Lithogeochemistry of clastic rocks of the Mashak Formation (western slope of the South Urals): in search of “camouflaged” pyroclastics

Authors

  • Andrey V. Maslov Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 3, Koptyuga pr., Novosibirsk, 630090, Russian Federation; Geological Institute of Russian Academy of Sciences, 7, Pyzhevsky per., Moscow, 119017, Russian Federation; Institute of Geology — Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences, 16/2, ul. Karla Marksa, Ufa, 450077, Russian Federation
  • Emir Z. Gareev Institute of Geology — Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences, 16/2, ul. Karla Marksa, Ufa, 450077, Russian Federation;
  • Victor N. Podkovyrov Institute of Precambrian Geology and Geochronology of Russian Academy of Sciences, 2, nab. Makarova, St. Petersburg, 199034, Russian Federation
  • Sergey G. Kovalev Institute of Geology — Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences, 16/2, ul. Karla Marksa, Ufa, 450077, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2020.107

Abstract

The article attempts to solve the problem of the presence of “camouflaged” pyroclastics in sandstones and fine-grained clastic rocks of the Middle Riphean Mashak Formation of the Southern Urals based on litho- and geochemical methods and approaches. As a result of the studies, it was established that in the NKM–GM diagram, the compositional field of silt-clayey rocks of the Mashak Formation is comparable with several clusters of Jurassic slates of the Greater Caucasus, containing volcanogenic material, while the clusters of Paleogene tuffs of the Ukrainian Carpathians and the Gromashor Formation (Pai-Khoi) have a different location. On the (Na2O + K2O) – GM diagram, in the indicated field, are situated two of four clusters of
metatuffoids and mixed volcanic-sedimentary rocks of the Strelna Group (Kola Peninsula), and one of two clusters of tuffs of the Redkino horizon (Vendian of the East European Platform). The same is true for a number of other examples. In the diagram (Na2O + K2O) – FM, none of the four clusters of tuffs and tuffopelites of the Ordovician of the Arga-Tas zone of the Momsky horst-anticlinorium and none of the six clusters of acidic tuffs and tuffites of Ukrainian Carpathians fit in, etc. Consequently, the localization of the compositional field of silt-clayey rocks of the Mashak Formation in the above and a number of other diagrams shows that clusters of various volcanic-terrigenous rocks, metatuffosiltstones, metatuffoids, slates, etc., containing a certain admixture of volcanic products, coincide with the diagrams in half or fewer of the cases. Thus, the analysis of the absolute contents and indicator ratios of trace elements inherent in sandstones and clayey rocks, values of petrochemical modules and the systematics of rare-earth elements (REE) does not allow us to state with certainty that magmatic processes, including subsynchronous sedimentation, were the main source of their constituent material.

Keywords:

Southern Urals, Middle Riphean, Mashak Formation, sandstones, clay rocks, lithogeochemistry

Downloads

Download data is not yet available.
 

References

Дзоценидзе, Г. С. (1965). Влияние вулканизма на образование осадков. Москва: Недра.

Диагностика вулканогенных продуктов в осадочных толщах. (2012). Сыктывкар: Геопринт.

Иванов, А. И. (1937). К стратиграфии и древнему орогенезу западного склона Южного Урала. Уфа: Башгосиздат, 1–28.

Иванов, С. Н. (1980). О доордовикской истории Урала и предгеосинклинальном развитии земной коры вообще. В: Доордовикская история Урала. Вып. 1. Свердловск: УНЦ АН СССР, 3–28.

Ковалев, С. Г. (2008). Позднедокембрийский рифтогенез в истории развития западного склона Южного Урала. Геотектоника, 2, 68–79.

Ковалев, С. Г., Высоцкий, И. В. (2008). Новые данные по геологии Шатакского комплекса (западный склон Южного Урала). Литология и полезные ископаемые, 3, 280–289.

Ковалев, С. Г., Высоцкий, И. В., Пучков, В. Н., Маслов, А. В., Гареев, Э. З. (2013). Геохимическая специализация структурно-вещественных комплексов Башкирского мегантиклинория. Уфа: ДизайнПресс.

Коссовская, А. Г. (1975). Генетические типы цеолитов стратифицированных формаций. Литология и полезные ископаемые, 2, 23–44.

Львов, К. А. (1936). К тектонике западного склона Южного Урала. Ученые записки Казанского государственного университета, 96(102/3), 27–32.

Маслов, А. В., Гареев, Э. З., Подковыров, В. Н., Ковалев, С. Г., Котова, Л. Н. (2018а). Синрифтовые осадочные образования машакской свиты среднего рифея Южного Урала (краткая литохимическая характеристика). Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 63(3), 303–325. https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.30

Маслов, А. В., Школьник, С. И., Летникова, Е. Ф., Вишневская, И. А., Иванов, А. В., Страховенко, В. Д., Черкашина, Т. Ю. (2018б). Ограничения и возможности литогеохимических и изотопных методов при изучении осадочных толщ. Новосибирск: ИГМ СО РАН.

Парначев, В. П. (1988). Магматизм и осадконакопление в позднедокембрийской истории Южного Урала. Диссертация доктора геол.-минерал. наук.

Парначев, В. П., Ротарь, А. Ф., Ротарь, З. М. (1986). Среднерифейская вулканогенно-осадочная ассоциация Башкирского антиклинория. Свердловск: УНЦ АН СССР.

Петтиджон, Ф., Поттер, П., Сивер, Р. (1976). Пески и песчаники. Москва: Мир.

Пучков, В. Н. (2010). Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис.

Ротарь, А. Ф. (1974). Машакская свита (рифей) на Южном Урале. Советская геология, 4, 116–124.

Ротарь, А. Ф., Ротарь, З. М. (1975). Особенности метаморфизма пород района горы Яман-Тау на Южном Урале. Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале. Уфа: БФАН СССР, 153–161.

Ротарь, А. Ф., Ротарь, З. М. (1982). Машакская свита рифея хребта Большой Шатак (Южный Урал). Известия АН СССР. Сер. геологическая, 4, 119–124.

Савельев, Д. Е., Пучков, В. Н., Ардисламов, Ф. Р., Сначев, В. И. (2009). Вулканогенные породы машакской свиты среднего рифея: геология и петрогеохимия. Литосфера, 4, 3–26.

Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология. (1983). Москва: Наука.

Страхов, Н. М. (1963). Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. Москва: Госгеолтехиздат.

Формирование земной коры Урала. (1986). Москва: Наука.

Юдович, Я. Э., Кетрис, М. П. (2011). Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт.

Юдович, Я. Э., Кетрис, М. П. (2010). Геохимические и минералогические индикаторы вулканогенных продуктов в осадочных толщах. Екатеринбург: УрО РАН.

Юдович, Я. Э., Кетрис, М. П. (1988). Геохимия черных сланцев. Ленинград: Наука.

Юдович, Я. Э., Keтpuc, М. П. (1998). Диагностика вулканогенного материала в осадочных и параметаморфических горных породах. Проблемы геохимии магматических и метаморфических пород. Санкт-Петербург: Изд-во С.-Петерб. ун-та.

Юдович, Я. Э., Кетрис, М. П. (2000). Основы литохимии. Санкт-Петербург: Наука.

Braccialli, L., Marroni, M., Pandolfi, L., Rocchi, S. (2007). Geochemistry and petrography of Western Tethys Cretaceous sedimentary covers (Corsica and Northern Apennines): from source areas to configuration of margins. In: J., Arribas, S., Critelli, M. J., Johnsson, ed., Sedimentary Provenance and Petrogenesis: Perspectives from Petrography and Geochemistry. Geological Society of America, Special Paper, 420, 73–93. https://doi.org/10.1130/2006.2420(06)

Condie, K. C. (1993). Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting re-sults from surface samples and shales. Chemical Geology, 104, 1–37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E

Cox, R., Lowe, D. R. (1995). Controls on sediment composition on a regional scale: a conceptual review. Journal of Sedimentary Research, A65, 1–12.

Cox, R., Lowe, D. R., Cullers, R. L. (1995). The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59, 2919–2940. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00185-9

Cullers, R. L. (2002). Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA. Chemical Geology, 191(4), 305–327. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00133-X

Ernst, R. E., Pease, V., Puchkov, V. N., Kozlov, V. I., Sergeeva, N. D., Hamilton, M. (2006). Geochemical Characterization of Precambrian magmatic suites of the southeastern margin of the East European Craton, Southern Urals, Russia. Geological Digest no. 5. Ufa: DesignPoligraphService Publ., 119–161.

Herron, M. M. (1988). Geochemical Classification of Terrigenous Sands and Shales from Core or Log Data. Journal of Sedimentary Petrology, 58, 820–829. https://doi.org/10.1306/212F8E77-2B24-11D7-8648000102C1865D

McLennan, S. M., Hemming, S. R., McDaniel, D. K., Hanson, G. N. (1993). Geochemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics. In: M. J., Johnsson, A., Basu, ed., Processes controlling the composition of clastic sediments. Geological Society of America, Special Paper, 284, 21–40. https://doi.org/10.1130/SPE284-p21

Taylor, S. R., McLennan, S. M., (1985). The continental crust: its composition and evolution. An examination of the geochemical record preserved in sedimentary rocks. Oxford: Blackwell Scientific, 312.

Verma, S. P., Armstrong-Altrin, J. S., (2013). New multi-dimensional diagrams for tectonic discrimination of siliciclastic sediments and their application to Precambrian basins. Chemical Geology 355, 117–133. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.07.014

Downloads

Published

2020-05-29

How to Cite

Maslov, A. V. (2020) “Lithogeochemistry of clastic rocks of the Mashak Formation (western slope of the South Urals): in search of ‘camouflaged’ pyroclastics”, Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences, 65(1). doi: 10.21638/spbu07.2020.107.

Issue

Vol. 65 No. 1 (2020)

Section

Articles

License

Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.