Средне-верхнедевонские песчаники Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала

A.M. Фазлиахметов

Институт геологии – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, г. Уфа, 450077, Россия

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2021.1.88-114

Для цитирования: Фазлиахметов A.M. Средне-верхнедевонские песчаники Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2021. – Т. 163, кн. 1. – С. 88–114. – doi: 10.26907/2542-064X.2021.1.88-114.

For citation: Fazliakhmetov A.M. The Middle-Upper Devonian sandstones of the West Magnitogorsk zone of the Southern Urals. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2021, vol. 163, no. 1, pp. 88–114. doi: 10.26907/2542-064X.2021.1.88-114. (In Russian)

Аннотация

До настоящего времени состав обломочных отложений Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала был охарактеризован на основе лишь небольшого количества образцов. Учитывая большую мощность разрезов (до первых километров), нами предпринята попытка изучения граувакк по увеличенному количеству проб – из каждой свиты было отобрано и изучено несколько десятков образцов.

В статье приведены результаты исследований средне- и верхнедевонских отложений по 169 образцам, отобранным из одного непрерывного разреза. Большое количество проб позволило расчленить верхнедевонский интервал с большей детальностью; выделить отдельные петротипы граувакк ирендыкской, биягодинской и зилаирской свит. Кроме того, на представительном фактическом материале получены результаты, которые уточняют данные более ранних работ: выделены три генетические группы граувакк – тефрогенные (ирендыкская, улутауская, зилаирская свиты), вулканотерригенные (нижняя пачка нижней подсвиты биягодинской свиты) и терригенные (верхняя пачка нижней подсвиты биягодинской свиты); седиментация протекала в акватории энсиматической островной дуги без явных признаков химического выветривания; установлены отличительные особенности кластолитов разных стратиграфических интервалов.

Полученные результаты подтверждают целесообразность отбора большого количества проб в отдельно взятых разрезах.

Ключевые слова: тефрогенный, вулканотерригенный, тефротурбидит, граувакки, ирендыкская свита, улутауская свита, биягодинская свита, зилаирская свита, островная дуга, Upper Kellwasser

Благодарности. Исследования выполнены по теме государственного задания № 0246-2019-0118.

Автор благодарен студентам кафедры геологии и полезных ископаемых Башкирского государственного университета И.Х. Хаиртдинову, А. А. Гилязову и водителю Института геологии УФИЦ РАН И.М. Мунасипову за неоценимую помощь при проведении полевых работ.

Литература

1. Маслов В.А., Артюшкова О.В. Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. – Уфа: Дизайнполиграфсервис, 2010. – 288 с.
2. Артюшкова О.В. Девонские конодонты из вулканогенно-кремнистых отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. – Уфа: ДизайнПресс, 2014. – 152 с.
3. Хворова И.В., Ильинская М.Н. Сравнительная характеристика двух вулканогенно-осадочных формаций Южного Урала // Вулканогенно-осадочные и терригенные формации. – М.: Изд-во Акад. наук, 1963. – С. 87–160.
4. Зайнуллин Р.И. Состав и особенности формирования вулканокластических отложений нижнего девона Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала // Литосфера. – 2017. – Т. 17, № 2. – С. 78–94.
5. Фазлиахметов A.M., Зайнуллин Р.И. Вариации индикаторных геохимических параметров на примере нижне- и среднедевонских вулканитовых песчаников Западно-Магнитогорской зоны Южного Урала // Вестн. Иркутск. гос. техн. ун-та. – 2014. – № 1. – С. 56–62.
6. Фазлиахметов A.M. Геохимические особенности и условия образования раннедевонских кремнисто-глинистых сланцев разреза Ишкильдино и подстилающих их базальтов (восточный склон Южного Урала) // Литосфера. – 2019. – Т. 19, № 1. – С. 30–47.
7. Becker R.T., Gradstein F.M., Hammer О. The Devonian period // The Geological Time Scale 2012. – Amsterdam: Elsevier, 2012. – P. 559–601.
8. Mizens G. Devonian palaeogeography of the Southern Urals // Geol. Q. – 2004. – V. 48, No 4. – P. 205–215.
9. Хворова И.В., Елисеева Т.Г. Вулканогенные обломочные (псаммитовые) породы улутауской свиты // Литология и полезные ископаемые. – 1965. – № 1. – С. 53–69.
10. Мизенс Г.А. Седиментационные бассейны и геодинамические обстановки в позднем девоне ранней перми юга Урала. – Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2002. – 192 с.
11. Шутов В.Д. Классификация песчаников // Литология и полезные ископаемые. – 1967. – № 5. – С. 86–103.
12. Хворова И.В. Вулканизм и осадкообразование // Литология в исследованиях Геологического института АН СССР. – М.: Наука, 1980. – С. 9– 55.
13. Малеев Е.Ф. Вулканиты: Справочник. – М.: Недра, 1980. – 240 с.
14. Шванов В.Н. Петрография песчаных пород (компонентный состав, систематика и описание минеральных видов). – Л.: Недра, 1987. – 269 с.
15. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. – Уфа: Даурия, 2000. – 146 с.
16. Brown D., Spadea P., Puchkov V., Alvarez-Marron J., Herrington R., Willner A.P., Hetzel R., Gorozhanina Y., Juhlin C. Arc-continent collision in the Southern Urals // Earth-Sci. Rev. – 2006. – V. 79, No 3–4. – P. 261–287. – doi: 10.1016/j.earscirev.2006.08.003.
17. Walliser O.H. Global events in the Devonian and Carboniferous // Global Events and Event Stratigraphy in the Paleozoic. – Berlin, Heidelberg, N. Y.: Springer, 1996. – P. 225–250.
18. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R. Sand and Sandstone. – N. Y.: Springer, 1987. – 553 p.
19. Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sediment. Petrol. – 1988. – V. 58, No 5. – P. 820–829. – doi: 0.1306/212F8E77-2B24-11D7-8648000102C1865D.
20. Маслов A.B., Подковыров B.H., Мизенс Г.А., Ножкин А.Д., Фазлиахметов A.M., Малиновский А.И., Худолей А.К., Котова Л.Н., Купцова А.В., Гареев Э.З., Зайнуллин Р.И. Дискриминантные диаграммы для терригенных пород: опыт сравнения // Геохимия. – 2016. – № 7. – С. 579–595.
21. Коссовская А.Г., Тучкова М.И. К проблеме минералого- петрохимической классификации и генезиса песчаных пород // Литология и полезные ископаемые. – 1988. – № 2. – С. 8–24.
22. Мельничук О.Ю. Идентификация петротипов песчаников по литохимическому составу // Литология и я: Материалы 3-й Всерос. шк. студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по литологии. – Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2018. – С 102–105.
23. Roser В.Р., Korsch R.J. Provenance signature of sandstone-mudstone suites determined using discriminant function analysis of major element data // Chem. Geol. – 1988. – V. 67, No 1–2. – P. 119–139. – doi: 10.1016/0009-2541(88)90010-1.
24. Kusunoki Т., Musashino M. Comparison of the Middle Jurassic to Earliest Cretaceous sandstones from the Japanese Islands and South Sikhote-Alin // Earth Sci. (Chikyu Kagaku). – 2001. – V. 55, No 5. – P. 293–306. – doi: 10.15080/agcjchikyukagaku.55.5_293. (на яп. яз.)
25. 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. – doi: 10.1038/299715a0.
26. Ryan K.M., Williams D.M. Testing the reliability of discrimination diagrams for determining the tectonic depositional environment of ancient sedimentary basins // Chem. Geol. – 2007. – V. 242, No 1–2. – P. 103–125. – doi: 10.1016/j.chemgeo.2007.03.013.
27. Armstrong-Altrin J.S., Verma S.P. Critical evaluation of six tectonic setting discrimination diagrams using geochemical data of Neogene sediments from known tectonic settings // Sedi­ment. Geol. – 2005. – V. 177, No 1–2. – P. 115–129. – doi: 10.1016/j.sedgeo.2005.02.004.
28. Zaid S.M. Petrography and geochemistry of the Middle Miocene Gebel El Rusas sandstones, Eastern Desert, Egypt: Implications for provenance and tectonic setting // J. Earth Syst. Sci. – 2017. – V. 126. – Art. 103, P. 1–22. – doi: 10.1007/s12040-017-0873-4.
29. Verma S.P., Armstrong-Altrin J.S. Geochemical discrimination of siliciclastic sediments from active and passive margin settings // Sediment. Geol. – 2016. – V. 332. – P. 1–12. – doi: 10.1016/j.sedgeo.2015.11.011.
30. Verma S.P. Road from Geochemistry to Geochemometrics. – Singapore: Springer Nat. Singapore Pte. Ltd., 2020. – 669 p.
31. Bhatia M.R. Plate tectonic and geochemical composition of sandstones // J. Geol. – 1983. – V. 91, No 6. – P. 611–627. – doi: 10.1086/628815.
32. Фазлиахметов A.M. О применении геодинамических литохимических диаграмм при изучении тефрогенных песчаников // Изв. Том. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330, № 7. – С. 34–43. – doi: 10.18799/24131830/2019/7/2174.
33. Maynard J.B., Valloni R., Yu Н.-Sh. Composition of modern deep-sea sands from arc-related basin // Spec. Publ. – Geol. Soc. London. – 1982. – V. 10, No 1. – P. 551–561. – doi: 10.1144/GSL.SP.1982.010.01.36.
34. Roser B.P., Korsch R.J. Determination of tectonic settings of sandstone-mudstone suits using SiO₂ content and K₂O/Na₂O ratio // J. Geol. – 1986. – V. 94, No 5. – P. 635–650. – doi: 10.1086/629071.
35. Verma S.P., Armstrong-Altrin J.S. New multi-dimensional diagrams for tectonic discrimination of siliciclastic sediments and their application to Precambrian basins // Chem. Geol. – 2013. – V. 355. – P. 117–133. – doi: 10.1016/j.chemgeo.2013.07.014.
36. Серавкин И.Б., Косарев A.M., Салихов Д.Н., Знаменский C.E., Родичева З.И., Рыкус М.В., Сначев В.И. Вулканизм Южного Урала. – М.: Наука, 1992. – 197 с.
37. Язева Р.Г., Бочкарев В.В. Геология и геодинамика Южного Урала (Опыт геодинамического картирования). – Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1998. – 203 с.
38. Brown D., Alvarez-Marron J., Perez-Estaun A., Puchkov V., Gorozhanina Y., Ayarza P. Structure and evolution of the Magnitogorsk forearc basin: Identifying upper crustal processes during arc-continental collision in the southern Urals // Tectonics. – 2001. – V. 20, No 3. – P. 364–375. – doi: 10.1029/2001TC900002.
39. Косарев A.M., Пучков B.H., Серавкин И.Б. Петролого-геохимические особенности среднедевонско-раннекаменноугольных островодужных и коллизионных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте // Литосфера. – 2006. – № 1. – С. 3–21.
40. Смирнов Г.А., Смирнова Т.А., Клюжина М.Л., Анфимов Л.В. Материалы к палеогеографии Урала. Очерк 5. Франский век. – М.: Наука, 1974. – 218 с.
41. Аржавитина М.Ю. Особенности минерального состава терригенных пород зилаирской свиты Магнитогорского мегасинклинория // Минералого-геохимические особенности колчеданных месторождений, вулканогенных и осадочных образований Южного Урала. – Уфа: Ин-т геологии БФ АН СССР, 1978. – С. 48–55.
42. Широбокова Т.И. Петрохимические и геохимические особенности фаций среднедевонских обломочных пород Баймакского района // Палеовулканизм Урала. – Свердловск: УНЦ АН СССР, 1975. – С. 193–202.
43. Мизенс Г.А., Ронкин Ю.Л., Лепихина О.П., Попова О.Ю. Редкие и редкоземельные элементы в девонских обломочных комплексах Магнитогорской мегазоны Южного Урала: концентрация, корреляционные связи и возможные минералы носители // Геохимия. – 2006. – № 5. – С. 501–521.
44. Мизенс Г.А. Редкие элементы и особенности источников сноса обломочного материала осадочных формаций девона и карбона в восточных зонах Южного Урала // Геохимия. – 2009. – № 12. – С. 1259–1278.
45. Кокшина Л.В. Глинистые минералы в цементе палеозойских граувакк: Магнитогорская мегазона (Южный Урал) и Боровская зона (юго-запад Западной Сибири) // Литосфера. – 2012. – № 2. – С. 33–42.
46. Кокшина Л.В. Особенности катагенеза девонских петрокластических граувакк Магнитогорской мегазоны (Южный Урал) // Литосфера. – 2013. – № 5. – С. 26–41.
47. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. – Екатеринбург: УрО РАН, 2010. – 412 с.

Поступила в редакцию

13.07.2020

Фазлиахметов Александр Маратович, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории стратиграфии палеозоя

Институт геологии – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.