Особенности вещественного состава песчаников Таяокуяхинской свиты верхнего девона на юго-восточном склоне кряжа Канин Камень (полуостров Канин)

Автор: Никулова Н.Ю., Павлова М.А.

Статья в выпуске: 1 (313), 2021 года.

Бесплатный доступ

Приведены результаты изучения литологических и геохимических характеристик песчаников таяокуяхинской свиты верхнего девона юго-восточной части полуострова Канин. Накопление упомянутых песчаников происходило в мелководном бассейне при отсутствии вулканической деятельности, в условиях незначительных периодических колебаний уровня моря, приводящих к изменению степени зрелости, сортировки и соотношения в породах глинистой и песчаной составляющих. Рассматриваемая толща образовалась за счет разрушения слабовыветрелых в условиях умеренно теплого климата метаморфических пород. Установлено, что на формирование состава песчаников оказали влияние не менее чем два источника обломочного материала - гранатсодержащие кристаллические сланцы и метаморфизованные в зеленосланцевую фацию полевошпат-кварцевые песчаники. Последние, по всей видимости, являются источником обнаруженных в составе таяокуяхинской свиты знаковых содержаний золота.

Еще

Таяокуяхинская свита, песчаники, химический состав, обломочный материал, источники сноса, условия осадконакопления

Короткий адрес: https://sciup.org/149129448

IDR: 149129448 | DOI: 10.19110/geov.2021.1.3

Текст научной статьи Особенности вещественного состава песчаников Таяокуяхинской свиты верхнего девона на юго-восточном склоне кряжа Канин Камень (полуостров Канин)

Потенциальная золотоносность изучаемых пород так же определяет необходимость выяснения палеоге-одинамических и палеогеографических условий, существовавших во время формирования толщи, как и источников поступления обломочного вещества.

Целью проведенных нами исследований являлось установление литологических и геохимических характеристик, определение источников обломочного материала и условий формирования песчаников таяокуяхинской свиты.

Особенности геологического строения полуострова Канин

Изученные отложения верхнего девона с несогласием залегают на рифейских породах, слагающих ядро Канинского горст-антиклинория, расположенного на юго-восточном склоне кряжа Канин Камень в восточной части полуострова Канин (рис. 1). Основной тектонической структурой, определяющей геологическое строение полуострова Канин, является Канино-Северотиманский мегавал — северо-восточное продолжение Тиманской гряды * . Линейно-блоковое строение территории обусловлено глубинными разломами северо-западного простирания. Основным элементом тектонического плана территории является Канинский горст, ограниченный зонами Северного и Главного разломов и совпадающий с современным поднятием Канин Камень, в пределах которого на дневную поверхность выходят рифейские образования (рис. 1). Девонские отложения, представленные нижним и верхним подъярусами франского яруса, залегают на неравномерно размытой поверхности пород рифея, венда, реже — кембрия, ордовика. К нижнему подъярусу относятся таврояхинская ( D 3 tv ) свита, сложенная песчаниками, алевролитами, базальтами с редкими прослоями гравелитов, конгломератов, туфопесчаников и туфоалевролитов, и таяокуяхинская ( D 3 tk ), в составе которой преобладают песчаники и гравелиты, подчиненное положение занимают алевролиты и конгломераты. Общая мощность свит составляет 230 м. Верхний подъярус общей мощностью более 300 м представлен воронежским горизонтом (D₃vr) , сложенным песчаниками, туфоалевролитами, углями, и рыбнорецкой свитой ( D 3 rb ), состоящей из песчаников и алевролитов.

Наиболее полные разрезы таяокуяхинской (D 3 tk ) свиты, с угловым и стратиграфическим несогласием залегающей на породах мязгинской свиты среднего рифея (RF₂ mz ), расположены на западном крыле Канинского

‘ Здесь и далее геологическое строение территории приведено по: Отчет о групповой геологической съемке м-ба 1:50000 и поисках, проведенных на территории листов R-38-Ш-Г, 123Б, 124АБВГ, 125АВГ, 126Ввг, Гвг, 137Аб, Баб, 138АБ, Гб, 139АБ, Ваб, Габг, 140Авг, Бвг, В, Г, 141ВГ, 142В; Q-38-8-Баб, 9АВГ, 10АВ на п-ве Канин / Архангельское ПГО, Тиманская ГРЭ, Нарьян-Мар, 1984. Отв. исполн. Б. А. Горностай.

‘ Hereinafter, the geological structure of the territory is given according to: Report on the group geological survey at scale 1: 50,000 and searches conducted on the territory of sheets R-38-111-Г, 123Б, 124АБВГ, 125АВГ, 126Ввг, Гвг, 137Аб, Баб, 138АБ, Гб, 139АБ, Ваб, Габг, 140Авг, Бвг, В, Г, 141ВГ, 142В; Q-38-8-Баб, 9АВГ, 10АВ on the Kanin Peninsula. Arkhangelsk Geological Association, Timan Geological Expedition, Naryan-Mar, 1984. B. A. Gornostay. 22

Рис. 1. Распространение девонских отложений (серый цвет) на юго-востоке полуострова Канин по [2]

Fig.1. Scheme of spread of Devonian deposits [2]

антиклинория, на побережье Чешской губы, в устьях рек Бол. Ойва, Талянояха и Немазягуяха.

Объект и методы исследования

Объектом исследования являются песчаники таяокуяхинской свиты верхнего девона, описанные и опробованные в ряде коренных выходов в приустьевых участках долины р. Талянояха, на юго-восточном склоне Канино-Северотиманского мегавала в ходе полевых работ Канинской партии отдела региональной геологии и полезных ископаемых полярных и приполярных территорий ВСЕГЕИ в 2018 году (рис. 2).

В строении разреза чередуются конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты, аргиллиты. При этом в нижней и средней частях (таяокуяхинская свита) преобладают песчаники, а в верхней (немазягуяхинская свита) возрастает доля тонкозернистых пород.

Значительная часть разреза таяокуяхинской свиты сложена песчаниками различного гранулометрического состава — от тонко- до грубозернистых. Они слагают преимущественно тонкогоризонтально-сло-истые седиментационные ритмы мощностью до нескольких метров в составе сложно построенной песчано-конгломератовой толщи [1]. Песчаники характеризуются бластопсаммитовой структурой, полосчатой текстурой, образованной ориентировкой слюдистых минералов — биотита, в том числе существенно глинизированного, и мусковита. Преимущественно не-окатанные и слабоокатанные обломки представлены кварцем, редко кислым плагиоклазом. В песчаниках присутствуют органические остатки животного и растительного происхождения.

В разрезе Талянояха-2, расположенном в устье р. Талянояха, вскрыт несогласный контакт метаморфических пород мязгинской свиты среднего рифея и терригенных образований девона [2, 3]. Рифейская часть разреза сложена двуслюдяными альбит-кварцевыми и

Рис. 2. Схематическая геологическая карта юго-восточной части полуострова Канин (по: Отчет, 1984 г.). Условные обозначения: 1—6 — свиты рифейских отложений: 1 — микул-кинская; 2 — варысальская; 3—5 — подсвиты мязгинской; 6 — нюдерская; 7 — верхнедевонские отложения; 8 — нижний отдел триаса; 9 — средний отдел юры; 10 —четвертичная система; 11 — дайки: а — базальты верхнего девона, b — габбро-диабазы рифея; 12 — разрез контакта „рифей/девон” Талянояха-2

Fir. 2. Schematic geological map of the southeastern part of the Kanin Peninsula (after Gornostay, 1984 y.). Legend: 1 — Mikulkinskaya Formation; 2 — Varysal’skaya Formation; 3—5 — Myazginskaya Formation; 7 — Devonian section, middle-upper Formation; 8 — Triassic system, lower section; 9 — Jurassic system, middle section; 10 — Quaternary system; 11 — dikes: a — Late Devonian basalts; b — Late Riphean metamorphosed gabbro-diabases; 12 — section of the Riphean / Devonian contact zone Talanoyakha-2

альбит-хлорит-кварцевыми кристаллосланцами с редкими зернами граната. Контакт рифейских и верхнедевонских пород резкий, неровный — волнистый или зубчатый (рис. 3, а). Девонские отложения представлены олигомиктовыми кварцево-слюдистыми тонко-и мелкозернистыми песчаниками (рис. 3, b) с базальным слюдисто-глинистым (с пятнами карбонатного) цементом. Петрографический состав песчаников изучался в прозрачных шлифах, в работе использованы также описания Е. А. Котельниковой. Содержания породообразующих оксидов определялись весовым химическим методом в ЦКП «Геонаука» Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар). Для интерпретации результатов химических анализов использованы различные петрохимические модули и индикаторные соотношения породообразующих оксидов, позволяющие провести реконструкцию палеогеографических и палеотектонических условий формирования отложений [4—15].

Геохимическая характеристика песчаников

Содержания главных породообразующих оксидов, литохимические модули и индикаторные соотношения, использованные для характеристики отложений и реконструкции условий их образования, приведены в таблице.

Для типизации песчаников использована классификация Я. Э. Юдовича и М. П. Кетрис [7], основанная на количественной оценке гипергенных изменений осадочных пород — выщелачивания и гидролиза — с помощью гидролизатного модуля (ГМ), дополненная петрографическими наблюдениями. По значениям гидролизатного модуля песчаники характеризуются как нормо-, мио-, гипосилиты, нормо- и суперсиаллиты [7]. К силитам относятся песчаники существенно кварцево го состава с различным содержанием полевошпатовой и слюдистой компонент. Песчаники, относящиеся к си-аллитам, отличаются железистостью. Представленный в этой группе песчаник обр. 3000-4 характеризуется максимальным содержанием базального слюдистого цемента, составляющего на отдельных участках более половины площади шлифа, и выделяющимися на фоне основной ткани сгустками и пятнами с существенно железистым цементом.

На диаграмме Na2O + K2O — ГМ выделяются три группы (кластеры) фигуративных точек, обладающих сходными параметрами, и пять точек вне кластеров, отличающиеся некоторыми особенностями состава, но относящиеся к одному из выделенных литологических типов (рис. 4, а).

Кластеры и точки на этой диаграмме образуют два тренда, первый из которых отражает степень седиментационной зрелости пород — от существенно слюдистых (рис. 3, c) до кварцевых, с редкими чешуйками слюды в цементе (рис. 3, d), песчаников. Второе направление соответствует изменению содержания в песчаниках граната (рис. 3, f, g). Большая часть изученных образцов песчаников характеризуется значениями НКМ больше 0.3 (рис. 4, b), являющегося, по данным Я. Э. Юдовича и М. П. Кетрис, критерием присутствия в породе неизмененного калиевого полевого шпата [7]. Значения НКМ меньше 0.3 характерны только для песчаников, содержащих гранат. На диаграмме ГМ — ТМ, отражающей зависимость первичной титанистости пород от динамических факторов седиментогенеза, прослеживается зависимость между железистостью и титанисто-стью для девонских песчаников: наименее железистые и слюдистые хорошо сортированные песчаники являются наиболее титанистыми. В то же время незначительным содержанием TiO₂ характеризуются хорошо сортированные гранат-кварцевые песчаники (рис. 4, c). По значению титанового модуля к нормотитанистым 23

Содержание породообразующих оксидов в песчаниках, мае. % Content of rock-forming oxides in metasandstones, wt. %

№ обр. Оксиды \ Oxides	3000 (2)-3	3000 (2)-4	3000 (2)-5	3000 (2)-9	3000 (2)-10	3000 (2)-11	3000 (2)-13	3000 (2)-15	3000 (2)-16	3000 -4	3000 -11	3000 -13	3000 -16	3000 -19	3000 -23	8007 -10	8007 -8	8007 -9
№ обр. Оксиды \ Oxides	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
SiO 2	71.74	81.98	80.18	71.60	64.00	68.50	72.99	76.92	67.64	49.11	68.55	80.32	59.48	60	71.15	63.96	59.88	62.69
TiO 2	1.32	3.21	1.45	1.09	0.98	1.20	1.62	1.26	0.67	0.71	1.16	1.66	0.74	0.70	1.10	0.94	0.96	0.92
Al 2 O 3	10.20	4.63	6.45	10.62	13.90	11.92	9.69	7.06	12.19	20.40	11.57	6.50	15.45	16.60	8.97	9.61	16.43	15.41
Fe 2 O 3	3.10	2.30	3.45	2.82	2.30	1.84	2.33	4.05	1.85	8.19	4.64	2.50	2.55	3.58	4.96	2.04	5.23	1.52
FeO	2.97	2.70	1.85	2.91	8.36	6.45	5.02	2.21	7.52	2.26	2.59	1.90	10.43	3.83	3.15	2.18	3.08	2.46
MnO	0.05	0.11	0.06	0.04	0.89	0.27	0.32	0.05	0.37	0.10	0.07	0.078	1.34	0.044	0.044	0.14	0.079	0.063
MgO	0.43	1.05	0.84	1.64	1.48	1.43	1.24	1.09	1.69	2.93	2.00	1.04	1.58	2.58	1.88	1.61	1.95	1.91
CaO	2.52	0.21	0.53	0.53	1.60	1.28	0.96	0.53	1.28	0.20	0.10	0.10	1.32	0.01	0.60	7.00	1.20	2.60
Na₂O	2.52	0.97	1.48	2.14	1.38	1.20	0.98	1.02	1.30	3.42	1.87	1.08	1.40	2.98	1.25	2.41	4.03	4.01
^K2^O	2.30	1.10	1.47	3.32	1.85	1.93	2.15	1.86	1.83	5.14	2.87	1.64	1.77	3.73	2.34	2.43	3.61	3.79
P 2 O 5	0.10	0.04	0.05	0.20	0.08	0.09	0.08	0.10	0.07	0.49	0.16	0.073	0.084	0.11	0.15	0.068	0.16	0.13
Ïïï / Poi	3.97	1.92	2.58	5.05	3.22	3.85	3.33	3.61	3.38	7.17	4.45	2.68	3.25	5.65	4.84	7.63	3.47	4.87
Сумма / Sum	101.22	100.21	100.39	100.96	100.04	99.96	100.70	99.76	99.79	100.12	100.03	99.57	99.40	99.81	100.43	100.02	100.08	100.37
¹ îáð. Модули \ Modules x.	3000 (2)-3	3000 (2)-4	3000 (2)-5	3000 (2)-9	3000 (2)-10	3000 (2)-11	3000 (2)-13	3000 (2)-15	3000 (2)-16	3000 -4	3000 -11	3000 -13	3000 -16	3000 -19	3000 -23	8007 -10	8007 -8	8007 -9
log(Na₂O/K₂O)	0.04	–0.05	0.00	–0.19	–0.13	–0.21	–0.34	–0.26	–0.15	–0.18	–0.19	–0.18	–0.10	–0.10	–0.27	0.00	0.05	0.02
log(SiO₂/Al₂O₃)	0.85	1.25	1.09	0.83	0.66	0.76	0.88	1.04	0.74	0.38	0.77	1.09	0.59	0.56	0.90	0.82	0.56	0.61
log(Fe 2 O 3îáù /K 2 O)	0.13	0.32	0.37	–0.07	0.09	–0.02	0.03	0.34	0.00	0.20	0.21	0.18	0.16	–0.02	0.33	–0.08	0.16	–0.40
F1	–1.46	–5.71	–3.74	–0.87	–2.99	–1.87	–3.46	–3.38	–1.47	1.98	–1.94	–3.92	–3.53	–0.01	–2.35	–0.16	0.32	1.15
F2	–1.61	6.49	2.22	–0.21	–4.28	–2.82	–0.90	1.91	–4.88	1.58	1.60	3.56	–5.39	–1.37	1.07	–0.13	–1.57	–1.14
F3	8.85	27.45	12.29	11.39	2.46	4.52	8.75	11.28	2.92	6.67	8.68	13.55	1.00	6.16	9.82	9.81	7.01	8.19
F4	5.89	43.79	14.12	9.06	4.32	6.76	11.43	13.11	4.59	4.40	8.99	17.38	2.76	4.82	11.66	8.26	4.19	4.64
SiO 2 /Al 2 O 3	7.03	17.71	12.43	6.74	4.60	5.75	7.53	10.90	5.55	2.41	5.92	12.36	3.85	3.61	7.93	6.66	3.64	4.07
K₂O/Na₂O	0.91	1.13	0.99	1.55	1.34	1.61	2.19	1.82	1.41	1.50	1.53	1.52	1.27	1.25	1.87	1.01	0.90	0.95
Al 2 O 3 /SiO 2	0.14	0.06	0.08	0.15	0.22	0.17	0.13	0.09	0.18	0.42	0.17	0.08	0.26	0.28	0.13	0.15	0.27	0.25
K₂O/Al₂O₃	0.23	0.24	0.23	0.31	0.13	0.16	0.22	0.26	0.15	0.25	0.25	0.25	0.12	0.22	0.26	0.25	0.22	0.25
CIA	48	60	56	57	66	65	63	60	65	64	64	63	70	65	61	33	56	50
ICV	1.6	2.5	1.7	1.5	1.0	1.0	1.3	1.7	1.1	1.2	1.4	1.6	0.9	1.1	1.7	2.7	1.4	1.5
CIW	54	70	65	70	73	73	74	73	73	77	78	77	77	77	74	37	65	58
Fe/Mn	83	33	60	111	10	27	19	88	22	59	71	38	9	121	121	22	68	49
(Fe+Mn)/Ti	4	1	3	4	12	7	4	4	14	9	5	2	19	9	5	4	6	4
Al/(Al+Fe+Mn)	0.6	0.5	0.6	0.6	0.5	0.5	0.5	0.6	0.5	0.7	0.6	0.6	0.5	0.7	0.5	0.7	0.7	0.8
НКМ	0.47	0.45	0.46	0.51	0.23	0.26	0.32	0.41	0.26	0.42	0.41	0.42	0.21	0.40	0.40	0.50	0.47	0.51
ГМ	0.25	0.14	0.17	0.24	0.41	0.32	0.26	0.19	0.33	0.64	0.29	0.16	0.51	0.41	0.26	0.23	0.43	0.32
ТМ	0.13	0.70	0.23	0.10	0.07	0.10	0.17	0.18	0.06	0.04	0.10	0.26	0.05	0.04	0.13	0.10	0.06	0.06

Список литературы Особенности вещественного состава песчаников Таяокуяхинской свиты верхнего девона на юго-восточном склоне кряжа Канин Камень (полуостров Канин)

Безносое П. А., Снигиревский С. М, Сивкова А. П., Павлова М. А., Зархидзе Д. В. Осадочный комплекс девонских отложений восточной части полуострова Канин // Материалы XVII Геол. съезда Республики Коми. Сыктывкар, 2019. С. 29—32.
Зархидзе Д. В., Богатырев Л. И., Цыбульская А. Е., Павлова М. А. Зона межформационного контакта рифея и позднего девона на крыльях Канинского антиклинория // Там же.
Павлова М. А., Зархидзе Д. В., Богатырев Л. И., Цыбульская А. Е. Межформационный контакт рифейских и верхнедевонских образований полуострова Канин // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 27-й научн. конф. Сыктывкар, 2018. С. 166-171.
Петтиджон Ф., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. М.: Мир, 1976. 536 с.
Розен О. М., Журавлев Д. З, Ляпунов С. М. Геохимические исследования осадочных отложений Тимано-Печорской провинции // Разведка и охрана недр. 1994. № 1. С. 18-21.
Страхов Н. М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976. 300 с.
ЮдовичЯ. Э., КетрисМ. П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
Bhatia M. R. Plate tectonic and geochemical composition of sandstones // The Journal of Geology. 1983. V. 91. № 6. P. 611-627.
Bostrom K. The origin and fate of ferromanganoan active ridge sediments / Stockholm Contrib. Geol. 1973. V. 27. No. 2. P. 148-243.
Cox R, Lowe D. R. Controls of sediment composition on a regional scale: a conceptual review / J. Sed. Res. 1995. V. 65. P. 1-12.
Harnois L. The CIW index: a new chemical index of weathering / Sed. Geol. 1988. V. 55. No. 3/4. P. 319-322.
Herron M. M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log date / J. Sed. Petrol. 1988. V. 58. P. 820-829.
Lee Y. I. Provenance derived from the geochemistry of late Paleozoic-early Mesozoic mudrocks of the Pyeongann Supergroup, Korea // Sedimentary Geology. 2002. V. 149. P. 219-235.
Nesbitt H. W., Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites / Nature. 1982. V. 299. P. 715-717.
Roser B. P., Korsch R. J. Determination of tectonic setting of sandstone-mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. The Journal of Geology. 1986. V. 94. № 5. P. 635-650.

Еще

Статья научная