные псаммиты: основные черты литохимии. Литология и полезные ископаемые. (1), 70-96.

  22. Маслов А.В., Мизенс Г.А., Подковыров В.Н., Ножкин А.Д., Сокур Т.М., Малиновский А.И., Сорокин А.А., Смирнова Ю.Н., Гареев Э.З., Дмитриева Н.В., Крупенин М.Т., Летникова Е.Ф. (2015) Синорогенные глинистые породы: особенности валового химического состава и палеотектоника. Геохимия. (6), 512-538.

  23. Maslov A.V., Mizens G.A., Podkovyrov V.N., Nozhkin A.D., Sokur T.M., Malinovskii A.I., Sorokin A.A., Smirnova Yu.N., Gareev E.Z., Dmitrieva N.V., Krupenin M.T., Letnikova E.F. (2015) Synorogenic clay rocks: Specifics of bulk composition and paleotectonics. Geochem. Int. 53(6), 510-533.

  24. Маслов А.В., Ножкин А.Д., Подковыров В.Н., Летникова Е.Ф., Туркина О.М., Гражданкин Д.В., Дмитриева Н.В., Ишерская М.В., Крупенин М.Т., Ронкин Ю.Л., Гареев Э.З., Вещева С.В., Лепихина О.П. (2008в) Геохимия тонкозернистых терригенных пород верхнего докембрия Северной Евразии. Екатеринбург: УрО РАН, 274 с.

  25. Маслов А.В., Ножкин А.Д., Подковыров В.Н., Летникова Е.Ф., Туркина О.М., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т., Дмитриева Н.В., Гареев Э.З., Лепихина О.П., Попова О.Ю. (2008б) Тонкозернистые алюмосиликокластические породы рифея Южного Урала, Учуро-Майского региона и Енисейского кряжа: основные литогеохимические характеристики. Геохимия. (11), 1187-1215.

  26. Maslov A.V., Nozhkin A.D., Podkovyrov V.N., Letnikova E.F., Turkina O.M., Ronkin Yu.L., Dmitrieva N.V., Gareev E.Z., Lepikhina O.P., Popova O.Yu. (2008) Riphean fine-grained aluminosilicate clastic rocks in the Southern Urals, Uchur-Maya area, and the Yenisei Kryazh: Principal litho-geochemical characteristics. Geochem. Int. 46(11), 1117-1125.

  27. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2013) Верхневендская нескладчатая моласса северо-восточной, восточной и юго-западной периферии Восточно-Европейской платформы: основные черты литогеохимии. Геохимия. (1), 50-71.

  28. Maslov A.V., Podkovyrov V. P. (2013) Late Vendian unfolded Molasse in the northeastern, eastern, and southwestern peripheries of the east European platform: Distinctive lithogeochemical features. Geochem. Int. 51(1), 44-64.

  29. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2020) Синрифтовые осадочные ассоциации (несколько литохимических этюдов). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 172 с.

  30. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Граунов О.В. (2016) Изменения палеоклимата в позднем докембрии (по данным изучения верхнедокембрийского разреза Южного Урала). Литология и полезные ископаемые. (2), 129-149.

  31. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Ронкин Ю.Л. (2014) К вопросу о вкладе гренвильских событий в формирование наиболее полных осадочных последовательностей рифея Северной Евразии. Стратиграфия. Геологическая корреляция. 22(2), 46-61.

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

  33. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Горожанин В.М. (2006а) Долговременные вариации состава верхней коры по данным изучения геохимических особенностей глинистых пород позднего докембрия западного склона Южного Урала и Учуро-Майского региона. Стратиграфия. Геологическая корреляция. 14(2), 26-51.

  34. Маслов А.В., Школьник С.И., Летникова Е.Ф., Вишневская И.А., Иванов А.В., Страховенко В.Д., Черкашина Т.Ю. (2018б) Ограничения и возможности литогеохимических и изотопных методов при изучении осадочных толщ. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 382 с.

  35. Ножкин А.Д., Маслов А.В., Подковыров В.Н., Туркина О.М., Летникова Е.Ф., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т., Дмитриева Н.В., Гареев Э.З., Лепихина О.П. (2009) Геохимические особенности терригенных пород рифея Южного Урала и Сибири и вариации зрелости континентальной коры. Геология и геофизика. 50(2), 95-114.

  36. Пиррус Э.А. (1980) Глинистые минералы в вендских и кембрийских породах и их значение для палеогеографии и стратиграфии. Палеогеография и литология венда и кембрия запада Восточно-Европейской платформы. М.: Наука, 97-113.

  37. Подковыров В.Н., Гражданкин Д.В., Маслов А.В. (2011) Литогеохимия тонкозернистых обломочных пород венда южной части Вычегодского прогиба. Литология и полезные ископаемые. (5), 484-504.

  38. Подковыров В.Н., Котова Л.Н. (2020) Литогеохимия и условия формирования отложений верхнего венда и нижнего кембрия северо-запада Балтийской моноклинали. Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 65(3), 600-620.

  39. Подковыров В.Н., Маслов А.В., Кузнецов А.Б., Ершова В.Б. (2017) Литостратиграфия и геохимия отложений верхнего венда–нижнего кембрия северо-востока Балтийской моноклинали. Стратиграфия. Геологическая корреляция. 25(1), 3-23.

  40. Солонцов Л.Ф., Аксенов Е.М. (1970) О стратиграфии валдайской серии Восточно-Европейской платформы. Известия вузов. Геология и разведка. (6), 3-13.

  41. Сочава А.В. (1996) Петрохимия вендских терригенных отложений Русской платформы и ее складчатого обрамления. Палеогеография венда–раннего палеозоя (ПВРП-96). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 146-149.

  42. Сочава А.В., Коренчук Л.В., Пиррус Э.А., Фелицын С.Б. (1992) Геохимия верхневендских отложений Русской платформы. Литология и полезные ископаемые. (2), 71-89.

  43. Сочава А.В., Подковыров В.Н. (1992) Изменения состава карбонатных пород и таксонометрического разнообразия строматолитов на протяжении позднего докембрия. Литология и полезные ископаемые. (6), 119-123.

  44. Сочава А.В., Подковыров В.Н., Фелицын С.Б. (1994) Позднедокембрийский этап эволюции состава терригенных пород. Стратиграфия. Геологическая корреляция. (2), 3-21.

  45. Хераскова Т.Н., Андреева Н.К., Воронцов А.К., Кагарманян Н.А. (2005а) История развития и геодинамика осадочного бассейна Московской синеклизы в позднем венде. Литосфера. (1), 16-40.

  46. Хераскова Т.Н., Андреева Н.К., Воронцов А.К., Кагарманян Н.А. (2005б) Развитие осадочного бассейна Московской синеклизы в раннем палеозое. Литология и полезные ископаемые. (2), 172-191.

  47. Хераскова Т.Н., Волож Ю.А., Заможняя Н.Г., Каплан С.А., Сулейманов А.К. (2006) Строение и история развития западной части Восточно-Европейской платформы в рифее–палеозое по данным геотрансекта ЕВ-1 (Лодейное Поле – Воронеж). Литосфера. (2), 65-94.

  48. Чистякова А.В., Веселовский Р.В., Семёнова Д.В., Ковач В.П., Адамская Е.В., Фетисова А.М. (2020) Стратиграфическая корреляция пермо-триасовых разрезов Московской синеклизы: первые результаты U–Pb-датирования обломочного циркона. ДАН. Науки о Земле. 492(1), 23-28.

  49. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000) Основы литохимии. СПб.: Наука, 479 с.

  50. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2015) Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. М.; Берлин: Директ-Медиа, 724 с.

  51. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. (2018) Геохимия титана. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 432 с.

  52. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Шулепова А.Н., Лавренко Н.С. (1986) Геохимическая диагностика вулканогенного материала в черносланцевых отложениях Лемвинской зоны Урала. Геохимия. (10), 1464-1476.

  53. Algeo T.J., Ingall E. (2007) Sedimentary Corg/P ratios, paleocean ventilation, and Phanerozoic atmospheric pO2. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 256, 130-155.

  54. Bavinton O.A. (1981) The nature of sulfidic metasediments at Kambalda and their broad relationships with associated ultramafic rocks and nickel ores. Econ. Geol. 76(6), 1606-1628.

  55. Bolnar R., Kamber B.S., Moorbath S., Whitehouse M.J., Collerson K.D. (2005) Chemical characterization of earth’s most ancient clastic metasediments from the Isua Greenstone Belt, southern West Greenland. Geochim. et Cosmochim. Acta. 69, 1555-1573.

  56. Condie K.C. (1993) Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chem. Geol. 104(1–4), 1-37.

  57. Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. (1995) The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochim. et Cosmochim. Acta. 59, 2919-2940.

  58. Horton F. (2015) Did phosphorus derived from the weathering of large igneous provinces fertilize the Neoproterozoic ocean? Geochem. Geophys. Geosyst. 16, 1723-1738.

  59. Jarvis I., Burnett W.C., Nathan Y., Almbaydin F.S.M., Attia A.K.M., Castro L.N., Flicoteaux R., Hilmy M.E., Husain V., Qutawnah A.A., Serjani A., Zanin Y.N. (1994) Phosphorite geochemistry: state of the art and environmental concerns. Eclogae Geol. Helv. 87, 643-700.

  60. Laakso T.A., Schrag D.P. (2014) Regulation of atmospheric oxygen during the Proterozoic. Earth Planet. Sci. Lett. 388, 81-91.

  61. Lenton T.M., Boyle R.A., Poulton S.W., Shields-Zhou G.A., Butterfield N.J. (2014) Co-evolution of eukaryotes and ocean oxygenation in the Neoproterozoic era. Nature Geosci. 7, 257-265.

  62. Mills M.M., Ridame C., Davey M., La Roche J., Geider R.J. (2004) Iron and phosporus co-limit nitrogen fixation in the eastern tropical North Atlantic. Nature. 429, 292-294.

  63. Nesbitt H.W., Young G.M. (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from majorelement chemistry of lutites. Nature. 299, 715-717.

  64. Och L.M. (2011) Biogeochemical cycling through the Neoproterozoic-Cambrian transition in China: an integrated study of redox-sensitive elements. Ph.D. Thesis: University College London, 266 p.

  65. Papineau D. (2010) Global biogeochemical changes at both ends of the Proterozoic: Insights from phosphorites. Astrobiology. 10, 165-181.

  66. Piper D.Z., Perkins R.B. (2004) A modern vs. Permian black shale – the hydrography, primary productivity, and water-column chemistry of deposition. Chem. Geol. 206, 177-197.

  67. Planavsky N.J., Rouxel O., Bekker A., Lalonde S.V., Konhauser K.O., Reinhard C.T., Lyons T.W. (2010) The evolution of the marine phosphate reservoir. Nature. 467, 1088-1090.

  68. Plewa K., Meggers H., Kuhlmann H., Freudenthal T., Zabel M., Kasten S. (2012) Geochemical distribution patterns as indicators for productivity and terrigenous input off NW Africa. Deep-Sea Res. Part I. 66, 51-66.

  69. Roser B.P., Korsch R.J. (1988) Provenance signatures of sandstone–mudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chem. Geol. 67(1–2), 119-139.

  70. Sochava A.V., Podkovyrov V.N. (1995) The compositional evolution of Meso- and Neoproterozoic carbonate rocks. Precam. Research. 73, 283-289.

  71. Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution: An Examination Of The Geochemical Record Preserved In Sedimentary Rocks. Oxford: Blackwell, 312 p.

  72. Tribovillard N., Algeo T.J., Lyons T., Riboulleau A. (2006) Trace metals as paleoredox and paleoproductivity proxies: an update. Chem. Geol. 232, 12-32.

  73. Turgeon S., Brumsack H.-J. (2006) Anoxic vs dysoxic events reflected in sediment geochemistry during the Cenomanian-Turonian Boundary Event (Cretaceous) in the Umbria-Marche basin of central Italy. Chem. Geol. 234, 321-339.

  74. Yeasmin R., Chen D., Fu Y., Wang J., Guo Z., Guo C. (2017) Climatic-oceanic forcing on the organic accumulation across the shelf during the Early Cambrian (Age 2 through 3) in the mid-upper Yangtze Block, NE Guizhou, South China. J. Asian Earth Sci. 134, 365-386.

Дополнительные материалы отсутствуют.