Состав, объем, литогеохимическая характеристика и источники сноса Багдаринской свиты (Витимкан-Ципинская зона, Западное Забайкалье)

В последние годы в геологической структуре Западного Забайкалья установлены разнообразные в формационном отношении отложения верхнего силура ‒ среднего карбона, образующие раннегерцинский структурный этаж Байкале-Витимской складчатой системы (БВСС) (Гордиенко, 2010; Минина, 2016; Руженцев, 2012). По литогеодинамиче-ским условиям формирования они относятся к трем структурно-формационным зонам ‒ Удино -Витимской, Витимкан-Ципинской и Турка-Курбинской (Минина, 2016).

Обоснование возраста стратиграфических подразделений, изучение их вещественного состава, определение фациальной принадлежности и обстановок седиментации и, как следствие, детализация и уточнение схем стратиграфии тектонических зон БВСС ‒ всё это является актуальной задачей.

Наиболее дисскуссионной до настоящего времени остается стратиграфическая последовательность отложений Багдаринской под- пород.

зоны Витимкан-Ципинской зоны (рис. 1). Здесь, среди верхнепалеозойских гранитои-дов, расположены поля докембрийских метаморфических пород байкальского основания и относительно слабо метаморфизованные отложения верхнего палеозоя, слагающие Багдаринскую синформу (Руженцев, 2012; Минина, 2016). Несмотря на хорошую изученность синформы, остаются вопросы и нерешенные проблемы, касающиеся возраста, состава, объема стратонов, их взаимоотношений и структуры .

Наиболее интересна багдаринская свита, представления о возрасте, объеме и стратиграфическом положении которой до сих пор вызывают споры.

Багдаринская свита впервые выделена С.Л. Шером (1955). Её объем с тех пор практически не изменялся, пересматривался только ее возраст. В первых вариантах схемы расчленения стратифицированных образований региона возраст багдаринской свиты определялся в интервале верхней перми ‒ триаса по комплексам микрофоссилий (Осо-

Рис. 1. Схема тектонической зональности Байкало-Витимской складчатой системы (Минина, 2016)

кин, 1959). В последующих вариантах стратиграфических схем Н.А. Фишевым (1964) багдаринская свита относилась к кембрию, В.А. Давыдовым (1981) - к венду - кембрию, Ф.В. Никольским - к верхнему рифею (1984), Д.Л. Поздняковым (2000) - к верхнему кембрию - ордовику. В серийной легенде Геолкарты 1000/3 и на ГГК-1000/3 свита датирована поздним рифеем (Фишев, 2011), а на ГГК-200/2 - поздним девоном - началом среднего карбона (Шелгачев, 2011). Свита характеризуется пестротой состава и трехчленным строением. Нижнебагдаринская подсвита (мощность не менее 600 м) сложена пестроцветными терригенными породами. Среднебагдаринская нодсвита (от 250 до 950 м) представлена чередованием серых, зеленовато -серых песчаников, алевролитов, алевропелитов с прослоями известняков. К верхнебагдаринской подсвите (более 1000 м) относили разнообломочные пестроцветные туфотерригенные породы с прослоями известняков. Нижняя и средняя подсвиты объединены в пестроцветную ассоциацию, которая по остаткам проптеридофитов, водорослей, табулятоморфных кораллов, гелио-литид, строматопородей, миоспор датирована поздним девоном. По многочисленным находкам мшанок, фораминифер и водорослей был датирован ранне-среднекаменноугольный возраст верхнебагдаринской подсвиты (Руженцев, 2012). Фаунистическая характеристика багдаринской свиты в целом определяет ее стратиграфическое положение в верхнем девоне - начале среднего карбона (Шелгачев, 2011; Руженцев, 2012). Уровень метаморфических преобразований отложений багдаринской свиты в целом соответст- вует стадии катагенеза.

Новые данные, полученные нами , позволили пересмотреть объем багдаринской свиты , выделив из ее состава алексеевскую толщу, уточнить состав этих стратонов и определить источники сноса. Результаты этих исследований и характеристика стратиграфических подразделений приведены в статье.

Характеристика разрезов багдаринской свиты и алексеевской толщи

Багдаринская свита

Свита нами рассматривается в объеме пестроцветной ассоциации. Она распространена в верхнем течении р. Багдаринки, в среднем течении рч. Ауник, Б.Киро, Амандак (притоки р. Багдаринки), на водоразделе рек Багдаринка ‒ Усой (рис. 2). Со всеми стратиграфическими подразделениями багдаринская свита имеет тектонические контакты. Только в бассейне р. Самакдыкан наблюдается постепенный переход к терригенной пачке якшинской свиты. В составе свиты выделены две под свиты (рис 3).

Нижнебагдаринская подсвита (отвечает нижней подсвите багдаринской свиты в традиционном объеме) сложена красно-цветными полимиктовыми, кварц-полево-шпатовыми песчаниками с прослоями гравелитов, конгломератов, фиолетовыми алевролитами и алевритистыми аргилли-тами . Подсвита имеет ритмичное строение (мощность ритмов 1 ‒7 м). По правобережью р. Бол.Якша ритмиты представлены следующим образом (снизу вверх): 1 ‒ галечные и гравийные песчаники с обломками аргиллитов; 2 _‒ мелко-и среднезернистые песчаники с текстурами косой слоистости; 3 _‒ тонкозернистые песчаники с пропластками алевролитов с диагональными (рифели) и флазерными текстурами, миоспоры; 4 - тонкослоистые алевролиты с прослоями алевропелитов, флора, миоспоры.

Верхнебагдаринская подсвита (в объеме верхней части разреза средней подсвиты) представлена переслаиванием темно-серых глинистых сланцев, филлитизированных мелкозернистых песчаников и алевролитов с прослоями и линзами аргиллитов, серых оолитовых, черных афанитовых известняков и алевритистых известняков с прослоями глины. В верхнем течении р. Бол. Киро установлена серия микроритмов (мощностью в десятки сантиметров). Фрагмент этого разреза имеет следующий вид (снизу вверх):

• 1.    Песчаники зеленовато-серые мелкозернистые, косослоистые, полимиктовые, поле-вошпат-кварцевые со слойками лиловых мелкозернистых алевролитов, плоской галькой аргиллитов, миоспоры (5,5 м).

• 2.    Алевролиты лиловые мелкозернистые, полимиктовые тонкоплитчатые, миоспоры (2 м).

• 3.    Переслаивание зеленовато-серых, буро-ватых полимиктовых песчаников и табачных алевролитов со слюдисто-карбонатным, хлорит-глинистым цементом и прослоями аргиллитов, миоспоры (43 м).

• 4.    Чередование серо-зеленых, тонкоплит-чатых алевролитов и песчаников с маломощными прослоями лиловых алевролитов, миоспоры (более 400 м).

Общая мощность более 450 м.

Алевролитовые слои характеризуются мелкомасштабными косослоистыми текстурами, часто текстурами биотурбации осадка. Терригенные породы подсвиты по левобережью р. Большая Якша в верхней части разреза содержат прослои известковистых алевролитов и песчаников. Для этих пород характерно присутствие линзообразных прослоев (размером от десятка сантиметров до первых метров) известняков. Известняки серые, светло-серые онколитовые, обломочной текстуры, с обломками криноидей и раковинной фауны, остатками водорослей. Кроме того, в пачке переслаивания алевролитов с прослоями аргиллитов отмечены окатанные лепешковидной формы обломки светлых пелитоморфных известняков.

Возраст багдаринской свиты по присутствию остатков проптеридофитов (S-D), водорослей ‒ сине-зеленых Ortonellasp., Roth-plezellasp., Garvoodiasp., Renalcisdevonicus Antropov (D), Bevocastriasp. (D3-C 1), сифоновых Deresellasp., Bijagodellasp. и Koniko-porasp. (D2-3), Fasciellasp.(D3-C1) и харовых Menselinasp. (D), табулятоморфных кораллов, гелиолитид, строматопородей Amphi-poraangusta Lec. (D2-3) определяется позд- ним девоном. Свита охарактеризована миоспорами, соответствующими зоне Cristatisporitesdeliquescens ‒ Verrucosispo-rites-evlanensis евлановского и ливенского горизонтов верхней части верхнефранского подъяруса Русской платформы (Минина, 2016). Мощность багдаринской свиты оценивается в 950 м.

Рис. 2. Схема геологического строения Багдаринской синформы (Минина, 2016 , с нашими дополнениями) : 1 - четвертичные отложения; 2 ‒ имская свита (K 1im), конгломераты, песчаники, алевролиты; 3 ‒                  ‒                                  C1-2au); 4 ‒ точерская свита (D3‒

C1tc), конгломераты, песчаники, алевропелиты, туфотерригенные породы, прослои известняков, туфов; 5 ‒ киройская толща, углисто-глинистые сланцы (D3fmkr); 6 ‒ багдаринская свита (D3f3bg), песчаники и алевролиты пестроцветные, прослои песчанистых известняков; 7 ‒ (D3jk), переслаивание песчаников, алевролитов, алевропелитов, известняков;8 ‒

(D1-2or), известняки, доломиты; 9 ‒ усойская свита (RF3us), базальты, риолиты, дациты и их туфы; 10 ‒ сиваконская свита (RF3sk), эффузивы кислого и основного составов; 11 ‒ шаманский комплекс (RF3s), габбро, диориты; 12 ‒                      RF3ak),                                      ‒ витимканский комплекс (PZ3v): 13 ‒ порфировидные биотитовые граниты, 14 ‒ ниты; 15 ‒ точерский субвулканический комплекс (C2tc), риолиты, андезиты; 16 ‒ тектонические нарушения; 17‒

Алексеевская толща

Толща выделена из состава багдаринской свиты (см. рис. 3) и рассматривается в объеме верхней подсвиты, традиционно принятом на ГГК-200/2.

‒ менноугольных отложений Багдаринской син

,

: 1 ‒                 ‒

‒

-

‒‒

‒

‒‒  ‒

• 10 ‒           ‒                  ‒

отбора проб

Она распространена в среднем течении рек Ауник - Усой, по правобережью р. Баг- даринки и левобережью р. Катарихи, рч. Большая Якша.

Алексеевская толща сложена массивными пестроцветными туфопесчаниками и ту-фоалевролитами с прослоями песчанистых, биотурбированных аргиллитов и туффитов с остатками мшанок. Опорный разрез толщи описан по рч. Алексеевский (приток р. Ауник) и включает метровые ритмиты, сложенные слоями массивных туфопесчаников и туфоалевролитов с прослоями песчанистых биотурбированных аргиллитов, туффитов с остатками мшанок. Разрез по притоку Алексеевскому имеет следующий вид (снизу):

• 1.    Переслаивание лиловых туфопесчаников и туфоалевролитов, туфопесчаники среднезернистые и разнозернистые, тонкослоистые, несортированные с линзовидными прослоями псефитовой размерности и гравийной примесью, цемент слюдисто-хлоритовый с гидроокислами железа, туфоалевролиты тонкоплитчатые (более 1,5 м).

• 2.    Туфоалевролиты лиловые, тонко -линзовидно-слоистые, с прослоями песчаных зеленых аргиллитов с пирокластикой (4,9 м).

• 3.    Переслаивание туфопесчаников мелко -и среднезернистых и туфоалевролитов лиловых (мощности слоев от первых до десятков сантиметров), прослои грубозернистых песчаников и гравийная примесь (22 м).

• 4.    Туфопесчаники средне-, грубозернистые, лиловые с прослоями туфогравелитов и туфоалевролитов (150 м).

Общая мощность фрагмента разреза около 180 м. Во всех разновидностях пород присутствуют мелкие овальные и линзовидные колонии (в диаметре от 1,5 до 15 см) мшанок. Элементы залегания пород по разрезу - аз.пад. 300°, угол 30 - 35°.

По левобережью р. Усой (ниже устья рч. Ендоды) толща сложена переслаиванием красноцветных полимиктовых песчаников и темно-зеленых туфопесчаников, туфоалевролитов с прослоями известковистых алевролитов и аргиллитов. Во всех разностях пород содержатся многочисленные остатки мшанок. По р. Бол. Якша алексеевская толща представлена массивными лиловыми, крас- новатыми и зеленоватыми полимиктовыми песчаниками и туфопесчаниками с прослоями и линзами гравелитов и мелкогалечных конгломератов, туфоалевролитов с прослоями аргиллитов, туффитов и песчанистых известняков, образующих слои мощностью от первых до нескольких десятков метров. Иногда присутствуют метровые слои песчаников с реликтами бугорчатой слоистости или тонкообломочные осадки с остатками мшанок.

Возраст алексеевской толщи по много-

Rhab-domeson, Primorella, Rombocladia Ascopora (известны с С1), Rhombotrypella (появляются с С2), фузулинид (С2), дазикладациевых водорослей Antracoporellasp. (С) определяется как ранне-среднекаменно-угольный (начало среднего карбона) (Минина, 2016).

Петрографическая характеристика основных типов пород багдаринской свиты и алексеевской толщи

Багдаринская свита

Породы багдаринской свиты однообразны по составу обломочной части.

Гравелиты и конгломераты зеленовато -серого и красновато-серого цвета, полимиктовые, псаммо-псефитовой структуры, беспорядочной и неяснослоистой текстуры. В составе галек преобладают кислые эффузи-вы-дациты, андезиты (30 - 60%), жильный кварц и кварцевые породы (8 - 30%), углеродисто -кремнистые и кремнистые породы (30%), метааргиллиты (12 - 15%), хлорити-зированные породы (6%). Редко встречаются карбонатные породы, сланцы, песчаники и граниты. Цемент конгломератов - кварц-полевошпатовый песчаник на глинистом цементе бурого цвета, присутствуют обломки эффузивов.

Песчаники, алевролиты пестроцветные, средне-мелкозернистые, полимиктовые, кварц -полевошпатовые, кварцевые, массивной и слоистой текстуры породы. Обломочный материал хорошо сортирован и окатан, представлен кварцем (20 - 80%), плагиоклазом (3 - 12%), калишпатом (8 - 15%), мусковитом (2 - 3%), обломками пород - аргиллитов (12%), эффузивов (12%), известняков, микрогранитов; кремнистые, эпидитизирован- ные, кварцитовидные, глинистые обломки составляют по 1%. Цемент глинисто -карбонатный, карбонатно-хлоритовый, реже кальцитовый, базальный, поровый и соприкосновения. В алевролитах отмечаются прослои аргиллитов. Цемент песчаников - глинисто -слюдисто-хлоритовый с карбонатом и гидроокислами железа до 15%, пленочный, поровый.

Аргиллиты алевритистые пелитовой, микролепидобластовой структуры, сланцеватой текстуры. Сложены до 80 - 95% глинистым веществом со слюдкой, хлоритом и пылью рудного минерала. Терригенная примесь составляет от 3 до 20%, представлена кварцем и полевыми шпатами. Цемент серицит -доломитовый, слюдисто-хлоритовый, хлорит-глинистый, присутствуют лейкоксен, линзочки хлорита и пятна гидроокислов железа.

Известняки . Кальцит составляет 65%, терригенная примесь - 30%, хлорит-гидрослюдистый агрегат - 12%. Терригенная примесь в известняках и глине одного состава. Присутствуют рудный минерал, гидро-окислы железа, рутил, турмалин. К этим породам близки известняки с прослоями глины.

Известняки песчанистые серые, темно -серые, буроватые, органогенные с онколитами, плитчатые или массивные, разнозернистые, сложены кальцитом (92%), терригенная примесь (8%) распределена равномерно и представлена кварцем, полевыми шпатами, мусковитом, обломками (до1%) кремнистых, глинистых пород и метаэффузивов.

Алексеевская толща

Туфопесчаники и туфоалевролиты лиловые, красноватые, зеленоватые, полимиктовые породы, средне - и мелкозернистые, несортированные, слоистой и нечетко -слоистой текстуры, псаммитовой, псефито-псаммитовой структуры. Обломки пород разнообразной формы и степени окатанности составляют от 30 до 65% и представлены эффузивами (13%), серицитизированными (20%), углисто-кремнистыми (5%), хлорити-зированными (2 - 3%), карбонатными (1 -3%), глинистыми (1 - 2%) обломками, аргиллитами (2%), вулканическим стеклом

(8%). Обломки кристаллов составляют 15 -30% и представлены кварцем (15 - 30%), плагиоклазом и калишпатом (по 3 - 8%), мусковитом (3%). Иногда присутствуют растительные остатки. Для песчаников характерно присутствие осколков измененного вулканического стекла до 8%. Цемент глинисто -слюдисто-хлоритовый с карбонатом и гид-роокислами железа (до 15%), пленочный, поровый.

Аргиллиты с пирокластикой псаммитовой, микролепидобластовой структуры, слоистой текстуры. Сложены гидрослюдистой глиной с кремнисто-углистыми слойками (70%), обломки пород составляют 20 - 30% и по составу схожи с обломочной составляющей песчаников и алевролитов. Слоистость обусловлена беспорядочным чередованием глины и слойков с обломочным материалом.

Туффиты зеленоватые, буроватые, тонкозернистые тонкослоистой, нечеткослоистой, пирокластической текстуры, псаммо-алевропелитовой структуры. Обломки пород составляют 45 - 65% и представлены слюдистыми, слюдисто-хлоритовыми, хлоритовыми образованиями по туфовому, глинистому веществу, стеклу. Обломки кристаллов (8 -

25%) представлены кварцем, полевыми шпатами, серицитом, и, редко, рудным минералом и турмалином. Цемент (до 25%) глинисто -туфогенный с гидроокислами железа и пятнами анкерита.

Геохимическая характеристика стратонов

Химический состав осадочных пород, согласно существующим представлениям, является индикатором не только вещественного состава материнских пород, но и тектонической обстановки их накопления. Для классификации терригенных пород использовались петрохимические модули, серия диаграмм, основанных на содержании основных петрогенных компонентов.

Содержания петрогенных оксидов терригенных пород багдаринской свиты имеют значения, отличные от алексеевской толщи (см. рис. 3). Так, на классификационной диаграмме Я.Ю. Юдовича точки составов пород багдаринской свиты (242 в, 242 с, 242 и) попали в поле аркозов, в то время как породы алексеевской толщи - в поле граувакк (рис. 4).

. 4.                                                                                     ‒

;2‒

По химическому составу отложения баг- щими геохимическими особенностями. По-даринской свиты характеризуются следую- роды обнаруживают более низкие содержа-

‒

Al2O3, TiO гидролизатного модуля (ГМ) изменяется в них от 0,32 до 0,38, что, в соответствии с классификацией Я.Э. Юдовича и М.П. Кет-рис, позволяет отнести их к сиалитам (Юдо- , 2000).

(ТМ) варьируют от 0,73 до 0,90. По величине алюмокремниевого модуля (АМ = 0,23) породы относятся к группе глинистых.

/1, /3)

SiO2 (70%)           3).

гидролизатного модуля (ГМ) варьирует от 0,17

вать их как силиты. Значения титанового ‒ 0,53 ‒ алюмокремниевого модуля (АМ) равняется , , .

Геохронологические исследования багдаринской свиты

U-Pb выполнены для детритовых цирконов, выде-

.

ритовых цирконов (110 зерен) из полимиктового песчаника багдаринской свиты обнаружены 106 зерен этого минерала, которые характеризуются конкордантными оценками возраста.

Среди них преобладают цирконы поздне- ‒        ‒1

млрд 225,9 млн л, составляющие 90,6 %. Из них 92 зерна имеют позднерифейский возраст (618 млн - 1 млрд 26,2 млн лет, 86,8% ), а остальные 4 относятся к среднему рифею

‒, 3,8%). Из 106 зерен 8 характеризуются раннепротерозойским возрастом (1 млрд 707,8 млн - 2 млрд 187,7 млн лет, 7,5%), 6 цирконов из них имеют верхнекарельский (1 млрд ‒ ‒ ‒

106 исследованных попали в область верхнего архея (2728 - 2889, 1,9% ).

Среди детритовых цирконов присутству-, вышает допустимые значения (более 10 D,%): 1 ‒                          ‒ 477,7

‒‒ ‒4

‒ 761,1; 5 ‒ 718,5; 6 ‒ 815,6.

Таким образом, в терригенных отложениях багдаринской свиты преобладают детритовые цирконы позднепротерозойского возраста.

Источником детритовых цирконов, скорее всего, могли быть верхнерифейские вулканиты усойской свиты с возрастом 837,4 и

- диориты, диориты и тоналиты шаманского ,

762,6 млн л, выходы которых входят в состав шаманской пластины (Руженцев, 2012, Шел-гачёв, 2011). Вулканиты усойской свиты от

- сматриваются как островодужные образования. Считается, что они формировались в Шаманской палеоспрединговой зоне и Ке-лянской остороводужной системе (Гордиенко, 2010). Состав и возраст пород зоны и расположенных в этой зоне вулканитов Ке-лянской островодужной системы хорошо

- вым и островодужным комплексами Байка-

937 млн л указывает на источник, которым могут быть сланцы по вулканитам сиваконской свиты, имеющим нормальную щелочность и претерпевшим зеленосланцевый метаморфизм. Породы свиты повсеместно совмещены с измененными интрузивными породами шаманского комплекса. Верхнерифейские вулканиты широко распространены также в

-- екая, буромская свиты, олнинская толща). Породы, которые могли бы быть источника-                                    ,

,

-

. 5).

главным источником сноса терригенного материала были близко расположенные поднятия преимущественно позднедокембрийского фундамента.

Рис. 5. Гистограмма распределения оценок возраста детритовых цирконов из терригенных отложений багдаринской свиты

Реконструкции тектонических режимов областей сноса пород

Для реконструкции тектонических режимов областей сноса материала пород багдаринской свиты и алексеевской толщи были использованы диаграммы М.Р. Бхатия (Bha-tia, 1983). Согласно этим данным, терригенные отложения багдаринской свиты образовались за счет разрушения океанической островной дуги. Алексеевская толща сформировалась в пределах континентальной островной дуги (рис.6).

Заключение

• 1.    Пересмотрен объем багдаринской свиты. Из ее состава выделена алексеевская толща, сложенная туфотерригенными породами. Возраст ее ограничивается ранним началом среднего карбона. Багдаринская свита сложена терригенной пестроцветной

• 2.    Петрохимические характеристики пород багдаринской свиты и алексеевской толщи различны. Состав пород багдаринской свиты отвечает аркозам, а породы алексеевской толщи попадают в поле граувакк. По химическому составу отложения багдаринской свиты отнесены к сиалитам, по величине алюмокремниевого модуля _‒ к группе глинистых пород. Породы алексеевской толщи классифицируются как силиты, по величине алюмокремниевого модуля относятся к песчаникам.

• 3.    Главным источником сноса терригенного материала для пород багдаринской свиты были близко расположенные поднятия преимущественно позднедокембрийского фундамента, представленные верхнери-фейскими островодужными комплексами.

  
  
  

ассоциацией пород, рассматривается в составе двух подсвит и датируется поздним девоном, франом.

. 6.

обстановок накопления: 1 — океанические островные дуги (алексеевская толща); 2 — континентальные островные дуги (багдаринская свита)

генные отложения багдаринской свиты образовались за счет разрушения океанической

‒ счет континентальной островной дуги.

Выражаем признательность Центру коллективного пользования «Аналитический центр ми

-

-

,

Исследование выполнено в рамках государственного задания ГИН СО РАН по

IX.124.1.3 « седиментогенеза и ее связь с геодинамическим развитием каледонской и герцинской

-

-

-    -117011650013-4,

-05