CC BY
23
УДК 552.5; 551.3.051
DOI: 10.19110/2221-1381-2015-12-16-23
ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ЛИТОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛМАЗСПДЕРЖАЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ АСЫВВОЖСКОЙ СВИТЫ (D2-3AS)
ЮЖНОГО ТИМАНА
О. В. Гракова, Н. С. Уляшева
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар ovgrakova@geo.komisc.ru, nsulasheva@geo.komisc.ru
Показано, что образование алмазсодержащих отложений в асыввожской свите на Южном Тимане могло происходить за счет латерального переноса из коренных источников или относительно удаленных коллекторов и в результате перемыва нижележащих отложений.
Ключевые слова; алмазсодержащие отложения, терригенные породы, Южный Тиман.
РЕТНВСНАРН!С С0МРВШ!ВН ДНО 1!ТН0СНЕМ!СА1 СНАНАСТЕНШ
OF DIAMOND-
BEARING DEPOSIT OF ASYVVOJ SERIES (D2-3AS) OF SOUTH TIMAN
O. V. Grakova, N. S. Ulyasheva
Institute of Geology of Komi SC UB RAS, Syktyvkar
In this study the formation of diamond deposits in Asyvvoj series in South Timan might occur due to lateral migration of indigenous sources, or relatively remote reservoirs and including as a result of rewashing the underlying sediments. Keywords: diamond-bearing deposit, terrigenous rocks, South Timan.
Проблема алмазоносности Ти-мана находится в поле зрения исследователей уже около семидесяти лет. Проведенные за это время работы привели к открытию кимберлитовых трубок, в том числе с признаками алмазоносности, а также алмазопрояв-лений в девонских отложениях Ти-мана. На Южном Тимане алмазы были обнаружены в отложениях асыввожской свиты в 1988 году в результате геолого-поисковых работ, выполненных Вычегодской ГРЭ под руководством В. В. Терешко. Вопрос об условиях формирования, размещения и строения алмазопроявле-ний Тимана остается предметом дискуссий. В настоящее время в противовес традиционной гипотезе о рос-
сыпях и промежуточных коллекторах возникла новая гипотеза о коренных алмазных месторождениях туффизитового типа. Для сторонников россыпной природы алмазопро-явлений остается нерешенным вопрос о возможных источниках сноса на Среднем Тимане, а для алмазоносных отложений Южного Тимана этот вопрос практически не рассматривался.
Изучение вещественного состава алмазсодержащих отложений является важным аспектом при определении условий образования этих пород и оценки перспектив выявления промышленно-значимых алмазоносных объектов.
Геологическая характеристика района исследования
На Южном Тимане алмазсодер-жащие отложения локализованы в северо-западной части Джеджимпар-минской структуры (рис. 1). Они представлены терригенно-карбонат-ными образованиями асыввожской свиты (В2_3аз). Нами была вскрыта нижняя часть асыввожской свиты мощностью 5.5 м на восточной стенке щебеночного карьера Асыввож (рис. 2). Свита сложена разнозерни-стыми песчаниками с прослоями и линзами кварцевых гравелитов и глин. Песчаники кварцевые светлосерого, дымчатого, розовато-кремового цветов. Встречаются также про-
слои коричневато-рыжего и темно-серого (почти черного) песчаника, что связано с ожелезнением и омар-ганцеванием пород. Породы асыв-вожской свиты залегают на песчаниках джеджимской свиты верхнего рифея. Джеджимская свита вскрывается по бортам щебеночного карьера и представлена отложениями нижней подсвиты с видимой мощностью около 25 м. Она состоит из переслаивающихся песчаников, алевропесчани-ков и аргиллитов.
Высказываются разные мнения относительно природы контакта джеджимской и асыввожской свит. Одни исследователи считают, что отложения асыввожской свиты контактируют с породами джеджимской сви-
ты по тектоническому нарушению [10]. По мнению других, в зоне контакта породы асыввожской свиты имеют магматическую проработку с развитием флюидизатно-эксплозив-ных образований [4, 5].
Идея о магматической проработке пород в зоне контакта, по-видимому, возникла в связи с наблюдаемыми фактами явного перемещения материала. Так, глинистое вещество в песчаниках асыввожской свиты не только залегает в виде прослоев и линз, но и выполняет полости тонких, секущих слоистость трещин. В девонских песчаниках встречаются тонкие прослои и «жилы» песчанистого материала черного цвета. Черные песчаники залегают среди внешне совершен-
но не деформированных серых, серо-розовых и желтых песчаников. Но сами они смяты в мелкие асимметричные складки (рис. 3). Из этого факта следует, что вся толща песчаников смята в складки, однако в однородно сложенных пачках пород эти складки внешне не заметны и проявляются лишь благодаря наличию черных прослоев. Кровельные части черных прослоев имеют резкие контакты с вмещающими песчаниками. Нижние ограничения черных прослоев неровные, с «заливами», что, очевидно, связано с просачиванием растворов в условиях влияния гравитационных сил. Таким образом, черные песчаники являются вторичными образованиями. Их происхождение, скорее всего,
Рис. 1. Схематическая геологическая карта возвышенности Джеджимиарма. Условные обозначения: 1 — четвертичные отложения: суглинки с гравием и галькой (Q); 2 — иермские отложения: глины, известняки, доломиты и гиисы (P2); 3 — отложения каменноугольной системы: известняки с ирослоями глин, алевролитов и аргиллитов (С); 4—9 — отложения девонской системы: 4 — бияизъяельская свита D3bz (известняки с ирослоями глин, доломиты), 5 — вильская свита D3vl (известняки), 6 — шераельская свита D3chr (доломиты с ирослоями глин и иесчаников), 7 — ыбская свита D3ib (известняки с ирослоями глин), 8 — изъяельская свита D3iz (глины, алевролиты, иесчаники и известняки), 9 — асыввожская свита D23as (конгломераты и иесчаники с линзами гравелитов, алевролитов и глин); 10—12 — отложения среднего и верхнего рифея: 10 — ышкемеская свита RF3ish1 (доломиты и кварцевые иесчаники), 11 — джеджимская свита RF3dz1 (кварцевые, кварц-иолевошиатовые иесчаники с ирослоями алевролитов и аргиллитов), 12 — визингская свита RF2vz12 (кварцевые иесчаники, алевролиты и аргиллиты); 13 — надвиги: а — достоверные, б — иредиолагаемые; 14 — границы между разновозрастными образованиями: а — достоверные, б — иредиолагаемые; 15 — иред-иолагаемые разломы; 16 — иолезные искоиаемые: а — ироявления алмазов, б — ироявления минеральных красок
Fig. 1. Schematic geological map of the Dzhedzhimparma Uplift. Legend: 1 — quaternary sediments: loam with gravel and pebbles (Q); 2 — permian sediments: clay, limestones, dolomites and gypsum (P2); 3 — carboniferous sediments: limestones with interbedded clays, aleurolites and argillites (C); 4—9 — devonian sediments: 4 — biyaizyaelskaya suite D3bz (limestones with interbedded clay, dolomites), 5 — vilskaya suite D3vl (limestones), 6 — sheraelskaya suite D3chr (dolomites interbedded with clays and sandstones), 7 — ybskaya suite D3ib (limestones interbedded with clays), 8 — izyaelskaya suite D3iz (clays, aleurolites, sandstones and limestones), 9 — asyvvozhskaya suite D2-3as (conglomerates and sandstones with lenses ofgravelites, aleurolites and clays); 10—12 — middle and Upper Riphean sediments: 10 — yshkemeskaya suite RF3ish1 (dolomites and quartz sandstones) 11 — dzhedzhimskaya suite RF3dz1 (quartz, quartz-feldspar sandstones interbedded with siltstones and mudstones), 12 — vizingskaya suite RF2vz1-2 (quartz sandstones, siltstones and mudstones); 13 — thrusts: a — confirmed, b — estimated; 14 — boundaries between heteroaged formations: a — confirmed, b — estimated; 15 — estimated faults; 16 — mineral resources: a — diamond
shows, b — mineral paints shows
Рис. 2. Коренные выходы песчаников асыввожской свиты (Б2_^) в карьере
Асыввож на Южном Тимане
Fig. 2. Primary sandstone outcrops of asyvvozhskaya suite (D2-3as) in Asyvvozh pit
at South Timan
Рис. 3. Тонкие прослои и «жилы» песчанистого материала черного цвета в девонских песчаниках асыввожской свиты
Fig. 3. Thin interbeds and sandy black veins in Devonian sandstones of asyvvozhskaya suite
связано с просачиванием по ослабленным зонам растворов, обогащенных марганцем. Повышенное содержание марганца в рассматриваемых породах подтверждено данными приближенно-количественного анализа (табл. 1).
Для изучения зоны контакта нами также был пройден шурф глубиной около 2 м. В нижней части шурфа вскрываются сильновыветрелые песчаники розового цвета с прослоями глин серого и черного цвета. Эти породы относятся к джеджимской свите. На высоте 1.4 м от дна карьера был установлен контакт джеджимской и асыввожской свит. В основании асыввожской свиты наблюдаются прослои и включения глинистого песчаника и глин серого цвета, а также включения темно-серого цвета (остатки углефи-цированных растений), которые выполняют «карман» (рис. 4). Общая мощность слоя составляет 0.4 м. Выше залегает средне- и мелкозернистый кварцевый песчаник серого и желтовато-серого цвета с прослоями гравелитов и глин. Гравий хорошо окатан. Состав гальки преимущественно кварцевый, в меньшей мере встречаются гальки, сложенные розовым кварцитом.
Вкрест простирания границы асыввожской и подстилающей ее джеджимской свит были отобраны пробы и выполнен приближенно-количественный спектральный анализ (табл. 1). В профиле коры выветривания (от пробы № 1 к пробе № 5) отмечается закономерное уменьшение содержания стронция и бария. По абсолютным содержаниям и отношениям Ва/Мп породы как джеджимской, так и асыввожской свиты на генетической диаграмме Я. Э. Юдовича [11] попадают в поле мелководных (шельфо-вых) песчаников и алевролитов. Выявленные закономерности в изменении содержаний стронция, бария и ванадия в зоне контакта между отложениями джеджимской и асыввожс-кой свит подтверждают гипотезу о стратиграфическом характере контакта и об образовании глинистого материала в зоне гипергенеза.
Исследование зоны контакта показало, что породы асыввожской свиты залегают с угловым несогласием на риф ейских песчаниках. Тектоническое нарушение, описанное многими исследователями, реально существует, однако проходит не по контакту свит, а расположено в области распространения пород джеджимской свиты. Поверхность подошвы отложений асыввожс-
кой свиты неровная, с «карманами», заполненными грубыми терригенными осадками, обогащенными углефициро-ванным древесным материалом.
Изучение отложений асыввожс-кой свиты показало, что даже разрезы двух разных частей одного и того же об -нажения плохо сопоставимы друг с другом. Это связано с изменением размерности терригенного материала, с выклиниванием отдельных слоев, проявлением косой слоистости, смещением отдельных слоев вдоль трещин. Различают разрезы разрозненных обнаже -ний даже в том случае, если они характеризуют один и тот же стратиграфи-
ческий уровень. Все это свидетельствует о динамичных условиях осадкона-копления при образовании асыввожс-кой свиты.
В составе свиты встречаются линзы каолиновых глин. Каолин присутствует также в корах выветривания по джеджимским песчаникам. Известно, что каолинит служит индикатором гу-мидных климатических фаций [12], что может свидетельствовать о кислых гу-мидных обстановках при формировании коры выветривания. Кора выветривания, послужившая исходным материалом для пород асыввожской свиты, отличается достаточно высокой зрело-
Таблица 1
Содержание элементов в отложениях джеджимской и асыввожской свит в зоне контакта по результатам приближенно-количественного спектрального анализа, г/т
Table 1
Element composition in dzhezhimskaya and asyvvozhskaya suites in the contact zone according to approximate quantitative spectral analysis, g/t
Элементы 1 2 3 4 5 6
Be 1.9 1.4 1.9 1.9 1.9 1.4
Мп 340 190 340 450 190 140
РЬ 1900 8,1 8.1 14 8.1 11
Ga 6.1 4.5 8.1 11 2.6 -
Mo 1.4 1.4 1.4 1.4 1.9 1.4
V 26 14 26 34 4.5 4.5
Си 26 19 6 34 14 26
Zn 45 81 81 45 45 -
Ti 1900 3400 3400 2500 1900 450
Ni 4.5 8.1 8.1 4.5 4.5 4.5
Zr 81 45 140 140 140 140
Cr 45 34 26 81 34 14
Sr 140 81 45 45 14 14
Ba 450 450 81 140 26 26
Y 26 - - 26 26 26
La 45 45 45 45 45 45
Yb - 45 26 26 26 26
стью и пользуется региональным распространением. В пользу этого свидетельствует присутствие в песчаниках и гравелитах асыввожской свиты класти-ческого материала кварцевого состава при незначительном содержании полевых шпатов и обломков пород и наличие отмеченных уже выше линз каолиновых глин. Высокая зрелость исходной коры объясняет также своеобразность акцессорной минерализации асыввожской свиты, в том числе её рассыпную алмазоносность и низкое содержание типичных парагенетических минералов — спутников алмазов.
Данные о геологическом строении джеджимской (в зоне контакта с асыввожской) и асыввожской свит с учетом имеющихся опубликованных и фондовых материалов приводят к выводу о том, что они были сформированы в континентальных и прибрежно-морс-ких условиях, в обстановках теплого гу-мидного климата.
Петрографическая
характеристика отложений
В зоне контакта в составе джед-жимской свиты были изучены средне-и мелкозернистые олигомиктовые и мезомиктовые (по классификационной диаграмме песчаных пород мине-рально-петрокластического класса [9]) кварцевые песчаники со слюдисто-
Примечание. 1 — неизмененные песчаники джеджимской свиты, 2 — песчаник из зоны дезинтеграции, 3—5 — глинистый материал выветривания, 6 — песчаник асыв-вожской свиты.
Note. 1 — unaltered sandstones of dzhezhimskaya suite, 2 — sandstone from disintegration zone, 3 — 5 — weathering clay material, 6 — sandstone of asyvvozhskaya suite.
глинистым цементом (рис. 5). Содержание обломочного материала в породах варьирует от 60 до 95 %. Текстура пород слоистая, что обусловлено сортировкой обломочного материала и присутствием прослоев черного цвета, обогащенных тяжелыми минералами, возможно ильмено-гематитового состава; структура — алевропсаммитовая, размеры терригенного материала 0.04— 0.6 мм. Кластический материал представлен среднеокатанными и средне-и плохосортированными зернами, среди которых преобладает кварц (70— 90 %). Кроме того, в песчаниках встречается плагиоклаз (3—15 %), калиевый полевой шпат (5—10 %), обломки глинистых пород (до 10 %), обломки кварцитов и кремния, а также акцессорные минералы: циркон, турмалин, анатаз, магнетит, ильменит, титанит, лейкок-сен, рутил.
Кварц представлен хорошо окатанными и угловатыми чистыми зернами различной размерности. Местами минерал трещиноват и имеет пылевидные включения темного цвета. Погасание волнистое. Плагиоклаз встречается в виде угловатых зерен с сохранившейся таблитчатой формой. Заметны трещинки спайности и полисинтетические двойники. Судя по показателю преломления, плагиоклаз по составу близок к альбиту. Минерал
Рис. 4. Прослой глинистого песчаника темно-серого цвета с углефицированны-ми остатками растений, выполняющими «карман». Контакт джеджимской и асыввожской свит (выделен линией черного цвета)
Fig. 4. Clay sandstone dark gray interbeds with coalified plant remains filling «pocket». Contact of dzhedzhimskaya and asyvvozhskaya suites (marked with black line)
местами трещиноват и пелитизирован. Калиевый полевой шпат имеет овальные и угловатые зерна, часто замутнен и сильно трещиноват, содержит включения черного минерала. Наблюдается микроклиновая решетка. По краям и трещинкам замещается глинистым цементом. Обломки глинистык пород хорошо- и среднеокатанные, имеют желтый и замутненный цвет. В скрещенных николях изотропны вследствие скрытой кристалличности или же ин-терф ерируют в ярких тонах за счет мелких чешуек слюды. Обломки кварцитов в проходящем свете — чистые, среднеокатанные. Лишь в скрещенных нико-лях можно обнаружить, что они состоят из отдельных зерен кварца. Обломки кремней представлены угловатыми, слегка замутненными зернами. В скрещенных николях изредка видно, что они состоят из радиально-лучистого халцедона.
Цемент песчаников слюдисто-глинистый и кварцевый. Слюдисто-глинистый цемент желтовато-бурого цвета, открыто-поровый, сплошной, неравномерный, проникновения и замещения, корродирует зерна калиевого полевого шпата и плагиоклаза. Кварцевый цемент встречается редко, он прерывистый, контурный, регене-рационный, развивается вокруг обломков кварца.
Рис. 5. Олигомиктовые среднемелкозернистые песчаники зоны контакта: а — из нижней части разреза (содержание обломков пород до 10 %), б — из верхней части разреза (содержание обломков пород 2 %); в — среднезернистые олигомиктовые песчаники с кварцевым и гидрослюдистым цементом асыввожской
свиты
Fig. 5. Oligomictic medium to fine-grained sandstones of the contact zone: a — from the bottom part ofthe section (content of rock fragments up to 10 %), б — from the top ofthe section (content of rock fragments 2 %); в — medium-grained oligomictic sandstones with quartz and hydromicaceous cement of asyvvozhskaya suite
Снизу вверх по разрезу наблюдается уменьшение количества содержаний обломков калиевого полевого шпата и глинистых пород и увеличение содержания кварца.
В основании разреза асыввожской свиты преобладают мелко- и сред-незернистые олигомиктовые песчаники с кварцевым и гидрослюдистым цементом. Текстура пород однородная, структура псаммитовая. Класти-ческий материал среднеокатан и сред-несортирован, преобладающим минералом является кварц (80—90 %). Встречаются также зерна плагиоклаза (до 10 %), циркона, титанита, лей-коксена, ильменита, рутила и слюди-сто-кварцевых пород.
Кварц встречается в виде как хорошо окатанных, так и угловатых зерен. Наблюдаются две разновидности этого минерала. Одна представлена сильно загрязненным темным пылевидным веществом, трещиноватыми зернами, другая — чистыми обломками. Погасание облачное и волнистое. Обломки кварца регенерируются новообразованным мозаичным кварцем. Плагиоклаз (альбит) представлен угловатыми зернами. Часто в минерале наблюдаются трещинки спайности. Местами минерал пелитизирован. Об-
ломки слюдисто-кварцевых пород хорошо окатанные, серого цвета, мутные за счет развития глинистого материала по трещинкам. В скрещенных ни-колях различаются микроскопические чешуйки слюды и зерна кварца. Цемент гидрослюдистый, неполный поровый, по преимуществу несплошной, коррозионный. Кварцевый цемент неполный поровый, пятнистый, регенерационный.
В верхней части изученного нами разреза в среднезернистых олигомик-товых песчаниках с кварцевым цементом содержание обломков достигает 95 %. Текстура пород однородная, структура псаммитовая. Содержания кварцевых обломков и плагиоклаза составляют соответственно 80—90 % и 5—8 %. Кроме того, в песчаниках имеется слюда, циркон и лейкоксен.
Кварц представлен угловатыми, редко хорошоокатанными сильно замутненными и чистыми зернами. Плагиоклаз (альбит) трещиноват, пелитизирован, угловат. В нем часто наблюдаются трещинки спайности. Цемент кварцевый, прерывистый контурный, островной регенерационный.
Петрографический состав пород асыввожской свиты позволяет отнести их к зрелым осадкам.
Литохимические особенности отложений
Литохимические особенности среднедевонских терригенных пород Южного Тимана были изучены по данным комплексного метода мокрой химии с рентгено-флуорисцентным анализом (аналитик С. Т. Неверов) (табл. 2).
На основе химической классификации Я. Э. Юдовича [13], было установлено, что породы джеджимской свиты в зоне контакта относятся к таксону «силиты» (ГМ < 0.30), где выделяются следующие классы: суперсили-ты (ГМ 0.06-0.10), нормосилиты (ГМ 0.11-0.20), миосилиты (ГМ 0.21-0.30). В изученном разрезе джеджимской свиты снизу вверх отмечается постепенный переход от миосилитов к нор-мосилитам, это, по мнению Я. Э. Юдо-вича [13], может свидетельствовать о том, что песчаники становятся менее глинистыми либо менее полевошпатовыми, что подтверждается результатами петрографических исследований.
В составе асыввожской свиты отложения относятся к таксону «силиты» и «сиаллиты» (ГМ 0.30-0.55), включая следующие классы: суперсилиты, ми-осилиты, гипосиаллиты (ГМ 0.30.35 - пониженно-гидролизатные) и
Таблица 2
Химический состав пород асыввожской (Южный Тиман) и пижемской (Средний Тиман) свит, содержание компонентов в мае. % Chemical composition of asyvvozhskaya (South Timan) and pizhemskaya (Middle Timan) suites, component composition in % wt.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
н я Н н я н и я н я н н н
Компонент миосилю я 4 я о О я 5 я о § О ч я о ч я о Я § о ч я ч я Я я о я я о ч я о
О S ft о S О s & о я О S ft о Я О S ft о я ft <u & о о О я я — о S а о я ft <D £ О а и £ о О S а о я
Si02 72.39 76.62 79.41 85.28 86.27 88.55 91.44 68.39 65.45 88.8 90.61 80.88
ТЮ2 0.74 0.83 0.36 0.31 0.42 0.34 0.32 0.89 0.89 0.22 0.33 0.61
А12О3 15.33 12.58 13.07 9.81 10.04 8.17 4.99 20.33 22.51 7.15 6.37 14.14
Fe203 1.85 2.28 0.49 0.32 0.4 0.36 0.75 1.03 0.95 0.35 0.53 0.5
FeO 0.84 0.42 0.45 0.49 0.26 0.24 0.18 0.58 0.42 0.89 0.1 0.02
MnO 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.38 0.03 0.02 0.01 0.14 0.01
MgO 0.65 0.44 0.57 0.19 0.23 0.36 0 1.09 1.03 0.3 0.28 0.48
CaO 0.11 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.24 0.32 0.1 0.1 0.1
Na20 0.21 0.18 0.13 0.11 0.06 0.05 0.06 0.09 0.1 0.05 0.04 0.07
K20 4.26 3.62 3.04 1.39 0.97 1.22 0.64 1.76 1.92 0.57 0.79 1.88
PA 0.12 0.15 0.05 0.08 0.08 0.09 0.1 0.1 0.1 0.08 0.09 0.1
п.п.п. 3.5 2.78 2.32 2.01 1.27 0.61 1.13 5.56 6.38 1.6 0.73 1.22
Сумма 100.01 100.01 100 100.1 100.11 100.1 100.09 100.09 100.09 100.12 100.11 100.01
ГМ 0.26 0.21 0.18 0.13 0.13 0.1 0.07 0.33 0.38 0.1 0.08 0.19
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
H H « н Я н Я ч я о н я н н
Компонент s ч я о я ч s й. ч я о ч Я о я ч я s ч я ч я Ч Я о я 1 о я ч я s ч я
ft о К о я м о S а о S ft о я ы о s а о я м о о я о S ft ft <D Я о я M о я м
о йн О Я О а 1< О я & я — О я о ¡¿5
Si02 91.67 74.61 83.98 81.97 77.95 88.1 73.38 70.43 82.1 93.15 76.07 77.45
TiOj 0.29 0.93 0.41 0.63 0.8 0.27 0.79 0.96 0.42 0.1 0.65 0.67
A1203 5.65 18.3 9.63 11.63 15.67 8.15 19.49 20.64 12.24 4.25 17.47 16.81
Fe,0, 0.19 0.91 3.08 1.08 0.99 0.51 0.58 1.2 0.94 0.47 1.58 1.1
FeO 0.3 0.25 0.02 0.23 0.25 0.42 0.04 0.02 0.36 0.44 0.04 0.04
MnO 0.01 0.08 0.01 0.2 0.25 0.01 0.01 0.06 0.01 0.02 0.02 0.01
MgO 0.28 0.53 0.55 0.56 0.45 0.3 0.73 0.52 0.56 0.31 0.57 0.64
CaO 0.1 0.13 0.1 0.11 0.15 0.1 0.27 0.26 0.1 0.1 0.18 0.14
Na20 0.05 0.08 0.05 0.08 0.07 0.06 0.08 0.08 0.06 0.05 0.05 0.05
КО 0.63 1.84 1.27 1.14 1.73 0.68 1.74 1.72 1.07 0.36 1.68 1.56
p2O5 0.05 0.09 0.08 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.07 0.11 0.09 0.08
п.п.п. 0.89 2.49 0.93 2.3 1.86 1.44 2.85 4.05 2.08 0.74 1.61 1.47
Сумма 100.11 100.24 100.11 100 100.24 100.11 100.02 100 100.01 100.1 100.01 100.02
ГМ 0.07 0.27 0.16 0.17 0.23 0.11 0.28 0.32 0.17 0.06 0.26 0.24
Примечание. Литохимические модули пород рассчитываются по методике Я. Э. Юдовича [13]. Note. Lithochemical modules of the rocks are calculated according to Ya. E. Yudovich [13].
нормосиаллиты (ГМ 0.36-0.48 - нор-мально-гидролизатные).
По положению фигуративных точек составов пород на петрохимичес-кой диаграмме А. Г. Коссовской, М. И. Тучковой [5] отложения джеджимской свиты (1-6, 9-11) относятся к кварце -вым, олигомиктовым и полимиктовым песчаникам; отложения асыввожской свиты (7, 8, 12) - к кварцевым и поли-миктовым песчаникам.
Для более точной классификации пород, восстановления петрографического состава источников сноса, реконструкции физико-химических и геодинамических особенностей обста-новок накопления нами были иссле-
дованы терригенные отложения асыввожской и джеджимской (в зоне контакта) свит на основе петрохимичес-ких модулей (отношений петрогенных оксидов). По значениям гидролизат-ного модуля (ГМ) -(ТЮ2+Д1203+Ре203+Ре0+Мп0)/8Ю2 [7, 13] в составе джеджимской свиты, расположенной на контакте с асыв-вожской свитой, присутствуют моно-миктовые кварцевые песчаники (ГМ 0.06-0.1), олигомиктовые кварцевые песчаники и алевролиты (ГМ 0.110.19), мезомиктовые и полимиктовые кварцевые песчаники и алевролиты (ГМ 0.21-0.28); в асыввожской свите присутствуют мономиктовые кварце-
вые песчаники, мезомиктовые и по-лимиктовые кварцевые песчаники и алевролиты (ГМ 0.21-0.28). Известно, что чем выше значение этого модуля, тем более сильное и глубокое выветривание претерпели исходные породы источников сноса и тем выше зрелость осадочной породы. В результате можно сделать вывод, что исходные породы асыввожской свиты (по-видимому, в основном песчаники джеджимской свиты) претерпели сильное выветривание. Можно отметить достаточно высокую зрелость пород асыввожской свиты; при этом снизу вверх по разрезу осадки становятся более зрелыми.
CIA. %
70 -
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
№ анализа
Рис. 6. Вариации медианных значений индекса CIA (100 х Al2O3/( Al2O3 + CaO + + Na2O + K2O)) в терригенных отложениях джеджимской, асыввожской и пижем-ской свит (по [6, 15]): 1—7, 11 —21 (в шурфе) — породы джеджимской свиты в зоне контакта, 8—10, 22—24 — отложения асыввожской свиты
Fig. 6. Variations of median CIA index values (100 х Al2O3/( Al2O3 + CaO + Na2O + K2O)) in terrigenous sediments of dzhedzhimskaya, asyvvozhskaya and pizhemskaya suites (according to [6, 15]): 1—7, 11—21 (in pit) — rocks of dzhedzhimskaya suite in the contact zone, 8—10, 22—24 — rocks of asyvvozhskaya suite
Выветривание пород на водосборах, особенно выветривание, происходящее в гумидном климате, существенным образом изменяет состав слагающих эти породы компонентов. При этом происходит вынос из пород наиболее растворимых (подвижных) элементов, и в корах выветривания накапливаются наиболее инертные окислы. В той или иной мере трансформированное процессами выветривания вещество поступает из областей размыва в конечные водоемы стока, где его зрелость, а также интенсивность процессов преобразования исходных пород в источниках сноса и, значит, косвенно климат на палеоводосборах могут быть оценены количественно по данным химического состава осадков [6].
Индекс химического выветривания CIA (Chemical Index of Alteration) [6, 14] в настоящее время широко используется как показатель климата в области размыва. Рассчитывается он по молекулярным количествам пет-рогенных окислов. Интенсивность химического выветривания в областях размыва напрямую коррелируется с палеоклиматом. Для осадочных образований гумидных климатических об-становок характерен вынос из полевых шпатов Ca, Na и К, что ведет к увеличению соотношения алюминия и щелочей в продуктах выветривания. В аридных и гляциальных обстанов-ках в область аккумуляции, напротив, поступает слабо переработанный процессами выветривания на палеоводо-сборах материал. Представлен он в основном глинистыми минералами с относительно небольшими содержаниями алюминия и значительным количеством неизменных или слабо измененных полевых шпатов. Таким образом, невыветрелые породы харак-
теризуются значениями CIA порядка 50, тогда как сильно выветрелые разности имеют CIA до 100 единиц. Критерием для разграничения отложений, формировавшихся в обстановках теплого и холодного климата, принято считать значение индекса CIA = 70 [6, 15].
На диаграмме вариаций медианных значений индекса CIA в терри-генных отложениях асыввожской свиты (рис. 6) все значения исследуемых образцов близки к 70, т. е. находятся в «поле» сильно выветрелых пород. При этом на вопрос о возможных климатических обстановках однозначного ответа нет. Точки расположились у границы со значениями около 70 единиц. По данным О. П. Тельновой [8], в девоне господствовал теплый влажный климат тропической зоны. Следовательно, отложения асыввожской и пижемской свит являются продуктами размыва сильно выветрелых пород, сформированных в зоне гумид-ного климата. Зрелость осадков может быть связана в том числе с неоднократным их перемывом.
В отложениях асыввожской свиты присутствует древний плутоген-ный (глубинный) циркон (малакон), характерно малое количество обломков пород при резком преобладании обломков кварца. Все это указывает на то, что в петрофонде преобладали породы кислого состава, а «зрелость» материала указывает на процессы глубокого выветривания. С процессами глубокого выветривания связано также образование каолинита; на это же может указывать и присутствие калиевого полевого шпата (он более устойчив к выветриванию, чем плагиоклаз). Минералогическое описание отложений асыввожской свиты показало, что
они формировались при размыве сильно выветрелого гетерогенного субстрата [2]. Большинство размываемых пород относятся к кислым магматическим и метаморфическим образованиям, определенную роль как источники размыва играли также основные и ультраосновные магматиты, в том числе повышенной щелочности, а также карбонатиты. Химический состав осадочных пород (в нашем случае существенно-кварцевых песчаников) может весьма резко отличаться от состава магматических пород, послуживших для них источником питания.
Результаты петрографических и литохимических исследований асыв-вожских песчаников в зоне контакта с рифейскими отложениями указывают на то, что в их составе содержатся продукты переотложения коры выветривания по подстилающим песчаникам джеджимской свиты.
Вывод
Геологическая позиция, а также литологические и петрографические особенности алмазсодержащих сред-недевонских терригенных отложений Южного Тимана свидетельствуют об их осадочном образовании. В раннем палеозое в додевонское время в результате глубокой пенепленизации и интенсивного корообразования происходило переотложение, размыв и концентрирование алмазов и других полезных компонентов в благоприятных палеогеографических обстанов-ках, в континентальных и прибрежно-морских условиях [1]. Базальные сред-недевонские отложения Южного Ти-мана перекрыты старооскольским горизонтом живетского яруса со стратиграфическим перерывом, что может быть связано с нестабильной тектонической обстановкой осадконакопле-ния в позднеэйфельское время на Ти-мане.
Образование алмазсодержащих отложений в асыввожской свите на Южном Тимане могло происходить за счет латерального переноса из коренных источников или относительно удаленных коллекторов алмазов [2]. Приуроченность ископаемых россыпных проявлений алмазов к основанию терригенных образований, неровности нижнего контакта с подстилающими породами могут указывать на то, что аккумуляция алмазов происходила в результате процесса обогащения терригенных пород асыввожской свиты (ее базальных слоев), в том числе в результате перемыва нижележащих
отложений. В целом отмечается малая мощность продуктивных на алмазы отложений, невыдержанность мощностей и гранулометрического состава. Особенностью алмазоносных отложений также является наличие в них продуктов кор выветривания, зрелость осадков.
Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований РАН № 15-18-5-17.
Литература
1. Гракова О. В. Акцессорный иль-менорутил алмазсодержащих средне-девонских пород Южного Тимана // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. № 10. С. 11-13.
2. Гракова О. В. Видовой состав, химические и типоморфные особенности акцессорных минералов девонских алмазсодержащих отложений Южного и Среднего Тимана // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2014. № 3. С. 3-8.
3. Коссовская А. Г., Тучкова М. И. К проблеме минералого-петрохими-ческой классификации и генезиса песчаных пород // Литология и полезные ископаемые. 1988. № 2. С. 8—24.
4. Макеев А. Б., Брянчининова Н. И. Новый взгляд на перспективы ал-мазоносности Южных районов Республики Коми // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. № 9. 1998. С. 7-11.
5. Макеев Б. А. Рентгеноструктур-ный анализ глин рифей-девонской межформационной зоны Джеджим-парминского поднятия (р. Асыввож, Южный Тиман) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Се-вероуральского сегмента: Материалы 20-й науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2011. С. 39-43.
6. Маслов А. В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретация полученных данных: Учеб. пособие. Екатеринбург, 2005. 289 с.
7. Скляров Е. В. и др. Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие. М: Интернет Инжиниринг, 2001. 288 с.
8. Тельнова О. П. Палинологическое обоснование стратиграфии и корреляция девонских отложений возвышенности Джеджимпарма (Южный Тиман) // Геология Европейского Севера России. Сыктывкар, 1999. Сб. 4. С. 5—11.
9. Шванов В. Н, Фролов В. Т., Сергеева Э. И. и др. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. СПб.: Недра, 1998. 352 с.
10. Щербаков Э. С. Условия залегания девонских отложений в карьере Асыввож (Южный Тиман) // Алмазы и алмазоносность Тимано-Ураль-ского региона: Материалы всероссийского совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С. 47-48.
11. Юдович Я. Э. Курс геохимии осадочных пород (избранные главы): Учеб. пособие. Сыктывкар: СыктГУ, 2001. 284 с.
12. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Минеральные индикаторы литогенеза. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 564 с.
13. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
14. Nesbitt H. W, Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 71—717.
15. Visser J. N .J., Young G. M. Major element geochemistry and paleocli-matology of the Permo-Carboniferous glaciogene Dwyka Formation and postglacial mudrocks in Southern Africa / / Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol., 1990. V. 81. P. 49—57.
References
1.Grakova O. V. Aktsessornyi il-menorutil almazsoderzhaschih srednedev-onskihporod Yuzhnogo Timana (Accessory ilmenorutiel in diamond-bearing Middle Devonian South Timan). Vestnik of Institute of Geology Komi SC UB RAS, 2011, No. 10, pp. 11—13.
2. Grakova O. V. Vidovoisostav, him-icheskie i tipomorfnye osobennosti aktses-sornyh mineralov devonskih almazsoderzhaschih otlozhenii Yuzhnogo i Srednego Timana (Species composition, chemical and typomorphic features of accessory minerals of Devonian diamond-bearing deposits of South and Middle Timan). Vestnik of Institute of Geology Komi SC UB RAS, 2014, No. 3, pp. 3—8.
3. Kossovskaya A. G., Tuchkova M. I. Kprobleme mineralogo-petrohimicheskoi klassifikatsii i genezisa peschanyh porod (Mineralogical and petrochemical classification and genesis of sand rocks). Lito-logiya ipoleznye iskopaemye, 1988, No. 2, pp. 8—24.
4. Makeev A. B., Bryanchininova N. I. Novyi vzglyad na perspektivy almazon-osnosti Yuzhnyh raionov Respubliki Komi (New approach to diamond deposits of southern districts of Komi Republic). Vestnik of Institute of geology Komi SC UB RAS, No. 9, 1998, pp. 7—11.
5. Makeev B. A. Rentgenostrukturnyi analiz glin rifei-devonskoi mezhformatsion-noi zony Dzhedzhimparminskogo podnyat-
iya (r. Asyvvozh, Yuzhnyi Timan) (X-Ray structural analysis of clays of Riphean-Devonian interformation zone of Dzh-dzhimparma uplift). Struktura, veschestvo, istoriya litosfery Timano-Severoural'skogo segmenta: Proceedings. Syktyvkar, Geo-print, 2011, pp. 39—43.
6. Maslov A. V. Osadochnye poroda: metody izucheniya i interpretatsiya poluchennyh dannyh (Sediments: methods of study and interpretation of data). Study book. Ekaterinburg, 2005, 289 pp.
7. Sklyarov E. V. et al. Interpretatsiya geohimicheskih dannyh (Interpretation of geochemical data)Study book. Moscow, 2001, 288 pp.
8.Telnova O. P. Palinologicheskoe obosnovanie stratigrafii i korrelyatsiya devonskih otlozhenii vozvyshennosti Dzhedzhimparma (Yuzhnyi Timan) (Pal-inological confirmation of stratigraphy and correlation of Devonian rocks in Dzhedzhimparma uplift (South Timan). Geologiya Evropeiskogo Severa Rossii. Syktyvkar, 1999, No. 4, pp. 5—11.
9. Shvanov V. N., Frolov V. T., Sergeeva E. I. et al. Sistematika i klassifikatsi-ya osadochnyh porod i ih analogov (Sys-tematics and classification of sediments and their analogues). Saint-Petersburg, Nedra, 1998, 352 pp.
10. Scherbakov E. S. Usloviya zale-ganiya devonskih otlozhenii v karere Asyvvozh (Yuzhnyi Timan) (Occurrence conditions of Devonian rocks in Asyvozh pit (South Timan). Almazy i almazonosnost Timano-Uralskogo regiona: Proceedings. Syktyvkar, Geoprint, 2001, pp. 47—48.
11. Yudovich Ya. E. Kurs geohimii osadochnyh porod (izbrannye glavy) (Treatise on geochemistry of sediments (selected chapters)). Study book. Syktyvkar, SyktGU, 2001, 284 pp.
12. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Mineralnye indikatory litogeneza (Mineral indicators of lithogenesis). Syktyvkar, Geoprint, 2008, 564 pp.
13. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Osnovy litohimii (Lithochemistry basics). Saint-Petersburg, Nauka, 2000, 479 pp.
14. Nesbitt H. W., Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature. 1982, V. 299, pp. 715—717.
15. Visser J. N. J., Young G. M. Major element geochemistry and paleocli-matology of the Permo-Carboniferous glaciogene Dwyka Formation and postglacial mudrocks in Southern Africa. Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol., 1990, V. 81, pp. 49—57.
Рецензент к. г.-м. н. Л. И. Ефанова
