αAlE indices of Riphean clay rocks of the Southern Urals and weathering features (first attempt at analysis)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. The clay rocks (fine-grained clayey siltstones, shales and mudstones) of the Lower, Middle and Upper Riphean of the Bashkir megaanticlinorium of the Southern Urals (Riphean stratotype).Materials and Methods. The αAlE values are calculated for clay rocks based on the bulk chemical composition (major rock-forming oxides and some trace elements), which makes it possible to judge the intensity of weathering of source rocks in catchments. A comparison was made of the αAlE values characteristic of silts and particulate suspended matter of a number of modern rivers in South Africa, Northern Eurasia and North America, as well as clay rocks of a number of the Riphean formations of the Southern Urals.Results. The αAlE curves for clay rocks of the various Riphean formations of the Southern Urals are significantly similar to each other. They are characterized by moderate values of αAlNa, fairly high values of αAlСa and αAlSr, and predominantly low values of a number of other αAlЕs. For clay rocks of most stratigraphic levels of the Riphean stratotype, αAlNaaverage are close or comparable to those characteristic of suspensions in the rivers of temperate climate. The average αAlK values in shales are also comparable to those calculated for particulate suspended matter in the rivers of temperate climate, for example, the Lena or the Hudson. The silts of the rivers of South Africa, on the contrary, have slightly higher αAlK. At the same time, the shales of the Riphean stratotype have slightly higher αAlВaverage than the silts of the rivers of South Africa or the particulate suspended matter of the rivers of the temperate climatic zone of Northern Eurasia or North America.Conclusions. Based on “direct” comparison of αAlЕ for clayey rocks of the Riphean stratotype and those for silts and particulate suspended matter of a number of rivers in South Africa, Northern Eurasia and North America, we can conclude that the eras of accumulation of terrigenous deposits of the Riphean of the Southern Urals were characterized by a climate reminiscent of the modern temperate climate of the northern hemispheres.

About the authors

A. N. Maslov

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

Email: amas2004@mail.ru

References

  1. Акимова Г.Н. (1967) Косая слоистость в породах зильмердакской свиты на Южном Урале. Материалы по стратиграфии и тектонике Урала. Л.: ВСЕГЕИ, 36-65.
  2. Анфимов Л.В. (1997) Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 288 с.
  3. Гареев Э.З. (1988) Геохимические особенности и условия осадконакопления отложений инзерской свиты в стратотипическом разрезе на Южном Урале. Верхний докембрий Южного Урала и востока Русской плиты. Уфа: БФАН СССР, 29-35.
  4. Гареев Э.З. (1989) Геохимия осадочных пород стратотипического разреза рифея. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М.: ГЕОХИ РАН, 24 с.
  5. Гареев Э.З. (1987) Условия формирования зильмердакских отложений по геохимическим данным на примере стратотипического разреза по р. Малый Инзер (Южный Урал). Геохимия осадочных формаций Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 29-36.
  6. Горохов И.М., Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Аракелянц М.М., Ковач В.П., Константинова Г.В., Турченко Т.Л., Васильева И.М. (2019) Изотопная систематика и возраст аутигенных минералов в аргиллитах инзерской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 27(2), 3-30. https://doi.org/10.31857/S0869-592X2723-30
  7. Зайцева Т.С., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Мельников Н.Н., Аракелянц М.М., Яковлева О.В. (2008) Мессбауэровские характеристики, минералогия и изотопный возраст (Rb-Sr, K-Ar) верхнерифейских глауконитов укской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 16(3), 3-25.
  8. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Горожанин В.М., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Константинова Г.В. (2019) Основание венда на Южном Урале: Rb-Sr возраст глауконитов бакеевской свиты. Стратиграфия. Геол. корреляция, 27(5), 82-96. https://doi.org/10.31857/S0869-592X27582-96
  9. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Сергеева Н.Д., Адамская Е.В., Плоткина Ю.В. (2022) U-Th-Pb-возраст детритового циркона из оолитовых известняков укской свиты: следы гренвильских источников сноса в позднем рифее Южного Урала. Докл. РАН. Науки о Земле, 503(2), 90-96. https://doi.org/10.31857/S2686739722040193
  10. Карпова Г.В., Тимофеева З.В. (1975) Литогенез и стадии изменения рифейских отложений Южного Урала. Литология и полез. ископаемые, (2), 45-55.
  11. Карта докембрийских формаций Русской платформы и ее складчатого обрамления (со снятыми фанерозойскими отложениями) (1983) Масштаб 1 : 2 500 000. Объясн. зап. Л.: ВСЕГЕИ, 172 с.
  12. Келлер Б.М., Вейс А.Ф., Горожанин В.М. (1984) Толпаровский разрез верхнего докембрия (Южный Урал). Изв. АН СССР. Сер. геол., (9), 119-124.
  13. Ковалев С.Г., Маслов А.В., Ковалев С.С., Высоцкий С.И. (2019) Sm-Nd-возраст пикритов Лысогорского комплекса (Южный Урал): свидетельства инициального среднерифейского магматизма. Докл. АН, 488(1), 595-598. https://doi.org/10.31857/S0869-5652488158-61
  14. Козлов В.И. (1982) Верхний рифей и венд Южного Урала. М.: Наука, 128 с.
  15. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Бушарина С.В., Сергеева Н.Д., Падерин И.П. (2013а) Цирконовая геохронология машакских вулканитов и проблема возраста границы нижний–средний рифей (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 21(5), 3-20. https://doi.org/10.7868/S0869592X13050050
  16. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д., Бушарина С.В., Лепехина Е.Н. (2013б) Цирконология навышских вулканитов айской свиты и проблема возраста нижней границы рифея на Южном Урале. Докл. АН, 448(4), 437-442. https://doi.org/10.7868/S086956521304021X
  17. Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Горохов И.М., Каурова О.К., Крупенин М.Т., Маслов А.В. (2003) Srизотопная характеристика и Pb-Pb возраст известняков бакальской свиты (типовой разрез нижнего рифея, Южный Урал). Докл. АН, 391(6), 794-798.
  18. Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Семихатов М.А., Горохов И.М., Каурова О.К., Крупенин М.Т., Васильева И.М., Гороховский Б.М., Маслов А.В. (2008) Sr изотопная характеристика и Pb-Pb возраст карбонатных пород саткинской свиты, нижнерифейская бурзянская серия Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 16(2), 16-34.
  19. Крупенин М.Т., Ларионов Н.Н., Гуляева Т.Я., Демчук И.Г. (2002) Новые данные об особенностях седиментации в бассейнах авзянского времени среднего рифея. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 149, 43-49.
  20. Маслов А.В. (1988) Литология верхнерифейских отложений Башкирского мегантиклинория. М.: Наука, 133 с.
  21. Маслов А.В. (2019) К реконструкции категорий рек, сформировавших выполнение осадочных бассейнов рифея в области сочленения Восточно-Европейской платформы и современного Южного Урала. Изв. вузов. Геология и разведка, (5), 28-36. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2019-5-28-36
  22. Маслов А.В. (2020) Типы питающих провинций верхнедокембрийских отложений Волго-Уральской области. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 19(2), 101-110. https://doi.org/10.17072/psu.geol/19.2.101
  23. Маслов А.В., Гареев Э.З. (1988) Литолого-геохимические особенности верхнерифейских отложений Башкирского мегантиклинория на Южном Урале. Сов. геология, (2), 57-66.
  24. Маслов А.В., Гареев Э.З. (1999) Петрохимические особенности позднедокембрийских осадочных ассоциаций Башкирского мегантиклинория. Литология и полез. ископаемые, (1), 78-91.
  25. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2023а) Индексы химического выветривания и их использование для палеоклиматических реконструкций (на примере разреза венда‒нижнего кембрия Подольского Приднестровья). Литология и полез. ископаемые, (3), 249-273. https://doi.org/10.31857/S0024497X22700033
  26. Маслов А.В., Подковыров В.Н. (2023б) Интенсивность химического выветривания в позднем докембрии: новые данные по стратотипу рифея (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 31(2), 109-124. https://doi.org/10.31857/S0869592X23020060
  27. Маслов А.В., Гареев Э.З., Крупенин М.Т., Демчук И.Г. (1999) Тонкая алюмосиликокластика в верхнедокембрийском разрезе Башкирского мегантиклинория (к реконструкции условий формирования). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 324 с.
  28. Маслов А.В., Гражданкин Д.В., Гой Ю.Ю. (2013) Примитивные палеопочвы в разрезах зильмердакской свиты (текстурный и литогеохимический аспекты). Литосфера, (2), 45-64.
  29. Маслов А.В., Ерохин Е.В., Гердес А., Ронкин Ю.Л., Иванов К.С. (2018) Первые результаты U-Pb LA-ICP-MSизотопного датирования обломочных цирконов из аркозовых песчаников бирьянской подсвиты зильмердакской свиты верхнего рифея (Южный Урал). Докл. АН, 482(5), 558-561. https://doi.org/10.31857/S086956520002995-7
  30. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З. (2003) Литологические, литохимические и геохимические индикаторы палеоклимата (на примере рифея Южного Урала). Литология и полез. ископаемые, (5), 427-446.
  31. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Анфимов Л.В. (2001) Рифей западного склона Южного Урала (классические разрезы, седиментои литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, Т. I. 351 с.; Т. II. 134 с.; Т. III. 130 с.; Т. IV. 103 с.
  32. Маслов А.В., Кузнецов А.Б., Крамчанинов А.Ю., Шпакович Л.В., Гареев Э.З., Подковыров В.Н., Ковалев С.Г. (2022) Источники сноса верхнедокембрийских глинистых пород Южного Урала: результаты геохимических и Sm-Nd изотопно-геохимических исследований. Стратиграфия. Геол. корреляция, 30(1), 33-54. https://doi.org/10.31857/S0869592X22010045
  33. Маслов А.В., Оловянишников В.Г., Ишерская М.В. (2002) Рифей восточной, северо-восточной и северной периферии Русской платформы и западной мегазоны Урала: литостратиграфия, условия формирования и типы осадочных последовательностей. Литосфера, (2), 54-95.
  34. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Граунов О.В. (2016) Изменения палеоклимата в позднем докембрии (по данным изучения верхнедокембрийского разреза Южного Урала). Литология и полез. ископаемые, (2), 129-149. https://doi.org/10.7868/S0024497X16020051
  35. Нижний рифей Южного Урала (1989) (Отв. ред. М.А. Семихатов). М.: Наука, 208 с.
  36. Овчинникова Г.В., Васильева И.М., Семихатов М.А. (2000) Возможности Pb-Pb датирования карбонатных пород с открытыми U-Pb системами: миньярская свита стратотипа верхнего рифея, Южный Урал. Стратиграфия. Геол. корреляция, 8(6), 3-19.
  37. Овчинникова Г.В., Васильева Г.В., Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Горохов И.М., Гороховский Б.М., Левский Л.К. (1998) U-Pb систематика протерозойских карбонатных пород: инзерская свита уральского стратотипа рифея (Южный Урал). Стратиграфия. Геол. корреляция, 6(4), 20-31.
  38. Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Гороховский Б.М., Маслов А.В. (2013) Pb-Pb возраст и Sr-изотопная характеристика среднерифейских фосфоритовых конкреций: зигазино-комаровская свита Южного Урала. Докл. АН, 451(4), 430-434. https://doi.org/10.7868/S0869565213220209
  39. Парначев В.П. (1988) Магматизм и осадконакопление в позднедокембрийской истории Южного Урала. Автореф. дисс докт. геол.-мин. наук. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 33 с.
  40. Парначев В.П. (1987) Фтор и хлор в позднедокембрийских осадочных породах Башкирского мегантиклинория в связи с вопросами их седиментации. Геохимия вулканических и осадочных пород Южного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 35-46.
  41. Подковыров В.Н., Гареев Э.З. (1995) Эволюция составов терригенных пород юрматинской серии рифея Южного Урала. Геологическое изучение и использование недр. Научно-техн. информ. сб. Вып. 1. М.: АОЗТ “Геоинформмарк”, 25-36.
  42. Пучков В.Н. (2005) Эволюция литосферы: от Печорского океана к Тиманскому орогену, от Палеоуральского океана к Уральскому орогену. Проблемы тектоники Центральной Азии. М.: ГЕОС, 309-342.
  43. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.
  44. Пучков В.Н. (2018) Плюмы – новое слово в геологии Урала. Литосфера, 18(4), 483-499.
  45. Ронов А.Б. (1993) Стратисфера, или осадочная оболочка Земли (количественное исследование). М.: Наука, 144 с.
  46. Савенко В.С. (2006) Химический состав взвешенных наносов рек мира. М.: ГЕОС, 174 с.
  47. Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Чумаков Н.М. (2015) Изотопный возраст границ общих стратиграфических подразделений верхнего протерозоя (рифея и венда) России: эволюция взглядов и современная оценка. Стратиграфия. Геол. корреляция, 23(6), 16-27. https://doi.org/10.7868/S0869592X15060083
  48. Стратиграфический кодекс России (2019) (Отв. ред. А.И. Жамойда). СПб.: ВСЕГЕИ, 96 с.
  49. Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология (1983) (Отв. ред. Б.М. Келлер, Н.М. Чумаков). М.: Наука, 184 с.
  50. Сульман А.М., Демчук И.Г. (1978) Глинистые минералы в рифейских осадочных отложениях Башкирского мегантиклинория. Докембрийские толщи Башкирского мегантиклинория на Урале и их металлогения. Свердловск: УНЦ АН СССР, 16-24.
  51. Сульман А.М., Демчук И.Г., Петрищева В.Г. (1974) Новые данные о минеральном составе глинистых сланцев бакальской свиты на Южном Урале. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 122, 26-27.
  52. Формирование земной коры Урала (1986) (Отв. ред. С.Н. Иванов, С.Г. Самыгин). М.: Наука, 248 с.
  53. Широбокова Т.И. (1992) Стратиформное полиметаллическое и баритовое оруденение Урала. Свердловск: УрО РАН, 137 с.
  54. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000) Основы литохимии. СПб.: Наука, 479 с.
  55. Bartley J.K., Khan L.C., McWilliams J.L., Stagner A.F. (2007) Carbon isotope chemostratigraphy of the Middle Riphean type section (Avzyan Formation, Southern Urals, Russia): signal recovery in a fold-and-thrust belt. Chem. Geol., 237, 211-232. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2006.06.018
  56. Bayon G., Toucanne S., Skonieczny C., Andre L., Bermell S., Cheron S., Dennielou B., Etoubleau J., Freslon N., Gauchery T., Germain Y., Jorry S.J., Menot G., Monin L., Ponzevera E., Rouget M.-L., Tachikawa K., Barrat J.A. (2015) Rare earth elements and neodymium isotopes in world river sediments revisited. Geochim. Cosmochim. Acta, 170, 17-38. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.08.001
  57. Bolnar R., Kamber B.S., Moorbath S., Whitehouse M.J., Collerson K.D. (2005) Chemical characterization of earth’s most ancient clastic metasediments from the Isua Greenstone Belt, southern West Greenland. Geochim. Cosmochim. Acta, 69, 1555-1573. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.09.023
  58. Bouchez J., Gaillardet J., France-Lanord C., Maurice L., Dutra-Maia P. (2011) Grain size control of river suspended sediment geochemistry: clues from Amazon River depth profiles. Geochem. Geophys. Geosyst., 12, Q03008. https://doi.org/10.1029/2010GC003380
  59. Dinis P.A., Garzanti E., Hahn A., Vermeesch P., CabralPinto M. (2020) Weathering indices as climate proxies. A step forward based on Congo and SW African river muds. Earth-Science Rev., 201, 103039. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103039
  60. Gaillardet J., Dupré B., Allègre C.J. (1999) Geochemistry of large river suspended sediments: silicate weathering or recycling tracer? Geochim. Cosmochim. Acta, 63, 40374051. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00307-5
  61. Gaillardet J., Viers J., Dupré B. (2003) Trace elements in river waters. Treatise on Geochemistry. Vol. 5. (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford: Pergamon, 225-272. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/05165-3
  62. Garzanti E., Padoan M., Setti M., López-Galindo A., Villa I.M. (2014) Provenance versus weathering control on the composition of tropical river mud (southern Africa). Chem. Geol., 366, 61-74. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.12.016
  63. Garzanti E., Padoan M., Setti M., Peruta L., Najman Y., Villa I.M. (2013) Weathering geochemistry and Sr-Nd isotope fingerprinting of equatorial upper Nile and Congo muds. Geochem. Geophys. Geosyst., 14, 292-316. https://doi.org/10.1002/ggge.20060
  64. Garzanti E., Vermeesch P., Vezzoli G., Ando S., Botti E., Limonta M., Dinis P., Hahn A., Baudet D., De Grave J., Yaya N.K. (2019) Congo River sand and the equatorial quartz factory. Earth-Science Rev., 197, 102918. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.102918
  65. Kronberg B.I., Nesbitt H.W., Fyfe W.S. (1987) Mobilities of alkalis, alkaline earths and halogens during weathering. Chem. Geol., 60, 41-49. https://doi.org/10.1016/0009-2541(87)90108-2
  66. Kuznetsov A.B., Bekker A., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Vasilyeva I.M. (2017) Unradiogenic strontium and moderate-amplitude carbon isotope variations in early Tonian seawater after the assembly of Rodinia and before the Bitter Springs Excursion. Precambrian Res., 298, 157-173. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2017.06.011
  67. Nesbitt H.W., Young G.M. (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 299, 715-717. https://doi.org/10.1038/299715a0
  68. Nesbitt H.W., Markovics G., Price R.C. (1980) Chemical processes affecting alkalis and alkali earths during continental weathering. Geochim. Cosmochim. Acta, 44, 1659-1666. https://doi.org/10.1016/0016-7037(80)90218-5
  69. Parker A. (1970) An index of weathering for silicate rocks. Geol. Mag., 107, 501-504. https://doi.org/10.1017/S0016756800058581
  70. Rudnick R.L., Gao S. (2014) Composition of the Continental Crust. Treatise on Geochemistry. 2nd ed. Vol. 4. (Ed. by H.D. Holland, K.K. Turekian). Oxford: Elsevier, 1-51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6
  71. 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, 312 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Maslov A.N.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».