ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОЧНИКОВ СНОСА ПОЗДНЕДОКЕМБРИЙСКИХ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД ОСЕЛКОВОЙ СЕРИИ (БИРЮСИНСКОЕ ПРИСАЯНЬЕ)

В работе представлены результаты петрографических и литогеохимических исследований позднедокембрийских терригенных пород (песчаников, гравелитов и алевропесчаников) оселковой серии Присаянья с целью реконструкции первичного состава пород в области источника сноса обломочного материала. В результате проведенных исследований было установлено, что породы нижней части разреза серии (марнинская и нижняя часть удинской свиты) характеризуются более грубозернистым составом обломочных пород (гравелиты и песчаники) относительно пород верхней части разреза серии (верхняя часть удинской и айсинская свита), которые представлены песчаниками и алевропесчаниками. В гравелитах и песчаниках нижней части оселковой серии диагностируются признаки эпигенетических преобразований, которые менее интенсивно выражены в породах верхней части разреза. Для верхней и нижней части оселковой серии отмечаются существенные литогеохимические отличия. Породы низов серии обнаруживают весьма низкие содержания Na₂O, значение K₂O/Na₂O в них изменяется от 10 до 75. Для терригенных отложений верхней части серии величины K₂O/Na₂O не превышают 1–2. Песчаники и гравелиты нижней части оселковой серии характеризуются пониженными концентрациями радиоактивных, редкоземельных, высокозарядных элементов, а также Ni и Co относительно концентраций этих элементов в песчаниках и алевропесчаниках верхней части оселковой серии. Совокупность петрографических и литогеохимических характеристик терригенных отложений нижней и верхней части оселковой серии свидетельствует о различных источниках сноса в бассейн седиментации этих пород. Для терригенных пород нижней части серии в качестве основного источника сноса были приняты породы кислого состава, а для песчаников и алевропесчаников верхней части серии предполагается, что источник сноса мог иметь смешанный (кислый – основной) состав. Проведенная реконструкция состава пород в области источников сноса с учетом опубликованных ранее данных о возрасте детритовых цирконов из песчаников верхней и нижней части оселковой серии позволяет предположить, что низы оселковой серии образовались за счет разрушения пород фундамента Сибирского кратона. Верхняя часть оселковой серии могла быть образована в бассейне, снос в который осуществлялся с орогена, сформировавшегося в результате аккреции микроконтинентов и островных дуг Палеоазиатского океана к юго-западной окраине Сибирского кратона.

1. Boynton W.V., 1984. Cosmochemistry of the rare earth elements; meteorite studies. In: P. Henderson (Ed.), Rare earth element geochemistry. Developments in Geochemistry. Vol. 2. Elsevier, Amsterdam, p. 63–114. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-42148-7.50008-3.

2. Bragin S.S., 1985. The use of paleomagnetic data for solution of some problems of the Late Riphean geology of Prisayanie. In: V.V. Khomentovsky (Ed.), Stratigraphy of Late Precambrian and Early Paleozoic Siberia: Vendian and Riphean. IGG SB, USSR Acad. Sci., Novosibirsk, p. 57–64 (in Russian) [Брагин С.С. Использование палеомагнитных данных для решения некоторых вопросов геологии позднего рифея Присаянья // Стратиграфия позднего докембрия и раннего палеозоя Сибири: венд и рифей / Ред. В.В. Хоментовский. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1985. С. 57–64].

3. Condie K.C., 1993. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chemical Geology 104 (1–4), 1–37. http://dx.doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E.

4. Cullers R.L., 2002. Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chemical Geology 191 (4), 305–327. http://dx.doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00133-X.

5. Decisions of the All-Union Stratigraphic Meeting on Precambrian, Paleozoic and Quaternary System of Central Siberia. Part 1. Novosibirsk, 1983. 214 p. (in Russian) [Решения всесоюзного стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и четвертичной системе Средней Сибири. Ч. 1. Новосибирск, 1983. 214 с.].

6. Dickinson W.R., Beard L.S., Brackenridge G.R., Erjavec J.L., Ferguson R.C., Inman K.F., Knepp R.A., Lindberg F.A., Ryberg P.T., 1983. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting. Geological Society of America Bulletin 94 (2), 222–235. http://dx.doi.org/10.1130/0016-7606(1983)94<222:PONAPS>2.0.CO;2.

7. Dolnik T.A., 2000. Stromatolites and Microphytolites in Stratigraphy of the Riphean and Vendian Folded Frame of the Southern Part of the Siberian Platform. GEO Publishing House of SB RAS, Novosibirsk, 320 p. (in Russian) [Дольник Т.А. Строматолиты и микрофитолиты в стратиграфии рифея и венда складчатого обрамления юга Сибирской платформы. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2000. 320 с.].

8. Dolnik T.A., Vorontsov G.A., 1972. New data on the age of sediments of the Karagass series in Prisayanie. Doklady AN SSSR 204 (2), 426–429 (in Russian) [Дольник Т.А., Воронцова Г.А. Новые данные о возрасте отложений карагасской серии Присаянья // Доклады АН СССР. 1972. Т. 204. № 2. С. 426–429].

9. Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Motova Z.L., Lvov P.A., 2016. The new Early Proterozoic Sayano-Biryusa volcano-plutonic belt in the southern part of the Siberian craton. In: Geodynamic evolution of the lithosphere of the Central Asian mobile belt (from ocean to continent). Issue 14. IEC SB RAS, Irkutsk, p. 82–84 (in Russian) [Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Мотова З.Л., Львов П.А. Новый Саяно–Бирюсинский раннепротерозойский вулканоплутонический пояс в южной части Сибирского кратона // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально–Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 14. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2016. С. 82–84].

10. Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Wingate M.T.D., 2014. Early Proterozoic postcollisional granitoids of the Biryusa block of the Siberian craton. Russian Geology and Geophysics 55 (7), 812–823. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2014.06.002.

11. 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 (10), 921–924. http://dx.doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0921:UTEOPM>2.3.CO;2.

12. Galimova T.F., Pashkov A.G., Povarintseva S.A., Perfil'ev V.V., Namolova M.M., Andryushchenko S.V., Denisenko E.P., Permyakov S.A., 2011. The State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1: 1000000 (Series 3). Angara–Yenisei Series. Sheet N–47 – Nizhneudinsk. VSEGEI Cartographic Factory, St. Petersburg, 301 p. (in Russian) [Галимова Т.Ф., Пашкова А.Г., Поваринцева С.А., Перфильев В.В., Намолова М.М., Андрющенко С.В., Денисенко Е.П., Пермяков С.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Серия Ангаро-Енисейская. Лист N–47 – Нижнеудинск. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2011. 301 с.].

13. Khomentovskii V.V., 2002. Baikalian in Siberia. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 43 (4), 313–333.

14. Kopeliovich A.V., 1965. Epigenesis of Ancient Rock Beds of the Southwestern Russian Platform. Nauka, Moscow, 312 p. (in Russian) [Копелиович А.В. Эпигенез древних толщ юго-запада Русской платформы. М.: Наука, 1965. 312 с.].

15. Letnikova E.F., Kuznetsov A.B., Vishnevskaya I.A., Veshcheva S.V., Proshenkin A.I., Geng H., 2013. The Vendian passive continental margin in the southern Siberian Craton: geochemical and isotopic (Sr, Sm–Nd) evidence and U–Pb dating of detrital zircons by the LA-ICP-MS method. Russian Geology and Geophysics 54 (10), 1177–1194. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2013.09.004.

16. Levitskii V.I., Mel'nikov A.I., Reznitskii L.Z., Bibikova E.V., Kirnozova T.I., Kozakov I.K., Makarov V.A., Plotkina Yu.V., 2002. Early Proterozoic postcollisional granitoids in Southwestern Siberian craton. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 43 (8), 717–731.

17. Logvinenko N.V., 1974. Petrography of Sedimentary Rocks. Vysshaya Shkola, Moscow, 400 p. (in Russian) [Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. М.: Высшая школа, 1974. 400 с.].

18. McLennan S.M., 2001. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 2 (4), 1021. http://dx.doi.org/10.1029/2000GC000109.

19. McLennan S.M., Hemming S., McDaniel D.K., Hanson G.N., 1993. Geochemical approaches to sedimentation, provenance, and tectonics. In: M.J. Johnsson, A. Basu (Eds.), Processes controlling the composition of clastic sediments. Geological Society of America Special Papers, vol. 284, p. 21–40. http://dx.doi.org/10.1130/SPE284-p21.

20. Metelkin D.V., Blagovidov V.V., Kazansky A.Y., 2010. The history of the Karagas Supergroup evolution in the Biryusa region: synthesis of paleomagnetic and sedimentological data. Russian Geology and Geophysics 51 (8), 868–884. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2010.07.005.

21. Motova Z.L., 2016. Ages of detrital zircons in the Late Precambrian sedimentary beds of the south-western flank of the Siberian craton and their geodynamic interpretation. In: Scientific conference of young scientists and post-graduate students, IPE RAS. Abstracts, and conference programme (Moscow, April 25–26, 2016). IPE RAS, Moscow, p. 46 (in Russian) [Мотова З.Л. Возрасты детритовых цирконов в позднедокембрийских осадочных толщах юго-западного фланга Сибирского кратона и их геодинамическая интерпретация // Научная конференция молодых ученых и аспирантов ИФЗ РАН: Тезисы докладов и программа конференции (г. Москва, 25–26 апреля 2016 г.). М.: ИФЗ РАН, 2016. С. 46].

22. Nesbitt H.W., Young G.M., 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature 299 (5885), 715–717. http://dx.doi.org/10.1038/299715a0.

23. Nesbitt H.W., Young G.M., 1989. Formation and diagenesis of weathering profiles. The Journal of Geology 97 (2), 129–147.

24. Nozhkin A.D., Gavrilenko V.A., 1976. Gold and radioactive elements in polyfacial deposits of the Upper Precambrian (cases of the Upper Riphean and Vendian northern Yenisei Ridge). Proceedings of the Institute of Geology and Geophysics. Issue 324. Nauka, Novosibirsk, 198 p. (in Russian) [Ножкин А.Д., Гавриленко В.А. Золото и радиоактивные элементы в полифациальных отложениях верхнего докембрия (на примере верхнего рифея и венда северной части Енисейского кряжа). Труды Института геологии и геофизики. Вып. 324. Новосибирск: Наука, 1976. 198 с.].

25. Nozhkin A.D., Turkina O.M., Sovetov Y.K., Travin A.V., 2007. The Vendian accretionary event in the southwestern margin of the Siberian Craton. Doklady Earth Sciences 415 (2), 869–873. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X07060098.

26. Panteeva S.V., Gladkochoub D.P., Donskaya T.V., Markova V.V., Sandimirova G.P., 2003. Determination of 24 trace elements in felsic rocks by inductively coupled plasma mass spectrometry after lithium metaborate fusion. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 58 (2), 341–350. http://dx.doi.org/10.1016/S0584-8547(02)00151-9.

27. Pettijohn F.J., 1975. Sedimentary Rocks (Third edition). Harper & Row, New York, 628 p. [Русский перевод: Петтиджон Ф.Дж. Осадочные породы. М.: Недра, 1981. 751 с.].

28. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R., 1972. Sand and Sand-stones. Springer, New York, 158 p.

29. Revenko А.G., 2014. Physical and chemical methods of researching rocks and minerals in the Analytical Centre of the Institute of the Earth's crust, SB RAS. Geodynamics & Tectonophysics 5 (1), 101–114 (in Russian) [Ревенко А.Г. Физические и химические методы исследования горных пород и минералов в Аналитическом центре ИЗК СО РАН // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 1. С. 101–114]. http://dx.doi.org/10.5800/GT-2014-5-1-0119.

30. Rojas-Agramonte Y., Kröner A., Demoux A., Xia X., Wang W., Donskaya T., Liu D., Sun M., 2011. Detrital and xenocrystic zircon ages from Neoproterozoic to Palaeozoic arc terranes of Mongolia: significance for the origin of crustal fragments in the Central Asian Orogenic Belt. Gondwana Research 19 (3), 751–763. http://dx.doi.org/10.1016/j.gr.2010.10.004.

31. Shenfil’ V.Yu., 1991. Late Precambrian of the Siberian Platform. Nauka, Novosibirsk, 185 p. (in Russian) [Шенфиль В.Ю. Поздний докембрий Сибирской платформы. Новосибирск: Наука, 1991. 185 с.].

32. Sklyarov E.V. (Ed.), 2001. Interpretation of Geochemical Data. Intermet Engineering, Moscow, 288 p. (in Russian) [Интерпретация геохимических данных / Ред. Е.В. Скляров. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.].

33. Sklyarov E.V. (Ed.), 2006. Precambrian Evolution of Southern Part of the Siberian Craton. Siberian Branch of RAS Publishing House, Novosibirsk, 367 p. (in Russian) [Эволюция южной части Сибирского кратона в докембрии / Ред. Е.В. Скляров. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. 367 с.].

34. Sovetov Yu.K., 2011. Vendian sedimentary basin in the southwestern part of the Siberian craton: two stages of formation. In: Geodynamic evolution of the lithosphere of the Central Asian mobile belt (from ocean to continent). Issue 9. IEC SB RAS, Irkutsk, p. 190–192 (in Russian) [Советов Ю.К. Вендский осадочный бассейн на юго-западе Сибирского кратона: два этапа формирования // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Вып. 9. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2011. С. 190–192].

35. Sovetov Yu.K., Hoffman M., Kazak A.K., Solovetskaya L.V., 2015. Two areas of denudation and petrographic provinces with clastic material of Vendian sedimentary basins of the Siberian platform according to sedimentological and petrographic analysis and age of detrital zircons. In: Geodynamic evolution of the lithosphere of the Central Asian mobile belt (from ocean to continent). Issue 13. IEC SB RAS, Irkutsk, p. 227–229 (in Russian) [Советов Ю.К., Хоффман М., Казак А.К., Соловецкая Л.В. Две области сноса и петрографические провинции кластического материала вендских осадочных бассейнов Сибирской платформы по данным седиментологического и петрографического анализа и по возрасту детритовых цирконов // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 13. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2015. С. 227–229].

36. Sovetov Yu.K., Komlev D.A., 2005. Tillites at the base of the Oselok Group, foothills of the Sayan Mountains, and the Vendian lower boundary in the southwestern Siberian Platform. Stratigraphy and Geological Correlation 13 (4), 337–366.

37. Stanevich A.M., Mazukabzov A.M., Postnikov A.A., Nemerov V.K., Pisarevsky S.A., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Kornilova T.A., 2007. Northern segment of the Paleoasian Ocean: Neoproterozoic deposition history and geodynamics. Russian Geology and Geophysics 48 (1), 46–60. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2006.12.005.

38. Taylor S.R., McLennan S.M., 1985. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, London, 312 p. [Русский перевод: Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.].

39. Turkina O.M., Bibikova E.V., Nozhkin A.D., 2003. Stages and geodynamic settings of Early Proterozoic granite formation on the southwestern margin of the Siberian Craton. Doklady Earth Sciences 389 (2), 159–163.

40. Turkina O.M., Nozhkin A.D., Bayanova T.B., 2006. Sources and formation conditions of Early Proterozoic granitoids from the southwestern margin of the Siberian craton. Petrology 14 (3), 262–283. http://dx.doi.org/10.1134/S0869591106030040.

41. Varga A.R., Szakmány G., 2004. Geochemistry and provenance of the upper carboniferous sandstones from Borehole Diósviszló-3 (Téseny Sandstone Formation, SW Hungary). Acta Mineralogica-Petrographica, Szeged 45 (2), 7–14.

42. Varga A., Szakmány G., Árgyelán T., Józsa S., Raucsik B., Máthé Z., 2007. Complex examination of the Upper Paleozoic siliciclastic rocks from southern Transdanubia, SW Hungary – Mineralogical, petrographic, and geochemical study. In: J. Arribas, M.J. Johnsson, S. Critelli (Eds.), Sedimentary Provenance and Petrogenesis: Perspectives from Petrography and Geochemistry. Geological Society of America Special Papers, vol. 420, p. 221–240. http://dx.doi.org/10.1130/2006.2420(14).

43. Yapaskurt O.V., 1994. Stage Analysis of Lithogenesis. MSU Publishing House, Moscow, 142 p. (in Russian) [Япаскурт О.В. Стадиальный анализ литогенеза. М.: Изд-во МГУ, 1994. 142 с.].

44. Yudovich Ya.E., Ketris M.P., 2000. Fundamentals of Lithochemistry. Nauka, St. Petersburg, 497 p. (in Russian) [Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 497 с.].

45. Yudovich Ya.E., Ketris M.P., 2008. Mineral Indicators of Lithogenesis. Geoprint, Syktyvkar, 564 p. (in Russian) [Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Минеральные индикаторы литогенеза. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 564 с.