ПЯСЪЧНИЦИ ОТ МОЛАСИИ И ГЕОДИНАМИКА
препис
1 LITHOSPHERE, 2012, 1, s ПЯСЪЧНИЦИ ОТ МОЛАСА СЕКВЕНЦИИ: Някои литохимични характеристики и геодинамика 2012 A. V. Maslov, G. A. Mizens тохимичните характеристики на пясъчници от редица различни моласови последователности (Швейцарски моласов басейн, Карнични Алпи, серия Хамамат, пермски отлагания на подножието на Цис-Урал и др. .) и е показано, че местните фактори са изиграли значителна роля при тяхното формиране. В тази ситуация използването на дискриминантни диаграми, широко използвани в геодинамични реконструкции като SiO 2 K 2 O/Na 2 O, K 2 O/Na 2 O SiO 2 /Al 2 O 3, (Fe 2 O 3 * + MgO) TiO 2 и т.н., покриващи образувания, често може да не е значимо/решаващо. Ключови думи: пясъчници, моласови последователности, химичен състав, геодинамика. ВЪВЕДЕНИЕ През първата половина на ХХв. е разработен модел за превръщането на някои морски басейни в нагънати структури (орогени). Той разграничава два етапа собствено геосинклинален и орогенен. По-късно тектониката на литосферните плочи доста успешно усвоява идеите, развити в рамките на геосинклиналната концепция за образуването на седиментни асоциации по време на този процес. Същинският геосинклинален етап, по отношение на него, съответства на етапите на разпространение и островната дъга на развитието на океана, докато орогенният етап съответства на континенталната колизия.Образуването на конвергентни граници на континентите (в случай на континентален сблъсък) води до орогенеза, появата на сложни тектонични структури и образуването на мощни кластични последователности. Според идеите на много местни геолози [22 и др.], орогенният етап също включва два етапа. В първия релефът на планинската страна е като цяло нисък или умерен, в резултат на което в предпланинските корита, които се образуват едновременно с началото на издигането на нагънатата структура, долната пясъчно-глинеста моласа се натрупва в морски и лагунни условия. В същото време, понякога, не получавайки достатъчно количество кластичен материал, пиемонтските корита могат да представляват относително дълбоководни гладни басейни; басейни с дефицит на кластичен материал. Вторият етап 14 се характеризира с ускорено издигане на нагънатата структура и засилено слягане на предни и междупланински падини, в които в компенсирани и свръхкомпенсирани условия се образува грубо-кластична горна континентална моласа, в участъците на която преобладават полимиктови конгломерати и едрозърнести литични пясъчници. Според известния домашен литолог В.Т. Фролов [21], само тези, предимно или изключително континентални образувания, образувани в условията на активен тектоничен режим в подножието на планински структури, могат да бъдат наречени меласи. В същото време анализът на многобройни публикации от последните години за такъв класически регион на развитие на пиемонтските корита като алпийски разкрива малко по-различна картина на еволюцията и формирането на седиментен пълнеж на предни басейни. Според [35, 36, 49, 55, 63 и др.], в първия етап от еволюцията на северноалпийския преден басейн, в късния креден (?) еоцен, дълбоководните1 Според модела на алпийските геолози, в началния етап на развитие на гънко-навлачения пояс пред него е положен сравнително тесен и дълбок преден пропад (vortiefe, foredeep), който впоследствие под влиянието на нарастващ ороген се разширява към континенталната платформа и се превръща в континентален или плитководен моласов басейн. Зоната на падината пред орогена обикновено се определя като предна част.
2 ПЯСЪЧНИЦИ ОТ МОЛАСА СЕКВЕНЦИИ натрупване на плиткоморски и континентални седименти, които всъщност се считат за меласа. Според модела [61], на първия етап в периферните предни басейни в близост до ръба, обърнат към кратона, се натрупват предимно карбонатни плиткоморски седименти (дебелина от 0 до 2500 m). По-дълбоко в басейна те се заменят от тини с пелагична микрофауна (4050 до 4000 m), които се заменят близо до орогенната граница на басейна от дълбоководни турбидитни последователности [43, 44], чиято средна дебелина се оценява на
2000 м. Отлични примери за тези образувания са палеоценските и еоценските участъци на Франция и Швейцария [39]. Седиментите, запълващи недостатъчно компенсирания басейн, несъгласувано лежат върху мезозойските мергели и карбонати от седиментната покривка на Северноевропейската плоча [61, 64]. Отлаганията на моласа в северноалпийския преден басейн традиционно се подразделят на четири големи литостратиграфски единици, образуващи две регресивни последователности [51, 61, 63]. Първиятвключва долна морска меласа (ранен олигоцен, Ma) и долна сладководна меласа (късен олигоцен–ранен миоцен, Ma). Втората последователност започва с плитки морски пясъчници от горната морска моласа (Ma). В зоните, съседни на навлачния фронт, тези образувания са лицево заменени от отлагания на големи делтови ветрила [42]. Втората последователност е завършена от речни отлагания на горната сладководна моласа, натрупана преди около 13,5 Ma. Анализ на условията за образуване на горните образувания и характеристиките на литотипите, които ги съставляват, може да се намери и в работата на Ю.Р. Бекер [4]. В средата на 1980г. във връзка с изучаването на преходните зони континент-океан при изучаването на пясъчните асоциации се наблюдава тенденция към генетична/геодинамична интерпретация на техния химичен състав с помощта на различни диаграми на двойки [9, 30, 31, 52, 58, 59 и др.]. Въпреки че такива диаграми не са от решаващо значение за установяване на местни геодинамични условия, все пак може да се даде известна оценка за тях с тяхна помощ. В добре известни публикации [30, 31] бяха използвани редица дискриминиращи фактори за идентифициране на геодинамичните настройки на натрупването на палеозойски грауваки в Австралия.2 динамични настройки [30], които включват басейни на океански островни дъги (OIA), континентални островни дъги (CIA), активни континентални граници (ACM) и пасивни граници (PM). Последните понякога са разделенирифтогенни континентални граници от атлантически тип, рифтови басейни, басейни, разположени в близост до колизионни орогени и неактивни/мъртви конвергентни граници [30, 31]. Диаграмата SiO 2 (K 2 O/Na 2 O) се използва широко за същите цели [31]. Естествено, механичното прехвърляне на заключенията, получени за съвременни или мезозойски последователности от пясъчници към по-стари асоциации, може да не е напълно правилно поради известна еволюция на състава на седиментните скали с течение на времето и насложени процеси [7, 8, 15, 16, 19, 20, 25, 26 и др.]. Значителна несигурност при интерпретацията на данните за химичния състав на пясъчниците може да бъде въведена и от автигенни компоненти, участващи в диагностиката (когато се използват данните за насипни химични състави). Освен това трябва да се има предвид, че дискриминантните диаграми, изброени по-горе, въпреки широкото им използване в чуждестранна и местна литература, не позволяват да се направят недвусмислени заключения относно геодинамичните условия за формиране на асоциации на пясъчник (виж [12]). В тази работа ние се опитахме да разгледаме, на базата на публикувани и оригинални данни, някои литохимични характеристики на пясъчници от правилни последователности на меласа, образувани на орогенния/колизионен етап на развитие на различни подвижни пояси и да анализираме позицията на техните средни точки върху такива добре известни дискриминационни диаграми като SiO 2 K 2 O/Na 2 O, K 2 O/Na 2 O SiO 2 /Al 2 O 3, (Fe 2 O 3 * + MgO ) TiO 2 и F1 F2. 2 F1 \u003d TiO 2 / Al 2 O Fe 2 O 3 общо / Al 2 O MgO / Al 2 O Na 2 O / Al 2 O K 2 O / Al 2 O; F2 = 56,5 TiO 2 /Al 2 O Fe 2 O 3 общо / Al 2 O MgO / Al 2 O Na 2 O / Al 2 O K 2 O / Al 2 O; F3 = SiO TiO Al 2 O Fe 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O 5; F4 = SiO TiO Al 2 O Fe 2 O FeO MnOMgO CaO Na 2 O 1,84 K 2 O P 2 O 5.
милиона години. Впоследствие басейнът Ел Мая еволюира като структура, контролирана от голяма зона на срязване, и седиментните образувания, натрупани в него, съдържат
4 ПЯСЪЧНИЦИ ОТ МОЛАСА СЕКВЕНЦИИ 17 Таблица 1. Средно, минимално и максимално съдържание (wt%) на главни петрогени оксиди в меласови пясъчници от различни региони 2 O 3 ( ) 1,87 ± 0,74 Fe 2 O 3 общо ( ) MnO CaO MgO Na 2 O K 2 O 0,09 ± 0,03 ( ) ± 8,21 ( ) 1,74 ± 2,65 ( ) 1,22 ± 0,70 ( ) 1,74 ± 0,67 ( ) Серия Хамамат [40] ± 3 ,04 ( ) 0,75 ± 0,15 ( ) ± 1,28 ( ) 4,85 ± 1,07 ( ) 0,87 ± 0 0,18 ( ) 3,22 ± 1,06 ( ) 2,54 ± 1,02 ( ) 3,61 ± 1,03 ( ) 1,90 ± 0,42 ( ) Карнийски Алпи, меласа [ 50] ± ( ) 1,08 ± 0,33 ( ) ± 5,17 ( ) 3,07 ± 2,25 ( ) 0,03 ± 0,07 ( ) 0,07 ± 1,23 ( ) 0,77 ± 0,57 ( ) 0,32 ± 0,12 ( ) 1,95 ± 0,95 ( ) Нова Скотия, серия Airsage [54] ± 6,72 ( ) 0,74 ± 0,24 ( ) ± 4,32 ( ) 6,54 ± 2,60 ( ) 0,09 ± 0,16 ( ) 2,52 ± 5,94 ( ) 1,26 ± 0,44 ( ) 0,77 ± 0,72 ( ) 1,63 ± 0,92 ( ) Регион C Централен Отаго, Нова Зеландия [34] ± ± ± ± ± ± ± ± ± Моласа от северната част на предния пропад на Урал [26] ± 5,57 ( ) 0,67 ± 0,11 ( ) ± 2,58 ( ) 4,45 ± 1,24 ( ) 0,10 ± 0,09 ( ) 1,93 ± 0,92 ( ) 2,39 ± 3,5 8 ( ) 2,73 ± 0,96 ( ) 1,67 ± 0,88 ( ) Олюторски пад, свита Корф [9] ± ± ± ± ± ± ± ± Горен венд на Южен Урал ± 8,95 ( ) 0,66 ± 0,34 ( ) 8,04 ± 2,82 ( ) 4,44 ± 1,55 ( ) 0,08 ± 0,05 ( ) 1,85 ± 0,90 ( ) 1,46 ± 2,51 ( ) 1,65 ± 0,59 ( ) 1,06 ± 0,42 ( ) Шкаповско-Шиханска депресия ± 5,43 ( ) 0,43 ± 0,18 ( ) ± 2,33 ( ) 4,18 ± 1,27 ( ) 0,08 ± 0,03 ( ) 0,76 ± 0,36 ( ) 1,74 ± 0,77 ( ) 2,40 ± 0,92 ( ) 1,87 ± 0,82 ( ) Al 2 O 3 /SiO ± ± ± ± ± ±± ± ± ± K 2 O/Na 2 O 1,28 ± ± ± ± ± ± ± ± GM 0,20 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± n # [33] Забележка. n е броят на пробите в извадката. Числителят е средната стойност и стандартното отклонение, знаменателят е минималната и максималната стойност. # Фанерозойски кратонни пясъчници. Тире няма данни.
5 18 Маслов, Мизенс Фиг. Фиг. 1. Области на състава на пясъчници от различни моласови последователности на класификационната диаграма на M. Herron [39]. швейцарски молас басейн; b Източна пустиня на Египет; до Карнийските Алпи; d серия Airsage, Нова Скотия, Канада; квартал Централен Отаго, Нова Зеландия; f Пермска моласа на север от предуралския пропад; g Олюторски корито; h Горновендска моласа от западния склон на Южен Урал; и горновендската отдалечена/разгъната моласа на Шкаповско-Шиханската падина. пожънаха значителна част от рециклирани алумосилициклести. Горните характеристики на седиментния пълнеж на басейна Ел Мая са типични и за други басейни на меласа в Източната пустиня на Египет. Всички те са изпълнени почти изключително с алувиални отлагания. Литохимични характеристики на псамитите. Съдържанието на силициев диоксид в меласовите пясъчници от серията Хамамат варира от
3%, докато псамитите на другите разглеждани от нас обекти се характеризират със средни стойности на Fe 2 O 3общ. от