Научная статья на тему 'Геохимия редкоземельных элементов в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах (Восточный Саян)'

Геохимия редкоземельных элементов в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах (Восточный Саян) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
118
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТОРГАШИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / ФЛЮИДОЛИТЫ / FLUIDOLITES / АРГИЛЛИЗИТЫ / ARGILLISITES / КАЛЬЦИТОВЫЕ ОНИКСЫ / CALCITE ONYXES / ГЕОХИМИЯ / GEOCHEMISTRY / РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ / RARE EARTH ELEMENTS / ЕВРОПИЕВАЯ / ЦЕРИЕВАЯ / ЭРБИЕВАЯ АНОМАЛИИ / TORGASHINO DEPOSIT / EUROPIUM / CERIC / ERBIUM ANOMALIES

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Бондина Светлана Сергеевна, Ананьев Сергей Анатольевич, Ананьева Татьяна Алексеевна

Цель. Исследование особенностей геохимии редкоземельных элементов (РЗЭ) в известняках и постседиментационных продуктах флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах карбонатной толщи Торгашинского месторождения известняка. Методы. Для изучения поведения редкоземельных элементов был использован метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ISP-MS). Определения проводились в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета. Результаты. Рассмотрены особенности геохимии РЗЭ в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах. Изучены спектры распределения РЗЭ, Eu (Eu/Eu*), Ce (Ce/Ce*), ЛРЗЭ/ТРЗЭ и др. Выводы. Аргиллизиты, пронизывающие карбонатные толщи, характеризуются привносом в них всех РЗЭ, в то время как известняки и низкотемпературные гидротермальные образования в виде кальцитового оникса формировались на фоне выноса как лантаноидов, так и тяжелых РЗЭ. Анализ распределения РЗЭ позволяет сделать вывод о различной природе аргиллизитов, являющихся продуктом флюидизатно-эксплозивного процесса, и известняков торгашинской свиты, на которые были наложены эти процессы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Бондина Светлана Сергеевна, Ананьев Сергей Анатольевич, Ананьева Татьяна Алексеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

GEOCHEMISTRY OF RARE-EARTH ELEMENTS IN TORGASHINO SUITE LIMESTONES AND FLUIDOLITES, ARGILLISITES AND CALCITE ONYXES CONTAINED IN THEM (EASTERN SAYANS)

The Purpose of the paper is to study the features of rare-earth element (REE) geochemistry in limestones and post-sedimentation products including fluidolites, argillisites and calcite onyxes of the carbonate stratum of the Torgashino limestone deposit. Methods. The mass-spectrometry method with inductively coupled plasma is used for studying the REE behavior. The tests have been carried out in the multiple-access center “Analytical Center for Natural Systems Geochemistry” of the Tomsk State University. Results. The features of REE geochemistry are considered in the Torgashino suite limestones and fluidolites, argillisites and calcite onyxes contained in them. The distribution spectra of REE, Eu (Eu/Eu*), Ce (Ce/Ce*), light REE / heavy REE and other have been studied. Conclusions. Argillisites penetrating carbonate strata are characterized by the input of all REE while limestones and low-temperature hydrothermal formations in the form of calcite onyx have been formed in the presence of removal of both lanthanides and heavy REE. The analysis of REE distribution allows to make a conclusion on the different nature of argillisites which are the product of the fluidization explosive process and Torgashino suite limestones, which these processes were imposed on.

Текст научной работы на тему «Геохимия редкоземельных элементов в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах (Восточный Саян)»

Оригинальная статья / Original article УДК 551.25 (571.51)

DOI: http://dx.doi.org/10.21285/2541 -9455-2018-41 -2-54-64

ГЕОХИМИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ИЗВЕСТНЯКАХ ТОРГАШИНСКОЙ СВИТЫ И СОДЕРЖАЩИХСЯ В НИХ ФЛЮИДОЛИТАХ, АРГИЛЛИЗИТАХ И КАЛЬЦИТОВЫХ ОНИКСАХ (ВОСТОЧНЫЙ САЯН)

© С.С. Бондина3, С.А. Ананьев13, Т.А. Ананьева0

^Сибирский федеральный университет,

660041, Российская федерация, г. Красноярск, Свободный проспект, 79. красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, 660049, Российская федерация, г. Красноярск, ул. Лебедевой, 89.

РЕЗЮМЕ. Цель. Исследование особенностей геохимии редкоземельных элементов (РЗЭ) в известняках и постседиментационных продуктах - флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах карбонатной толщи Торгашинского месторождения известняка. Методы. Для изучения поведения редкоземельных элементов был использован метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ISP-MS). Определения проводились в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета. Результаты. Рассмотрены особенности геохимии РЗЭ в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах. Изучены спектры распределения РЗЭ, Eu (Eu/Eu*), Ce (Ce/Ce*), ЛРЗЭ/ТРЗЭ и др. Выводы. Аргиллизиты, пронизывающие карбонатные толщи, характеризуются привносом в них всех РЗЭ, в то время как известняки и низкотемпературные гидротермальные образования в виде кальцитового оникса формировались на фоне выноса как лантаноидов, так и тяжелых РЗЭ. Анализ распределения РЗЭ позволяет сделать вывод о различной природе аргиллизитов, являющихся продуктом флюидизатно-эксплозивного процесса, и известняков торгашинской свиты, на которые были наложены эти процессы.

Ключевые слова: Торгашинское месторождение, флюидолиты, аргиллизиты, кальцитовые ониксы, геохимия, редкоземельные элементы, европиевая, цериевая, эрбиевая аномалии.

Информация о статье. Дата поступления 22 декабря 2017 г.; дата принятия к печати 21 мая 2018 г.; дата онлайн-размещения 29 июня 2018 г.

Формат цитирования. Бондина С.С., Ананьев С.А., Ананьева Т.А. Геохимия редкоземельных элементов в известняках торгашинской свиты и содержащихся в них флюидолитах, аргиллизитах и кальцитовых ониксах (Восточный Саян) // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2018. Т. 41. № 2. С. 5464. DOI: 10.21285/2541-9455-2018-41-2-54-64

бондина Светлана Сергеевна, кандидат геолого-минералогических наук, старший преподаватель кафедры геологии, минералогии и петрографии Института горного дела, геологии и геотехнологий, e-mail: svetlana.bondina@gmail.com

Svetlana S. Bondina, Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Lecturer of the Geology, Mineralogy and Petrography Department of the Institute for Mining, Geology and Geotechnologies, e-mail: svetlana.bondina@gmail.com

Ананьев Сергей Анатольевич, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии, минералогии и петрографии Института горного дела, геологии и геотехнологий, e-mail: sananiev@mail.ru Sergey A. Ananiev, Candidate of Geology and Mineralogy, Associate Professor of the Geology, Mineralogy and Petrography Department of the Institute for Mining, Geology and Geotechnologies, e-mail: sananiev@mail.ru Ананьева Татьяна Алексеевна, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии, минералогии и петрографии Института горного дела, геологии и геотехнологий Сибирского федерального университета, профессор кафедры географии и методики обучения географии Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, e-mail: tananeva@mail.ru Tatiana A. Ananieva, Candidate of Geology and Mineralogy, Associate Professor of the Geology, Mineralogy and Petrography Department of the Institute for Mining, Geology and Geotechnologies of the Siberian Federal University, Professor of the Department for Geography and Geography Training Methodology of the Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V.P. Astafiev, e-mail: tananeva@mail.ru

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

GEOCHEMISTRY OF RARE-EARTH ELEMENTS IN TORGASHINO SUITE LIMESTONES AND FLUIDOLITES, ARGILLISITES AND CALCITE ONYXES CONTAINED IN THEM (EASTERN SAYANS)

© S.S. Bondina, S.A. Ananiev, T.A. Ananieva

Siberian Federal University,

79 Svobodny pr., Krasnoyarsk 660041, Russian Federation Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V.P. Astafiev, 89 Lebedeva St., Krasnoyarsk 660049, Russian Federation

ABSTRACT. The Purpose of the paper is to study the features of rare-earth element (REE) geochemistry in limestones and post-sedimentation products including fluidolites, argillisites and calcite onyxes of the carbonate stratum of the Torgashino limestone deposit. Methods. The mass-spectrometry method with inductively coupled plasma is used for studying the REE behavior. The tests have been carried out in the multiple-access center "Analytical Center for Natural Systems Geochemistry" of the Tomsk State University. Results. The features of REE geochemistry are considered in the Torgashino suite limestones and fluidolites, argillisites and calcite onyxes contained in them. The distribution spectra of REE, Eu (Eu/Eu*), Ce (Ce/Ce*), light REE / heavy REE and other have been studied. Conclusions. Argillisites penetrating carbonate strata are characterized by the input of all REE while limestones and low-temperature hydrothermal formations in the form of calcite onyx have been formed in the presence of removal of both lanthanides and heavy REE. The analysis of REE distribution allows to make a conclusion on the different nature of argillisites which are the product of the fluidization explosive process and Torgashino suite limestones, which these processes were imposed on.

Keywords: Torgashino deposit, fluidolites, argillisites, calcite onyxes, geochemistry, rare earth elements, europium, ceric, erbium anomalies.

Article info. Received 22 December 2017; accepted for publication 21 May 2018; available online 29 June 2018.

For citation. Bondina S.S., Ananiev S.A., Ananieva T.A. Geochemistry of rare-earth elements in Torgashino suite limestones and fluidolites, argillisites and calcite onyxes contained in them (Eastern Sayans). Izvestiya Sibirskogo otdeleniya Sektsii nauk o Zemle Rossiiskoi akademii estestvennykh nauk. Geologiya, razvedka i razrabotka mes-torozhdenii poleznykh iskopaemykh = Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences of the Russian Academy of Natural Sciences. Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits, 2018, vol. 41, no. 2, pp. 54-64. DOI: 10.21285/2541-9455-2018-41-2-54-64. (In Russian).

Введение

Объектом исследований является карбонатная толща торгашинской свиты (€^г), вскрытая карьерами с вертикальным размахом 200 м в пределах Торга-шинского месторождения известняка, расположенного в окрестностях г. Красноярска и используемого для цементного и химического производства. Изучение особенностей геологического строения позволило проследить ход постседимен-тационных процессов, наложенных на известняки, и изучить новообразованные продукты. С этими процессами связано формирование жильных и трещинных пород - гидротермалитов, таких как крупнокристаллические и друзовидные кальциты, кальцитовые ониксы. Кроме того,

были обнаружены новые для этой толщи типы горных пород, продукты флюиди-затно-эксплозивного процесса - флюидо-литы, представленные известняковыми псефитами и аргиллизитами.

В данной работе впервые рассмотрены вопросы геохимии редкоземельных элементов в процессе формирования постседиментационных продуктов в пределах карбонатной толщи Торгашинского месторождения известняка.

Методы исследований и полученные материалы Материалы, использованные в статье, получены в ходе геологических исследований в пределах карбонатной толщи торгашинской свиты в рамках выполнения гранта Минобрнауки 2013-2014

ISSN print Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН.

2541-9455 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2

ISSN online Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9463 Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2

гг. (№ 14.В37.21.062). Комплекс исследований базировался на опробовании органогенных известняков, жильных флюидо-литов и гидротермалитов - кальцитовых ониксов, по которым было выполнено 25 анализов на 37 элементов. Определения проводились в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе АдНе^7500сх.

Результаты исследования

и их обсуждение В геологическом строении площади принимают участие органогенные известняки торгашинской свиты (€1tr), полого погружающейся на северо-восток, и перекрывающая ее шахматовская свита среднего кембрия (€2Sh) (слоистые известняки). Большая часть площади Тор-

гашинского хребта сложена образованиями торгашинской свиты, а отложения шахматовской свиты фрагментарно развиты на его северных склонах. Карбонатные толщи разбиты разрывными нарушениями северо-восточной ориентировки. Известняки локально доломитизированы и содержат тела разнообразных гидротермальных и гидротермально-метасо-матических образований, местами -дайки измененных базальтов. У северовосточного подножья Торгашинского хребта нижнекембрийские образования со структурным несогласием перекрыты терригенными отложениями нижнего девона (рис. 1).

Торгашинская свита сложена серыми и светло-серыми массивными органогенными известняками. Подчиненную роль играют слоистые известняки. В верхней части разреза присутствуют прослои доломитов. По мнению

Рис. 1. Фрагмент геологической карты окрестностей г. Красноярска

1-8 - свиты (подсвиты): 1 - павловская, 2 - нижнекарымовская, 3 - шахматовская, 4 - торгашинская, 5 - унгутская, 6 - тюбильская, 7 - бахтинская, 8 - урманская; 9-13 - магматические комплексы: 9, 10 - столбовский, 11, 12 - акшепский; 13 - карьеры Fig. 1. Fragment of the geological map of Krasnoyarsk vicinities

1-8 - suites (subsuites): 1 - Pavlov, 2 - Nizhnekarymov, 3 - Shakhmatov, 4 - Torgashino, 5 - Ungut, 6 - Tyubil, 7 - Bakhtin, 8 - Urman; 9-13 - magmatic complexes: 9, 10 - Stolby, 11, 12 - Akshep; 13 - pits

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

„ Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

Н.М. Задорожной [1], известняки торгашинской свиты образуют сложно построенное органогенное сооружение, которое может рассматриваться как рифовый комплекс, состоящий из более мелких элементарных органогенных построек (биогермов и биостромов) и сопутствующих им брекчиевых и слоистых известняков.

Одной из особенностей торгашин-ских известняков является большое разнообразие присутствующих в них гидро-термально-метасоматических образований. К ним относятся аргиллизиты, жилы друзовых и массивных крупнокристаллических кальцитов, а также присутствует еще один тип пород, имеющий промышленное значение - кальцитовые ониксы. Типичными продуктами флюидизатно-эксплозивного процесса явились гема-тито-глинисто-кварцевые аргиллизиты и известняковые псефиты. Аргиллизиты заполняют практически все трещины в известняках, придавая породам красно-коричневый цвет. Они служат цементирующим матриксом для псефитовых флюи-долитов (рис. 2).

Ряд исследователей [2] причислял аргиллизиты к кольматационным образованиям, продуктам выветривания вышележащей красноцветной песчано-глини-стой толщи, относимой к карымовской

свите ф1кг). Нами установлено, что ар-гиллизация в торгашинских известняках носит наложенный характер, а также обосновано их флюидизатно-эксплозив-ное происхождение [3]. Изучение обнажений показало, что известняк импрегниро-ван ожелезненным аргиллизитом, заполняющим все проницаемые пути - от тончайших трещин до жильных тел, часть которых может содержать кальцитовые ониксы, и зоны дробления. Сами же известняки окрашены в серый цвет с оттенками от обычного светло-серого до более редкого темно-серого.

В некоторых случаях в трещинных структурах, заполненных аргиллизито-выми массами, шло формирование жильных тел кальцитовых ониксов. Ритмичное чередование красноцветных глинистых продуктов и белого кальцита обусловило формирование тонкополосчатого рисунка данного поделочного камня. Аргиллизиты длительное время могли сохранять пластическое состояние, и при последующих деформациях обломки кальцитовых ониксов вновь цементировались ими (рис. 3).

Минералогический анализ аргилли-зитов (18 проб) по результатам количественного рентгенофлуоресцентного анализа выявляет следующий состав в вес. % (n/Xmin-Xmax/Xсред.): кварц (18/43,7-

ШШк

Рис. 2. Псефитовые флюидолиты (псевдоконгломератобрекчии) с аргиллизитовым цементом

Фрагмент глыбы (ширина поля 1 м) Fig. 2. Psephitic fluidolites (pseudoconglomerate breccia) with argillisite cement

Block fragment (field width is 1 m)

ISSN print Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН.

2541-9455 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 „

ISSN online Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9463 Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2

Рис. 3. Пример дробления пород с поглощением аргиллизитовой массой обломков оникса, кристаллов кальцита и известняка Fig. 3. Example of rock crushing with the absorption of onyx fragments, calcite crystals and limestone by the argillisite mass

71,1/58,2), каолинит (18/9,9-47,2/29,5), мусковит (17/1,44-8,13/4,16), иллит (15/1,14-9,22/4,65), гематит (18/0,544,65/2,55), анатаз (18/0,38-1,06/0,71), сидерит (11/0,34-1,85/0,65), кальцит (5/0,18-1,26/0,74), рутил (4/1,232,32/1,59), лизардит (2/1,20-1,52/1,36), магнетит (2/0,28-0,59/0,44).

Более детальное изучение минерального состава контрастных по цвету

зон кальцитового оникса выполнялось с помощью электронно-зондового анализа в лаборатории Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана. Аргиллизитовый прослой в кальцитовом агрегате оникса просматривался в сканирующем микроскопе CamScan-4D с энергодисперсионным спектрометром Link с системой управления ISIS при увеличениях от 18х до 4000х (рис. 4).

Рис. 4. Электронно-зондовый анализ аргиллизитового прослоя в кальцитовом ониксе:

a - увеличенное изображение в режиме BSE (обратно отраженных электронов) аргиллизитового прослоя в ониксе; b - увеличенное изображение выделенного участка в режиме BSE: Qtz - кварц, SiAl минерал - каолинит с соотношением Al/Si ~ 1; Fе минерал - гематит; FеTi - титансодержащий магнетит (?); Mg_cal - магнезиальный кальцит; Ap - минерал группы апатита Крестиками отмечены точки энергодисперсионного анализа Fig. 4. Electronic-probe analysis of the argillisite interlayer in calcite onyx: a - zoomed image in the BSE mode (backscattered electrons) of the onyx argillisite interlayer; b - zoomed image of the selected area in the BSE mode: Qtz - quartz, SiAl mineral - kaolinite with Al/Si ~ 1 ratio; Fе mineral - hematite; FеTi - titanium-containing magnetite (?); Mg_cal - magnesian calcite; Ap - apatite-group mineral Crosses indicate the points of energy-dispersive analysis

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

с о Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

Изотопное датирование аргиллизи-тов показывает соответствие времени их формирования возрасту сиенит-граноси-енитового комплекса (^Оэб^ -458,1±5,8 млн лет, находящегося в непосредственной близости к изучаемому объекту (геохронологические определения абсолютного возраста 40Аг/39Аг методом проведены в лаборатории Изотопно-аналитических методов Института геологии и минералогии имени В.С. Соболева СО РАН) [4].

Геохимические особенности редкоземельных элементов служат показателем физико-химических условий осадкообразования и дальнейших процессов изменения сформированных отложений. Для исследования поведения редкоземельных элементов в изучаемых образованиях был использован метод масс-

спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ISP-MS) (25 анализов) (таблица).

Для оценки поведения редкоземельных элементов применялось нормирование по хондриту (рис. 5) [5]. Аномалии Eu (Eu/Eu*) и Ce (Ce/Ce*) рассчитывались по формулам Eu/Eu* = Eun/(Smn+Gdn)1/2, Ce/Ce* = 2Cen/(Lan+Prn).

Выводы

Изучение особенностей распределения РЗЭ в толщах карбонатной формации позволило сделать следующие выводы.

Все выделенные типы пород характеризуются преобладанием легких лантаноидов над тяжелыми, причем содержание их в аргиллизитах превышает содержание в известняках и кальцитовых ониксах. Наклоны кривых легкой части

Содержание редкоземельных элементов в различных породных образованиях торгашинской карбонатной толщи, г/т Content of REE in different rock formations of the Torgashino carbonate stratum, g/t

Редкоземельные элементы / Rare-earth elements Кальцитовые ониксы (n = 15) / Calcite onyxes (n = 15) Известняки и известняковые псефиты (n = 5) / Limestones and calcareous psephites (n = 5) Аргиллизиты (n = 5) / Argillisites (n = 5)

La 0,377 0,419 18,029

Ce 0,539 0,682 41,509

Pr 0,077 0,095 3,479

Nd 0,313 0,402 12,043

Sm 0,067 0,074 1,876

Eu 0,021 0,019 0,332

Gd 0,085 0,095 1,328

Tb 0,012 0,013 0,216

Dy 0,076 0,078 1,422

Ho 0,017 0,019 0,341

Er 0,07 0,054 1,147

Tm 0,007 0,008 0,198

Yb 0,042 0,045 1,361

Lu 0,006 0,005 0,219

ISSN print Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН.

2541-9455 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2

ISSN online Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9463 Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2

Рис. 5. Спайдер-диаграммы распределения редкоземельных элементов в карбонатной толще и постседиментационных продуктах Fig. 5. Spider diagram of REE distribution in carbonate stratum and postsedimentation products

спектра для известняков и постседиментационных образований заметно больше ^ап^тп для кальцитовых ониксов - 3,2; для известняков - 3,3; для аргиллизитов - 5,5), чем тяжелой ^п/УЬп - 1,7; 1,8 и 0,8 соответственно). Спадающий спектр достаточно ярко проявлен для легких РЗЭ. После слабо выраженной европие-вой аномалии «хвост» тяжелых РЗЭ колеблется примерно на одном уровне, а в случае известняков и кальцитовых ониксов он опускается на фоне ярко выраженной положительной эрбиевой аномалии. В аргиллизитах вслед за этой же аномалией наблюдается некоторое возрастание тяжелых РЗЭ. Значение ЛРЗЭ/ТРЗЭ, рассчитанное по формуле [(La+Pr+Nd)/ (Er+Tm+Yb+Lu)]обр/[(La+Pr+Nd)/(Er+Tm+ Yb+Lu)] хондр., закономерно убывает в ряду аргиллизит - известняк - кальцито-вый оникс как 8,7 - 8,2 - 6,3.

Низкие концентрации лантаноидов в известняках могут быть связаны с высокой скоростью осадконакопления и крайне низким содержанием железа [6] (для наших образований - в среднем 0,36 мас. %). В атдабанском веке раннего кембрия на рассматриваемой территории в условиях мелководной части морского

бассейна происходил быстрый рост био-гермов, приведший к формированию органогенных известняков. Как отмечено А.А. Чистяковым и Ф.А. Щербаковым [7], скорости седиментационных процессов при образовании рифов, в том числе и биогермов, достаточно высоки и колеблются от 20-30 до 4000 см/тыс. лет. Известно, что биогенный карбонат не накапливает РЗЭ, а поэтому карбонатные отложения характеризуются их дефицитом и появлением отрицательных цериевых аномалий [8].

Аргилизиты в сравнении со слабо-измененными известняками и кальцито-выми ониксами характеризуются более высокими содержаниями железа и марганца. Содержание марганца от известняков к аргиллизитам увеличивается от 0,008 до 0,02 %.

По данным рентгеноспектрального элементного анализа аргиллизиты содержат железа в среднем до 2,59 мас. %, известняки и кальцитовые ониксы - в среднем 0,36 мас. %. Минералогический анализ выборки из 18 проб аргиллизитов по результатам рентгенофазового анализа показал содержания гематита - 2,55; магнетита - 0,44; сидерита - 0,65 вес. %.

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

я, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Dceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

Относительная концентрация церия в породах отражает окислительно-восстановительную обстановку в процессе осадконакопления на дне морских бассейнов [9], и, как отмечают Г.А. Ми-зенс и другие [6] со ссылкой на источник

[10], восстановительная обстановка приводит к растворению некоторой части церия и образованию отрицательных аномалий. Учитывая приведенные данные, а также факт накопления (сорбции) церия на взвеси оксигидроксидов железа и марганца, являющихся частью флюиди-затно-эксплозивных систем, наложенных на карбонатные толщи, находит объяснение изменение значения цериевой аномалии от кальцитовых ониксов, известняков к аргиллизитам от 0,7 до 0,8 и 1,1 соответственно.

При изучении геохимии редкоземельных элементов важным показателем, отражающим редокс-условия, является величина европиевой аномалии. Геохимическое своеобразие европия проявляется в его переменной валентности (так же, как и церия): при высоком потенциале кислорода он, как и все РЗЭ, является трехвалентным, а при его дефиците - двухвалентным. При этом он становится более подвижным и переходит в раствор. Подобное изменение валентности европия может происходить и в условиях восстановительного диагенеза осадков по мере его накопления в формирующихся там новообразованиях

[11].

Спектры РЗЭ в изучаемых объектах осложнены слабо выраженными европи-евыми аномалиями. Их величина (Eu/Eu*) хоть и близка к 1, но закономерно меняется от 0,6 в аргиллизитах до

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,7 и 0,9 в известняках и кальцитовых ониксах соответственно, что свидетельствует о слабой относительной окислен-ности процесса аргиллизации и такой же относительной восстановленности условий формирования известковых толщ.

Особенностью изучаемого процесса и характера поведения РЗЭ является резко положительная аномалия во всех выделенных породах эрбия на фоне положительной гадолиниевой аномалии. Данный факт был отмечен для пластовых вод нефтегазоносных районов и глубинных рассолов [12].

Общее сопоставление кривых распределения редкоземельных элементов показывает резкое геохимическое (концентрационное) различие глинистых (ар-гиллизитов) и карбонатных (известняки и кальцитовые ониксы) пород. Обращает на себя внимание практически полное сходство кривых распределения РЗЭ в известняках и кальцитовых ониксах.

Анализ геохимических особенностей РЗЭ в изучаемых толщах позволяет сделать вывод о различной природе ар-гиллизитов и известняков торгашинской свиты, на которые были наложены флю-идизатно-эксплозивные процессы. Ар-гиллизация торгашинских известняков связана с этапом среднепалеозойской (О1-Э2) тектономагматической активизации региона и имеет стадийный характер. Тектоническая деформация и дробление карбонатной толщи сопровождались внедрением напорных низкотемпературных гидротерм, содержащих аргиллизи-товую массу, уже обогащенную РЗЭ. Этот процесс носил флюидизатно-экс-плозивный характер и привел к появлению флюидолитов [3].

Библиографический список

1. Задорожная Н.М. Раннекембрий-ские органогенные постройки восточной части Алтае-Саянской складчатой области // Среда и жизнь в геологическом

прошлом (палеоэкологические проблемы). Новосибирск: Наука, 1974. С.159-186.

ISSN print Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН.

2541-9455 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т.

ISSN online Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RAN 2541-9463 Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2

2. Задисенский Ю.А., Миронюк Г.В. [и др.]. Отчет по теме «Ревизионно-оце-ночные работы на выделение участков недр, содержащих коллекционный геологический материал (Красноярский край)». Красноярск: Музей геологии Центральной Сибири, 2008. 221 с.

3. Бондина С.С., Ананьев С.А., Ананьева Т.А., Цыкин Р.А. Аргиллизиты Тор-гашинского месторождения известняка // Вестник Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева. 2013. № 3 (25). С. 250-255.

4. Бондина С.С., Ананьев С.А., Ананьева Т.А., Цыкин Р.А. Кальцитовые ониксы и другие гидротермалиты и флю-долиты Торгашинского месторождения известняка: монография. Красноярск: Изд-во КГПУ им. В.П. Астафьева, 2014. 134 с.

5. Wakita H., Rey P., Scmitt R.A. Abundences of the 14 rare-earth elements and 12 other trace elements in Apollo 12 samples: five igneous and one breccia rocks and four soils // Proceedings of the 2nd Lunar Sciences Conference. Oxford: Pergamon Press, 1971. P. 1319-1329.

6. Мизенс Г.А., Степанова Т.И., Ку-чева Н.А., Сапурин С.А. Геохимические особенности известняков и условия осад-конакопления на изолированной карбонатной платформе в позднем девоне и начале карбона на восточной окраине Урала // Литосфера. 2014. № 6. С. 53-76.

7. Чистяков А.А., Щербаков Ф.А. Лавинное осадконакопление в седимента-ционных ловушках континентальных окраин // Геология и геоморфология шельфов и материковых склонов. M.: Наука, 1985. С. 11-20.

8. Дубинин А.В. Геохимия редкоземельных элементов в океане / отв. ред. И.И. Волков. M.: Наука, 200б. 3б0 с.

9. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов. M.: Наука, 1976. 267 с.

10. Murray R.W., Buchholzten Brink M.R., Brumsack H.J., Gerlach D.C., Russ G.P. Rare earth elements in Japan Sea sediments and diagenetic behavior of Ce/Ce*: results from ODP leg 127 // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991. Vol. 55. P. 245Э-2466.

11. Анисимов MA, Иванова В.В., Пушина З.В., Питулько В.В. Лагунные отложения острова Жохова: возраст, условия формирования и значение для палеогеографических реконструкций региона Новосибирских островов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2009. № 5. С. 107-119.

12. Абакумова О.Е., Бизяев Н.А. Га-долиниевая и эрбиевая аномалии в глубинных рассолах // Mеждународный научно-промышленный симпозиум «Уральская горная школа - регионам»: сб. докл. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. С. 19-20.

References

1. Zadorozhnaya N.M. Rannekem-briiskie organogennye postroiki vostochnoi chasti Altae-Sayanskoi skladchatoi oblasti [Early Cambrian organogenic structures of the eastern part of the Altay Sayan folded belt]. Sreda i zhizn* v geologicheskom proshlom (paleo-ekologicheskie problemy) [Environment and life in the geological past (paleoecological problems)]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1974, pp. 159-186. (In Russian).

2. Zadisenskii Yu.A., Mironyuk G.V. Otchet po teme "Revizionno-otsenochnye raboty na vydelenie uchastkov nedr, soderzhashchikh kollektsionnyi geolog-icheskii material (Krasnoyarskii Krai)" [Report on the topic "Revision and appraisal works directed at identification of subsurface sites containing collection geological material (Krasnoyarsk Territory)"]. Krasnoyarsk: Museum of Central Siberian Geology Publ., 2008, 221 p. (In Russian).

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

„2 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

3. Bondina S.S., Anan'ev S.A., Anan'eva T.A., Tsykin R.A. Argillizites of the Torgashino limestone deposit. Vestnik Kras-noyarskogo gosudarstvennogo pedagog-icheskogo universiteta im. V.P. Astafeva [Bulletin of the Krasnoyarsk State Pedagogic University], 2013, no. 3 (25), рр. 250255. (In Russian).

4. Bondina S.S., Anan'ev S.A., Anan'eva T.A., Tsykin R.A. Kal'tsitovye oniksy i drugie gidrotermality i flyudolity Tor-gashinskogo mestorozhdeniya izvestnyaka [Calcite onyxes and other hydrothermalites and fluidolites of the Torgashino limestone deposit]. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk State Pedagogic University named after V.P. Astafyev Publ., 2014, 134 р. (In Russian).

5. Wakita H., Rey P., Scmitt R.A. Abundences of the 14 rare-earth elements and 12 other trace elements in Apollo 12 samples: five igneous and one breccia rocks and four soils. Proceedings of the 2nd Lunar Sciences Conference. Oxford: Pergamon Press, 1971, рр. 1319-1329.

6. Mizens G.A., Stepanova T.I., Ku-cheva N.A., Sapurin S.A. Geochemical features of limestones and depositional environment on the isolated carbonate platform on the eastern Urals margin during Late Devonian and Early Carboniferous. Litosfera [Lithosphere], 2014, no. 6, рр. 53-76. (In Russian).

7. Chistyakov A.A., Shcherbakov F.A. Lavinnoe osadkonakoplenie v sedimen-tatsionnykh lovushkakh kontinental'nykh okrain [Avalanche deposition in sedimentation traps of continental margins]. Geologiya i geomorfologiya shelfov i materikovykh sklonov [Geology and Geomorphology of

Критерии авторства

Бондина С.С., Ананьев С.А., Ананьева Т.А. написали статью, имеют равные авторские права и несут одинаковую ответственность за плагиат.

Continental Slope Shelves]. Moscow: Nauka Publ., 1985, pp. 11-20. (In Russian).

8. Dubinin A.V. Geokhimiya redko-zemel'nykh elementov v okeane [Geochemistry of rare-earth elements in the ocean]. Moscow: Nauka Publ., 2006, 360 p. (In Russian).

9. Balashov Yu.A. Geokhimiya redko-zemel'nykh elementov [Geochemistry of rare-earth elements]. Moscow: Nauka Publ., 1976, 267 p. (In Russian).

10. Murray R.W., Buchholzten Brink M.R., Brumsack H.J., Gerlach D.C., Russ G.P. Rare earth elements in Japan Sea sediments and diagenetic behavior of Ce/Ce*: results from ODP leg 127. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, vol. 55, pp. 2453-2466.

11. Anisimov M.A., Ivanova V.V., Pushina Z.V., Pitul'ko V.V. Lagoon Sediments of Jokhov Island: Age, Conditions of Formation and Meanings for Paleogeo-graphical Reconstructions of the Region of Novosibirsk Irelands. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya [Izvestiya RAN (Akad. Nauk SSSR). Seriya Geograficheskaya], 2009, no. 5, pp. 107119. (In Russian).

12. Abakumova O.E., Bizyaev N.A. Gadolinievaya i erbievaya anomalii v glubin-nykh rassolakh [Gadolinium and erbium anomalies in deep brines]. Mezhdunarodnyi nauchno-promyshlennyi simpozium "Ural'skaya gornaya shkola - regionam" [International scientific and industrial symposium "Ural Mining School for regions"]. Ekaterinburg: Ural State Mining University Publ., 2009, pp. 19-20. (In Russian).

Authorship criteria

Bondina S.S., Ananiev S.A., Ananieva T.A. have written the article, have equal author's rights and bear equal responsibility for plagiarism.

ISSN print Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН.

2541-9455 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 „_

ISSN online Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9463 Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2

Конфликт интересов Conflict of interests

Авторы заявляют об отсутствии кон- The authors declare that there is no con-фликта интересов. flict of interests regarding the publication of

this article.

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN print

„ . Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 41, № 2 2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. ISSN online Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 41, No. 2 2541-9463

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.