Геохимия, 2022, T. 67, № 9, стр. 842-863

Условия образования протолитов метапелитов верхнего рифея и венда Бодайбинской зоны Байкало-Патомского складчатого пояса

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

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 СО РАН
630090 Новосибирск, пр-т Коптюга, 3, Россия

* E-mail: vpodk@mail.ru
** E-mail: amas2004@mail.ru

Поступила в редакцию 14.05.2021
После доработки 16.11.2021
Принята к публикации 15.12.2021

Аннотация

В статье приводятся результаты анализа литохимических особенностей метапелитов верхнего рифея и венда Бодайбинской структурно-фациальной зоны Байкало-Патомского складчатого пояса. Показано, что свойственные метапелитам значения K2O/Na2O и SiO2/Al2O3 свидетельствуют о незатронутости их калиевым метасоматозом и процессами окремнения. Соотношение в метапелитах модулей ТМ и ЖМ, НКМ и ГМ позволяет считать, что их протолиты были представлены преимущественно материалом первого седиментационного цикла. Источниками его являлись, по всей видимости, магматические породы среднего и основного состава. Состав протолитов сопоставим с каолинитовыми, каолинит-иллит-смектитовыми и хлорит-смектит-иллитовыми глинами, т. е. принципиально не отличается от состава большинства “обычных” глинистых пород. Средние величины химического индекса изменения (CIAкоррект) превышают пороговое его значение, разделяющее породы, формировавшиеся в условиях холодного/аридного и теплого/гумидного климата, только для метапелитов харлухтахской, хайвергинской, аунакитской и вачской свит. Метапелиты остальных уровней верхнего рифея и венда Бодайбинской зоны сложены относительно слабо измененной процессами химического выветривания на палеоводосборах тонкой алюмосиликокластикой. Средние для свит величины коэффициентов концентрации фосфора дают основание считать, что палеопродуктивность областей осадконакопления верхнего рифея и венда, несмотря на довольно высокое содержание в ряде случаев в метапелитах Сорг, была незначительной. В составе метапелитов нет также признаков присутствия “камуфлированной” пирокластики или продуктов подводных эксгаляций.

Ключевые слова: Байкало-Патомский складчатый пояс, Бодайбинская зона, верхний рифей, венд, метапелиты, литохимия, условия формирования протолитов

Список литературы

  1. Бабяк В.Н., Блинов А.В., Тарасова Ю.И., Будяк А.Е. (2019) Новые данные о геолого-структурных особенностях золоторудных месторождений Ожерелье, Ыканское, Угахан и Голец Высочайший. Науки о Земле и недропользование. 42(4), 388-412.

  2. Беличенко В.Т., Скляров Е.В., Добрецов Н.Л., Томуртогоо О. (1994) Геодинамическая карта Палеоазиатского океана. Восточный сегмент. Геология и геофизика. 35(7–8), 29-41.

  3. Богданова С.В., Писаревский С.А., Ли Ч.Х. (2009) Образование и распад Родинии (по результатам МПГК 440). Стратиграфия. Геологическая корреляция. 17(3), 29-45.

  4. Будяк А.Е., Скузоватов С.Ю., Тарасова Ю.И., Ванг К.-Л., Горячев Н.А. (2019) Единая неопротерозойская-раннепалеозойская эволюция рудоносных осадочных комплексов юга Сибирского кратона. ДАН. 484(3), 335-339.

  5. Бутузова Г.Ю. (1989) Типы современных гидротермальных и гидротермально-осадочных образований активных зон Мирового океана. Литология и полезные ископаемые. (5), 3-23.

  6. Бутузова Г.Ю. (1998) Гидротермально-осадочное рудообразование в рифтовой зоне Красного моря. М.: ГЕОС, 312 с.

  7. Головенок В.К. (1977) Высокоглиноземистые формации докембрия. Л.: Недра, 268 с.

  8. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 1 000 000 (третье поколение) (2010) Серия Алдано-Забайкальская. Лист O-50 – Бодайбо. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 612 с.

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

  10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. (1990) Тектоника литосферных плит территории СССР. Т. 2. М.: Недра, 334 с

  11. Зорина С.О., Афанасьева Н.И. (2015) “Камуфлированная” пирокластика в верхнемеловых-миоценовых толщах юго-востока Русской плиты. ДАН. 463 (4), 443-445.

  12. Зорина С.О., Никашин К.И., Сокерин М.Ю. (2020) Геохимические индикаторы “камуфлированной” пирокластики в верхнеюрско-нижнемеловых отложениях востока Русской плиты. ДАН. Науки о земле. 493(2), 46-50.

  13. Иванов А.И. (2008) Месторождение “Ожерелье” – новый тип коренных месторождений золота в Бодайбинском рудном районе. Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. (6), 14-26.

  14. Иванов А.И. (2014) Золото Байкало-Патома (геология, оруденение, перспективы). М.: ФГУП ЦНИГРИ, 215 с.

  15. Иванов А.И., Лившиц В.И., Перевалов О.В., Страхова Т.М., Яблоновский Б.В. (1995) Докембрий Патомского нагорья. М.: Недра, 352 с.

  16. Интерпретация геохимических данных (2001). Отв. ред. Скляров Е.В. М.: Интермет Инжиниринг, 288 с.

  17. Ковач В.П., Рыцк Е.Ю., Великославинский С.Д., Кузнецов А.Б., Ван К.-Л., Чун С.-Л. (2020) Возраст детритового циркона и источники сноса терригенных пород Олокитской зоны (Северное Прибайкалье). ДАН. Науки о Земле. 493(2), 36-40.

  18. Кориковский С.П., Федоровский В.С. (1980) Ранний докембрий Патомского нагорья. М.: Наука, 468 с.

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

  20. Кринари Г.А., Королев Э.А., Пикалев С.Н. (2003) Вулканокластический материал в палеозойской толще Татарстана: методы выявления и роль в нефтедобыче. Литосфера. (1), 27-38.

  21. Ленский золотоносный район. Т. 1 (1971) М.: Недра, 163 с.

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

  23. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2021) Положение пород, слагающих рифтогенные и коллизионные осадочные последовательности, на различных палеогеодинамических диаграммах. Геохимия. 66(2), 99-113.

  24. Maslov A.V., Podkovyrov V.N. (2021) Position of Rocks of Riftogenic and Collisional Sedimentary Sequences on Different Paleogeodynamic Diagrams. Geochem. Int. 59(2), 113-126.

  25. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Котова Л.Н. (2016а) Валовый химический состав песчаников и палеогеодинамические реконструкции. Литосфера. (6), 33-55.

  26. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Котова Л.Н. (2019) Синрифтовые глинистые породы: валовый химический состав и положение на дискриминантных палеогеодинамических диаграммах. Геохимия. 64(6), 618-633.

  27. Maslov A.V., Podkovyrov V.N., Kotova L.N. (2019) Syn-rift Clayey Rocks: Bulk Chemical Composition and Position on Discriminant Paleogeodynamic Diagrams. Geochem. Int. 57(6), 682-697.

  28. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Мизенс Г.А., Ножкин А.Д., Фазлиахметов А.М., Малиновский А.И., Худолей А.К., Котова Л.Н., Купцова А.В., Гареев Э.З., Зайнуллин Р.И. (2016б) Дискриминантные палеогеодинамические диаграммы для терригенных пород: опыт сопоставления. Геохимия. (7), 579-595.

  29. 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., Zainulling R.I. (2016) Tectonic Setting Discrimination Diagrams for Terrigenous Rocks: a Comparison. Geochem. Int. 54(7), 569-583.

  30. Митрофанов Г.Л. (2006) Тектонические закономерности размещения и формирования месторождений благородных металлов южного обрамления Сибирской платформы: Дис. … докт. геол.-мин. наук (в форме науч. докл.). М.: ИГЕМ РАН, 48 с.

  31. Муравьев В.И. (1983) Минеральные парагенезы глауконитово-кремнистых формаций. М.: Наука, 218 с.

  32. Неелов А.Н. (1977) Химическая классификация осадочных пород для изучения метаморфических комплексов докембрия. Литология и геохимия раннего докембрия (Под ред. Сидоренко А.В.). Апатиты, 96-105.

  33. Неелов А.Н. (1980) Петрохимическая классификация метаморфизованных осадочных и вулканических пород. Л.: Наука, 100 с.

  34. Неймарк Л.А., Рыцк Е.Ю., Гороховский Б.М., Овчинникова Г.В., Киселева Е.И., Конкин В.Д. (1991) Изотопный состав свинца и генезис свинцово-цинкового оруденения Олокитской зоны Северного Прибайкалья. Геология рудных месторождений. (6), 33-49.

  35. Немеров В.К. (1989) Геохимическая специализация позднедокембрийских черносланцевых толщ Байкало-Патомского нагорья: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Иркутск: ИГХ СО АН СССР, 19 с.

  36. Немеров В.К., Станевич А.М. (2001) Эволюция рифей-вендских обстановок биолитогенеза в Байкальской горной области. Геология и геофизика. 42(3), 456-470.

  37. Немеров В.К., Станевич А.М., Развозжаева Э.А., Будяк А.Е., Корнилова Т.А. (2010) Биогенно-седиментационные факторы рудообразования в неопротерозойских толщах Байкало-Патомского региона. Геология и геофизика. 51(5), 729-747.

  38. Никашин К.И., Зорина С.О. (2021) Вулканогенный материал в верхнеюрско-нижнемеловых отложениях востока Русской плиты и его источники. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле. 21(1), 49-57.

  39. Онищенко С.А., Сокерина Н.В. (2021) Особенности формирования золоторудного черносланцевого месторождения Голец Высочайший (Бодайбинский рудный район). Геология рудных месторождений. 63(2), 154-173.

  40. Подковыров В.Н. (1983) Терригенно-карбонатные серии Байкало-Патомской складчатой области. Петрохимия осадочных и вулканогенно-осадочных формаций докембрия (Под ред. Соколова Ю.М.). Л.: Наука, 45-87.

  41. Рентгартен Н.В., Кузнецова К.И. (1967) Пирокластический материал в позднеюрских осадках Русской платформы. ДАН СССР. 173(6), 1422-1425.

  42. Рундквист И.К., Бобров В.А., Смирнова Т.Н., Смирнов М.Ю., Данилова М.Ю., Ащеуков А.А. (1992) Этапы формирования Бодайбинского золоторудного района. Геология рудных месторождений. 34(6), 3-15.

  43. Русинов В.Л., Русинова О.В., Кряжев С.Г., Щегольков Ю.В., Алышева Э.И., Борисовский С.Е. (2008) Околорудный метасоматизм терригенных углеродистых пород в Ленском золоторудном районе. Геология рудных месторождений. 50(1), 3-46.

  44. Рыцк Е.Ю., Ковач В.П., Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Богомолов Е.С., Котов А.Б. (2011) Изотопная структура и эволюция континентальной коры Восточно-Забайкальского сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса. Геотектоника. (5), 17-51.

  45. Станевич А.М. (2014) Обстановки накопления морских отложений и бактериальные биоценозы неопротерозоя юга Cибирской платформы. Вестник ИрГТУ. 3(86), 71-78.

  46. Cтаневич А.М., Мазукабзов А.М., Поcтников А.А., Немеpов В.К., Пиcаpевcкий C.А., Гладкочуб Д.П., Донcкая Т.В., Коpнилова Т.А. (2007) Cевеpный cегмент Палеоазиатcкого океана в неопpотеpозое: иcтоpия cедиментогенеза и геодинамичеcкая интеpпpетация. Геология и геофизика. 48(1), 60-79.

  47. Страхов Н.М. (1976) Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.; Наука, 299 с.

  48. Хераскова Т.Н., Буш В.А., Диденко А.Н., Самыгин С.Г. (2010) Распад Родинии и ранние стадии развития Палеоазиатского океана. Геотектоника. (1), 5-28.

  49. Чугаев А.В., Будяк А.Е., Чернышев И.В., Шатагин К.Н., Олейникова Т.И., Тарасова Ю.И., Скузоватов С.Ю. (2017) Источники обломочного материала неопротерозойских метаосадочных пород Байкало-Патомского пояса (Северное Забайкалье) по Sm-Nd изотопным данным. Геохимия. (1), 17-25.

  50. Chugaev A.V., Budyak A.E., Chernyshev I.V., Shatagin K.N., Oleinikova T.I., Tarasova Y.I., Skuzovatov S.Y. (2017) Sources of Clastic Material of the Neoproterozoic Metasedimentary Rocks of the Baikal–Patom belt, Northern Transbaikalia: Evidence from Sm-Nd isotope data. Geochem. Int. 55(1), 60-68.

  51. Чугаев А.В., Будяк А.Е., Чернышев И.В., Дубинина Е.О., Гареев Б.И., Шатагин К.Н., Тарасова Ю.И., Горячев Н.А., Скузоватов С.Ю. (2018) Изотопные (Sm-Nd, Pb-Pb и δ34S) и геохимические характеристики метаосадочных пород Байкало-Патомского пояса (Северное Забайкалье) и эволюция осадочного бассейна в неопротерозойское время. Петрология. 26(3), 213-244.

  52. Чумаков Н.М., Семихатов М.А., Сергеев В.Н. (2013) Опорный разрез вендских отложений юга Средней Сибири. Стратиграфия. Геол. корреляция. 21(4), 26-52.

  53. Щепетова Е.В., Рогов М.А., Зеркаль О.В., Самарин Е.Н., Гвоздева И.Е., Косоруков В.Л. (2020) Клиноптилолит в верхнеюрских отложениях Русской плиты: “камуфлированная” пирокластика или индикатор продуктивности биогенного кремнезема? Фундаментальные проблемы изучения вулканогенно-осадочных, терригенных и карбонатных комплексов (Под ред. Щепетовой Е.В.). Материалы Всероссийского литологического совещания, посвященного памяти А.Г. Коссовской и И.В. Хворовой. М.: ГЕОС, 269-276.

  54. Эволюция южной части Сибирского кратона в докембрии (2006) (Под ред Склярова Е.В.). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 367 с.

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

  56. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2010) Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. Екатеринбург: Наука, 326 с.

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

  58. 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.

  59. Ярмолюк В.В., Ковач В.П., Козаков И.К., Козловский А.М., Котов А.Б., Рыцк Е.Ю. (2012) Механизмы формирования континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса. Геотектоника. (4), 3-27.

  60. Armstrong-Altrin J.S., Verma S.P. (2005) Critical evaluation of six tectonic setting discrimination diagrams using geochemical data of Neogene sediments from known tectonic settings. Sed. Geol. 177, 115-129.

  61. 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.

  62. Bhatia M.R. (1983) Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. J. Geol. 91, 611-627.

  63. 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. Cosmochim. Acta. 69, 1555-1573.

  64. Bostrom K. (1973) The origin and fate of ferromanganoan active ridge sediments. Stockholm Contrib. Geol. 27(2), 148-243.

  65. Caracciolo L., von Eynatten H., Tolosana-Delgado R., Critelli S., Manetti P., Marchev P. (2012) Petrological, geochemical, and statistical analysis of Eocene–Oligocene sandstones of the Western Thrace basin, Greece and Bulgaria. J. Sed. Res. 82, 482-498.

  66. 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.

  67. 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. Cosmochim. Acta. 59, 2919-2940.

  68. Dinis P.A., Garzanti E., Hahn A., Vermeesch P., Cabral-Pinto M. (2020) Weathering indices as climate proxies. A step forward based on Congo and SW African river muds. Earth-Sci. Rev. 201, 103039.

  69. Fedo C.M., Nesbitt H.W., Young G.M. (1995) Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology. 23, 921-924.

  70. Garzanti E., Padoan M., Setti M., López-Galindo A., Villa I.M. (2014) Provenance versus weathering control on the composition of tropical river mud (southern Africa). Chem. Geol. 366, 61-74.

  71. Herron M.M. (1988) Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data. J. Sed. Petrol. 58, 820-829.

  72. 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.

  73. Li Z.X., Bogdanova S.V., Collins F.S. Davidson A., De Waele B., Ernst R.E., Fitzsimons I.C.W., Fuck R.A., Gladkochub D.P., Jacobs J., Karlstrom K.E., Lu S., Natapov L.M., Pease V., Pisarevsky S.A., Thrane K., Vernikovsky V. (2008) Assembly, configuration, and break-up history of Rodinia: a synthesis. Precambrian Res. 160(1–2), 179-210.

  74. Lou P., Miao Z., Zheng M., Zhang X., Ruan Z., Xu Q. (2021) Paleogeographic Characteristics of the Mengyejing Formation in the Simao Basin During Its Depositional Period and Its Indication of Potash Mineralization: A Case Study of MZK-3 Well. Minerals. 11, 338. https://doi.org/10.3390/min11040338

  75. Maynard J.B., Valloni R., Ho Shing Ju (1982) Composition of modern deep-sea sands from arc-related basin. Geol. Soc. (London), Spec. Publ. 10, 551-561.

  76. Mclennan S.M. (1993) Weathering and Global Denudation. J. Geol. 1993. 101, 295-303.

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

  78. 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.

  79. 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.

  80. Potter P.E., Maynard J.B., Depetris P.J. (2005) Mud and Mudstones: Introduction and Overview. Springer: 308 p.

  81. Roser B.P., Korsch R.J. (1986) Determination of tectonic setting of sandstone–mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. J. Geol. 94, 635-650.

  82. Ryan K.M., Williams D.M. (2007) Testing the reliability of discrimination diagrams for determining the tectonic depositional environment of ancient sedimentary basins. Chem. Geol. 242, 103-125.

  83. 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.

  84. Tosca N.J., Johnston D.T., Mushegian A., Rothman D.H., Summons R.E., Knoll A.H. (2010) Clay mineralogy, organic carbon burial, and redox evolution in Proterozoic oceans. Geochim. Cosmochim. Acta. 74, 1579-1592.

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

  86. Verma S.P., Armstrong-Altrin J.S. (2016) Geochemical discrimination of siliciclastic sediments from active and passive margin settings. Sed. Geol. 332, 1-12.

  87. Visser J.N.J., Young G.M. (1990) Major element geochemistry and paleoclimatology of the Permo-Carboniferous glaciogene Dwyka Formation and post-glacial mudrocks in Southern Africa. Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 81, 49-57.

  88. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Prokofiev V.Yu., Akinfiev N.N. (2016) Gold mineralisation and orogenic metamorphism in the Lena province of Siberia as assessed from Chertovo Koryto and Sukhoi Log deposits. Geoscience Frontiers. 7, 453-481.

Дополнительные материалы отсутствуют.