О применении геодинамических литохимических диаграмм при изучении тефрогенных песчаников

Abstract

Актуальность. Диаграммы, позволяющие на основе литохимических особенностей кластолитов предполагать геодинамическую позицию седиментационных бассейнов, используются уже на протяжении многих десятилетий. Вместе с тем возможность их применения для изучения тефрогенных песчаников остается неясной, а результаты противоречивыми. Цель исследования состоит в сравнительном анализе положения на наиболее часто применяемых диаграммах точек, отвечающих составу двух групп пород – тефрогенным песчаникам и вулканитам их источника сноса. Объектами исследования являются тефрогенные граувакки улутауской свиты и вулканиты (от риолитов до базальтов) урлядинской толщи Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Улутауская свита относится к живетскому и нижней части франского яруса. Слагающие ее граувакки являются тефрогенными турбидитами и дебритами, сформированными в глубоководной впадине, расположенной у подножия энсиматической Магнитогорской островной дуги. В современном эрозионном срезе осевой зоне островной дуги соответствуют вулканиты урлядинской толщи. Методы. В основу сопоставления положены результаты силикатного анализа граувакк улутауской свиты (202 образца) и вулканитов урлядинской толщи (202 образца). Сравнение проведено на основе диаграмм Мейнарда, Бхатии, Розера-Корша и Верма-Армстронга-Алтрина. Результаты. Анализ диаграмм показал, что более реалистичные результаты дает применение основных вулканокластических граувакк (SiO2<63 %). Исключением в данном случае является диаграмма (Fe2O3+MgO)-TiO2: большинство точек оказалось за пределами каких-либо полей. Точки, отвечающие составу кислых разностей граувакк (SiO2>63 %), попадают на многих диаграммах в поля энсиалических островных дуг, окраин андского типа и пассивных континентальных окраин. Наилучшие результаты для кислых разностей были получены при использовании диаграммы DF1-DF2 и модифицированной диаграммы М. Бхатии Al2O3/(CaO+Na2O)-K2O/Na2O. Поля граувакк на большинстве построенных диаграмм совпадают с полями вулканитов и являются по сравнению с ними более компактными, что вызвано смешанным составом песчаников и низкой эксплозивностью базальтовых расплавов. Полученные результаты во многом не согласуются с результатами аналогичных исследований. Следовательно, выводы, получаемые при построении литохимических геодинамических диаграмм, не могут считаться окончательными и должны дополняться другими методами.

The relevance. Diagrams that allow assuming the geodynamic position of sedimentary basins on the basis of lithochemical features of clastoliths have been used for many decades. At the same time, the possibility of using them to study tefrogenic sandstones is not clear, and the results are contradictory. The main aim of the research is a comparative analysis of the position on the most frequently used point diagrams corresponding to the composition of two groups of rocks - tefrogenic sandstones and volcanic rocks of their source. Objects of the research are tephrogenic greywackes of the Ulutau formation and volcanic rocks (from rhyolites to basalts) of the Urlada formation of the Magnitogorsk megazone of the Southern Urals. Age of Ulutau formation is the Givetian - Early Frasnian. Genetically- greywackes are tephrogenic turbidites and debrites, formed in the deep- togorsk island arc. In the modern erosional slice the axial zone of the island arc corresponds to the volcanics of the Urlada formation. Methods. The comparison is based on the results of determination of the main elements content in the Ulutau formation greywackes (202 samples) and Urlada formation volcanics (202 samples). The comparison was made on the basis of the Meinard, Bhatia, Roser-Korsch and Verma-Armstrong63 %) in many diagrams fall into the fields of oceanic island arcs, active and passive continental margins. The best results for Hi- gram. The fields of greywacke on the majority of diagrams coincide with the fields of volcanic rocks and are more compact compared to them, which is caused by the mixed composition of sandstones and low explosiveness of basalt melts. The results obtained are largely not consistent with the results of similar studies. Consequently, the conclusions obtained when constructing lithochemical geodynamic diagrams cannot be considered as the final ones and must be supplemented by other methods.