Типы питающих провинций верхнедокембрийских отложений Волго-Уральской области

- формы (ВЕП) рифейские осадочные последовательности выполняют ряд отрицательных структур, из которых наиболее круп-

‒     -                 -- дулинский авлакогены (рис. 1), отложения

-

Шиханскую впадину. Мощность осадочных

-

- гена относительно невелика. В южной его

‒

-

‒ 4

ная мощность отложений венда в Шкапов

• -                                           1,6 ‒

1,

Литостратиграфия верхнего докембрия -- когене представлен отложениями кырпин-ской серии, объединяющей прикамскую,

• 2) .

слагается преимущественно терригенными :

--

- тами и алевролитами, гравелитами и конгло-

- тами и коричневыми мергелями. Калтасин-ская свита (-230... 1700 м) представлена почти исключительно карбонатными породами (известняками и доломитами), содержащими прослои и пачки терригенных отложений. (~50…70

‐

‐

‐ коричневых глинистых сланцев, гравелитов и конгломератов.

‐

(Ишерская, Романов, 1993) и унифицированная схема вендских отложений той же области (Стратиграфическая..., 2000).

Рис. 1. Схема строение Камеко - Бельского и Серноводско - Абдулинского авлакогенов (Белоконь и др., 2001) и положение скважин, данные по образцам из которых использованы при подготовке настоящей работы: 1 ‒ зона отсутствия отложений нижнего рифея; 2 ‒ граница отсутствия отложений верхнего докембрия; 3 ‒ западная граница распространения отложений среднего и верхнего рифея; 4 ‒ ницы между свитами (а) и разрывные нарушения (б); 5 ‒ изопахиты отложений рифея, км; 6 ‒ скважины; 7 ‒

Урала; 8 ‒ ны: Ар 7000 ‒               62 ‒ Кабаково 62;

СКш 1 ‒      - Кушкулъ 1; Кп 1 ‒

740 ‒ Шкапова 740; М -      ‒          -

Актаныш 203; М -      ‒ Мензелино - Актаныш

20005; Су 20007 ‒                 ‒

• 6.    I‒ Камеко - Бельский авлакоген; II ‒ Серноводско - Абдулинский авлакоген; III ‒ Кваркушско - Каменногорский мегантиклинорий; IV ‒ Башкирский мегантиклинорий/

  Средний рифей выделяется в объеме се-рафимовской серии, объединяющей тукаев-скую и ольховскую свиты. Тукаевская свита (460 ‒ 630 м) слагается пестроцветными песчаниками с прослоями алевролитов, красно‐ бурых и зеленых глинистых сланцев. Ольховская свита (340 ‒ 840 м) представлена аргиллитами, мергелями и доломитами с редкими прослоями пестроцветных алевролитов и песчаников. Верхняя часть свиты сложена аргиллитами с прослоями мергелей. В основании свиты во многих скважинах прослеживается т.н. акбердинский горизонт (Морозов и др., 1972; Стратотип…, 1983),

Западные районы

Старопетровская свита

Камско-Бельский авлакоген и Шкаповско-Шиханская впадина

Центральные и восточные районы

Карлинская свита

Салиховская свита

Тукаевская свита

Калтасинская свита

Рис. 2. Сводная стратиграфическая колонка отложений рифея и венда Волга - Уральской области

Шиханская свита 11риютовская свита вита

Усинская свита

Ольховская свита

Надеждинская свита

Прикамская свита

представленный темно‐серыми и почти черными алевритистыми глинистыми сланцами и аргиллитами с редкими прослоями песчаников.

К верхнему рифею в Камеко‐Бельском и Серноводско‐Абдулинском авлакогенах принадлежит абдулинская серия, объединяющая четыре свиты ‒ усинскую, леонидов-скую, приютовскую и шиханскую (Ишер-ская, Романов, 1993 и др.). Усинская свита (100‒400 м) слагается светло‐серыми и красновато‐бурыми разнозернистыми песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов. Леонидовская свита (100 ‒ 1000? м) сложена преимущественно буровато‐розовыми, красно‐бурыми и светло‐серыми кварцевыми песчаниками и алевропесчаниками, содержащими прослои красно‐бурых аргиллитов. В Серноводско‐Абдулинском авлакогене, вблизи Татарского свода, среди песчаников отмечаются прослои гравийных разностей, хорошо окатанные гальки кварца, а также маломощные прослои конгломератов. При-ютовская свита (400 ‒ 600 м) представлена пестроцветными аргиллитами, доломитовыми мергелями , алевролитами и песчаниками. Шиханская свита (170...360 м) сложена пестро‐ и красноцветными известняками, их глинистыми разностями, доломитами, мергелями и аргиллитами.

Вендские отложения в Шкаповско‐ Шиханской впадине расчленены на каиров-скую и шкаповскую серии (Стратотип…, 1983; Стратиграфическая..., 2000). Каиров-ская серия объединяет байкибашевскую и старопетровскую свиты, шкаповская _‒ сали-ховскую и карлинскую. Байкибашевская свита (10 ‒ 85 м) представлена зеленовато‐ серыми и серыми песчаниками с примесью гравийно‐галечного материала. Присутствуют в ее разрезах также прослои алевролитов и аргиллитов. Старопетровская свита (85 ‒ 320 м) сложена преимущественно пестроцветными алевролито‐аргиллитовыми породами. Салиховская свита (100 ‒ 450 м) включает пестроцветные песчаники и алевролиты с подчиненными им прослоями зеленовато‐серых и темно‐коричневых аргиллитов. Карлинская свита (до 600 м) сложена преимущественно зеленовато‐серыми, реже темно‐коричневыми аргиллитами с прослоями и пакетами алевролитов и песчаников.

Особенности формирования отложений верхнего докембрия

По представлениям (Аксенов и др., 1984; Лозин, 1994 и др.; Белоконь и др., 2001; Ма-сагутов, 2002 и др.), развитие Камеко‐ Бельского и Серноводско‐Абдулинского авлакогенов на протяжении большей части времени их формирования контролировалось процессами рифтогенеза, которые разными авторами именуются по‐разному ‒ формирование микрорифтов, рассеянный рифтогенез, повторный рифтогенез, многостадийный и скользящий рифтогенез и т. п. При этом для ряда интервалов времени (прикамское и др.) характерно накопление аллювиальных и озерных отложений, тогда как для большинства других было свойственно формирование мелководно‐морских и достаточно глубоководных образований (калтасинское вре мя и др.). Считается, что источниками обломочного материала для выполняющих Камеко‐Бельский и Серноводско‐Абдулинский авлакогены терригенных последовательностей рифея являлись комплексы кристаллического фундамента восточных районов ВЕП (Нефтегазоносные..., 1969; Геология..., 1977; Лагутенкова, Чепикова, 1982; Белоконь и др., 2001 и др.).

Различные аспекты формирования отложений венда Шкаповско‐Шиханской впадины рассмотрены в работах М.М. Алиева, Е.М. Аксенова, Ю.В. Андреева, М.М. Балашовой, Т.В. Белоконь, Н.С. Гатиятуллина, З.П. Ивановой, Т.В. Ивановой, М.В. Ишер-ской, А.А. Клевцовой, Н.С. Лагутенковой, Е.В. Лозина, Р.Х. Масагутова, С.Г. Морозова, Л.Д. Ожигановой, И.Е. Постниковой, И.К. Чепиковой и ряда других исследователей. Большинство названных авторов считает, что формирование нижних горизонтов верхнего венда (байкибашевская свита) на востоке Русской платформы происходило во время трансгрессии моря со стороны Урала. К концу каировского времени имела место некоторая регрессия бассейна, после которой трансгрессия возобновилась и приобрела еще больший размах. Предполагается, что основным источником терригенного материала во время формирования отложений каи-ровской серии являлся Волго‐Камский массив (Нефтегазоносные..., 1969; Геология..., 1977). В шкаповское время источник питания существовал также на востоке, где размывались породы различных горизонтов рифея и венда. Ранее (Маслов и др., 2006, 2010 и др.) нами на основе анализа литогеохимических характеристик песчаных и глинистых пород уже были рассмотрены различные аспекты формирования осадочных последовательностей верхнего докембрия Волго‐ Уральской области. В настоящей работе мы хотим остановиться на вопросе о типах /составе/ категориях существовавших в ри-фее и венде по периферии Камеко‐Бельского и Серноводско‐Абдулинского авлакогенов и Шкаповско‐Шиханской впадины водораздельных пространств и подойти к его решению на основе данных о распределении в глинистых породах рифея и венда ряда редкоземельных элементов (РЗЭ) и Th.

Методика исследований

Известно (Bayon et al., 2015; Маслов, Шевченко, 2019), что распределение ряда РЗЭ и Th в пробах поверхностного слоя донных осадков (как алевритовой, так и пелитовой размерности) устьевых частей рек дает возможность выделить ряд катего-рий/классов последних: 1) осадки крупных рек, т. е. рек с площадью водосборного бас-2

рек, дренирующих осадочные образования; площадь водосборного бассейна таких вод-2;

• 3)    осадки устьев рек, питающихся продуктами размыва магматических/метаморфи‐ ческих террейнов; 4) осадки устьев рек, дренирующих вулканические провинции. Различия в распределении РЗЭ и Th в осадках устьевых зон различных категорий рек достаточно хорошо выражены на диаграммах (La/Yb)N‒Eu/Eu*, (La/Yb)N‒Th (рис. 3) и ряде других графиков.

Подобного рода исследование было выполнено нами для глинистых пород рифея Южного Урала (Маслов, 2019). В результате удалось показать, что формирование их имело место под влиянием крупных речных систем (реки категории 1 , по Bayon et al., 2015) и/или рек категории 2, во взвешенном материале которых преобладали продукты эрозии 2.

Для анализа особенностей распределения La, Yb, Sm, Eu, Gd и Th использованы данные, полученные методом ИСП МС в ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург) по образцам аргиллитов (75 шт.), глинистых сланцев и алеврито‐глинистых пород верхнего докембрия Волго‐Уральской области, любезно предоставленных нам М.В. Ишерской (ИГ УНЦ РАН, г. Уфа).

пущений: 1) поля фигуративных точек составов донных отложений различных категорий современных рек на названных выше парных диаграммах можно «спроецировать» в геологическое прошлое; 2) распределение РЗЭ и Th в древних отложениях прибрежно‐ континентальных, прибрежно‐ и мелководно‐морских обстановок не имело принципиальных отличий от того, что наблюдается сейчас; 3) от определенной эволюции геохимических характеристик комплексов пород, слагавших водосборы в докембрии и фанеро-зое, допустимо в той или иной мере абстрагироваться.

Результаты исследований и их обсуждение

Величина ThСред в глинистых породах верхнего докембрия Камеко‐Бельского и Серноводско‐Абдулинского авлакогенов и Шкаповско‐Шиханской впадины варьирует от 8,88 ± 3,31 (прикамская свита) до 17,10 ± 1,30 г/т (салиховская свита) (таблица). Минимальное среднее содержание La в глинистых породах исследованной нами выборки составляет 21,95 ± 8,49 г/т, максимальное равно 66,63 ± 32,44 г/т. В глинах Русской платформы (RPSC) среднее содержание La, по данным А.А. Мигдисова и др. (1994), равно 37,5 г/т. Для Sm и Eu те же параметры имеют значения соответственно 3,47 ± 1,31 и 12,77 ± 6,96 г/т, 0,66 ± 0,25 и 2,30 ± 1,26 г/т. В RPSC содержание названных элементов оценивается в 6 ,2 и 1,3 г/т. Среднее содержание Gd в глинистых породах верхнего докембрия востока ВЕП варьирует от 2,50 ± 0,21 до 11,16 ± 6,51 г/т (в RPSC ‒ 5,21 г/т). Параметр YbСред изменяется в пределах 1 ,40 ± 0,45…4,49 ± 1,29 г/т (в RPSC ‒ 2,73 . Минимальная средняя величина отношения (La/Yb)N (8,05 ± 1,34) характерна для глинистых пород приютовского уровня верхнего рифея, максимальная (13,24 ± 3,99) ‒ для аргиллитов старопетровской свиты венда. Минимальное среднее значение Eu аномалии (0,75 ± 0,03) также присуще глинистым породам приютовской свиты, тогда как Eu/Eu* макс (0,60 ± 0,05) свойственно аргиллитам салиховской свиты.

На диаграмме (La/Yb)N‒Eu/Eu* (рис. 4, а, б) и индивидуальные , и средние точки состава глинистых пород различных литостратиграфических подразделений рифея Камеко‐ Бельского и Серноводско‐Абдулинского авлакогенов локализованы в местах перекрытия областей, характерных для донных осадков устьевых частей следующих категорий современных рек: 1) крупные реки ; 2) реки, дренирующие осадочные образования; 3) реки, питающиеся продуктами размыва магматических/метаморфических террейнов. В области составов современных рек, питающихся продуктами размыва вулканических провинций, присутствует в целом не более 6 точек (!!). При этом большинство средних точек занимает на данном графике положение, близкое к положению то‐

-                     105

Рис. 3. Области распределения точек состава донных осадков устьевых частей различных катего- La/Yb) Ν ‒Еи/Eu        La/Yb) Ν ‒Th       Bayon et al. (2015)         ,

(2019): 1 ‒                                                                          ‒

‒     ‒    ‒      ‒‒    ‒     ‒

‒    ‒         ‒‒    ‒     ‒

‒    ‒‒          ‒     ‒     ‒

Вайкато)

Th дрит (по С. Тейлору и С. МакЛеннану) параметров спектров распределения РЗЭ в глинистых поро-

-

Свита	Th	(La/Yb) N	Eu/Eu*
Прикамская	8,88±3,31 2,86‒13,74	10,66±2,73 6,94‒15,89	0,68±0,05 0,57‒0,77
Калтасинская	11,41±2,32 9,00‒14,38	12,71±0,98 11,57‒13,59	0,70±0,01 0,68‒0,71
Надеждинская	10,94±3,38 6,14‒13,62	10,44±4,15 6,18‒16,15	0,72±0,02 0,70‒0,75
Тукаевская	9,04±3,17 5,82‒12,47	10,62±1,35 9,19‒12,38	0,71±0,03 0,66‒0,74
Ольховская	9,46±4,52 2,18‒22,78	10,40±3,69 3,94‒20,26	0,72±0,07 0,65‒0,93
Усинская	12,75±2,90 9,55‒16,59	12,93±4,03 8,62‒17,18	0,73±0,02 0,71‒0,76
Приютовская	14,05±4,52 9,39‒19,18	8,05±1,34 6,95‒9,86	0,75±0,03 0,71‒0,79
Старопетровская	14,17±0,83 12,78‒15,26	13,24±3,99 8,81‒17,81	0,69±0,02 0,66‒0,71
Салиховская	17,10±1,30 14,70‒18,92	9,90±3,30 5,97‒16,64	0,60±0,05 0,54‒0,70
Карлинская	9,15±8,49 2,69‒29,39	8,79±1,99 5,44‒11,45	0,65±0,10 0,41‒0,77

‒‒ нимальное и максимальное значения.

Рис. 4. Положение индивидуальных (а, в) и средних (б, г) точек состава глинистых пород рифея Вол-го - Уральской области на диаграммах ( La/Yb) Ν ‒Eu/Eu * и ( La/Yb) Ν ‒Th. Свиты: 1 ‒‒ калтасинская; 3 ‒ Надеждинская; 4 ‒ тукаевская; 5 ‒ ольховская; б ‒ усинская; 7 ‒ приютовская. Остальные условные обозначения см. на рис. 3

чек состава донных осадков устьевых частей таких рек, как Миссисипи, Маккензи и Волга, т. е. текущих через весьма разнообразные (по составу и возрасту слагающих их пород) водосборы. Так, например, площадь водосборного бассейна р. Маккензи составляет ~1,8 × 1062

по своему геологическому строению провинции, как Кордильеры, Внутренняя платформа и Канадский щит (Millot et al., 2003). Первая представлена в основном домезозой-скими осадочными и метаморфиче‐ скими породами; роль изверженных образований среди них невелика. Внутренняя платформа сложена преимущественно осадочными породами ‒ глинистыми сланцами, песчаниками, известняками и эвапоритами. В пределах Канадского щита на дневную поверхность выведены кристаллические породы. В целом, по данным Reeder et al. (1972), примерно 70% площади водосборного бассейна р. Маккензи сложено осадочными породами, на долю кристаллических комплексов приходится чуть более 20%. Остальное ‒ это кислые интрузивные породы, вулканиты и ультрабазиты. Это позволяет предполагать, что формирование осадочных толщ рифея, выполняющих Камеко‐Бельский и Серно-водско‐Абдулинский авлакоген, шло за счет размыва как осадочных и/или метаосадоч-ных пород, так и кристаллических комплексов, что не противоречит результатам предшествующих минералого‐петрографических исследований (например, (Нефтегазоносные..., 1969; Постникова, 1977 и др.)).

На диаграмме (La/Yb)N‒Th (рис. 4, в, г) распределение индивидуальных точек глинистых пород рифея примерно то же: основ‐ ная их часть сосредоточена в областях состава донных осадков устьевых частей рек категорий 1 и 2, некоторая же, весьма небольшая, однако, часть попала в область осадков категории 4 или расположена вне определенных областей. Все средние точки находятся в зоне перекрытия составов донных осадков устьевых частей рек категорий 1 и 2. При этом среднее содержание Th для них ниже, чем в осадках устьев таких рек, как Миссисипи и Маккензи.

Индивидуальные точки состава глинистых пород венда Волго‐Уральской области на диаграмме (La/Yb)N‒Eu/Eu* (рис. 5, а)

Рис. 5. Положение индивидуальных (а, в) и средних (б, г) точек состава глинистых пород венда Шкаповско-Шиханской впадины на диаграммах (La/Yb)Ν‒Eu/Eu * и (La/Yb)Ν‒Th. Свиты: 1 ‒ бай-кибашевская; 2 ‒                   ‒              ‒ ния см. на рис. 3

в основном также присутствуют в областях донных осадков устьев рек категорий 1 и 2. В области осадков категории 4 нет практически ни одной такой точки, тогда как в зоне перекрытия областей 1 и 2 с областью донных осадков категории 3 можно видеть несколько точек аргиллитов старопетровской и салиховской свит. Средние точки аргиллитов старопетровской и салиховской свит на этом же графике расположены в зоне перекрытия областей донных осадков устьевых частей рек категорий 1, 2 и 3. Средняя точка глинистых пород карлинской свиты локализована в зоне перекрытия областей осадков рек категорий 1 и 2 (рис. 5, б).

La/Yb)N‒Th ные точки глинистых пород старопетровской и салиховской свит в основном сосредоточены в зоне перекрытия областей состава донных осадков устьев рек категорий 1 и 2

5, альных точек аргиллитов карлинской свиты тяготеет к области, характерной для осадков рек категории 4 (в этой же области расположен 1 образец алевроаргиллитов байкиба-шевской свиты), другая их часть находится в зоне перекрытия областей осадков устьев рек

‐ ленного поля. Все средние точки глинистых ‐ ны расположены в зоне перекрытия областей поверхностных донных осадков устьевых 5, г). Точка аргиллитов карлинской свиты при этом расположена вблизи средней точки приустьевых осадков р. Волга, а средняя точка аргиллитов салиховской свиты локализована вблизи средних точек донных осадков устьев рек Миссисипи и Маккензи.

Выводы

Таким образом, приведенные выше данные позволяют предполагать, что осадочные последовательности верхнего докембрия

‐ щественно материалом, поступавшим в область седиментации под влиянием крупных рек и рек, дренировавших осадочные образования. Продукты размыва магматиче-ских/метаморфических террейнов и вулканических провинций играли при этом под чиненную роль. Это в той или иной мере согласуется с имеющимися в литературе представлениями, но требует, на наш взгляд, определенной корректировки. Например, источником обломочного, в том числе и тонкозернистого, материала во время формирования отложений каировской серии считается (Нефтегазоносные..., 1969; Геология..., 1977)       ‐ ную поверхность были выведены и размыва

,

‐

‐ ный материал и обломки вулканических по-

‐ видимому, внутрибассейновые поднятия.