Geochemia klastycznych osadów ordowiku i syluru ze strefy Koszalin–Chojnice i zachodniej części basenu bałtyckiego

Krzemiński, L.; Poprawa, P.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Geochemia klastycznych osadów ordowiku i syluru ze strefy Koszalin–Chojnice i zachodniej części basenu bałtyckiego

Autorzy

Krzemiński L. , Poprawa P.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.pgi.gov.pl/oferta-inst/wydawnictwa/serie-wydawnicze/prace-pig.html

Identyfikatory

Warianty tytułu

Geochemistry of the Ordovician and Silurian clastic sediments of the Koszalin-Chojnice zone and the western Baltic Basin (N Poland)

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono wyniki badań geochemicznych drobnoziarnistych skał klastycznych ordowiku i syluru ze strefy Koszalin–Chojnice i zachodniej części basenu bałtyckiego, których materiał detrytyczny dostarczany był z obszarów źródłowych położonych na zachód od analizowanych stref. Zróżnicowanie warunków depozycji i wczesnej diagenezy osadów ordowiku i syluru (z wyjątkiem wenloku) wskazuje, że oba obszary reprezentują różne strefy facjalne tego samego basenu: strefa Koszalin–Chojnice proksymalną, a basen bałtycki bardziej dystalną część zbiornika, będącego kaledońskim basenem przedgórskim. Sukcesje osadowe ordowiku strefy Koszalin–Chojnice i basenu bałtyckiego prawdopodobnie nie były zasilane przez te same obszary źródłowe. Ujednolicenie sygnału geochemicznego w obu obszarach, które nastąpiło na przełomie ordowiku i syluru, wiązało się z kaledońską kolizyjną konwergencją. W sylurze obie domeny zajmowały podobną pozycję paleogeograficzną. Całkowita zawartość pierwiastków ziem rzadkich w obydwu sukcesjach jest wyższa niż w PAAS, ale normalizowane do chondrytu charakterystyki wykazują typowe dla PAAS wzbogacenie w LREE, płaski przebieg w zakresie HREE i silną anomalię ujemną Eu. Takie charakterystyki świadczą o dominującej roli starej, górnej skorupy kontynentalnej w obszarach źródłowych, mających charakter krawędzi pasywnej. Problematyczny jest natomiast udział młodego, zdyferencjowanego łuku magmowego, rozwiniętego na skorupie kontynentalnej. Różne charakterystyki ordowickiego detrytusu strefy Koszalin–Chojnice oraz strefy Rugii pozwalają przypuszczać, że obie te domeny były w tym czasie paleogeograficznie względnie odległe. Wyraźne jest natomiast geochemiczne pokrewieństwo osadów sylurskich basenu bałtyckiego i strefy Koszalin–Chojnice z równowiekowymi utworami bloku małopolskiego i jednostki łysogórskiej.

The geochemistry of the Ordovician and Silurian fine-grained sediments from Western Pomerania is discussed to contribute on both provenance affinity and syn- to post-depositional environments. Contrasting Co, Mn and S abundances, as well as Ce/Ce* values, indicate that the Koszalin - Chojnice zone represented proximal, while Baltic Basin distal part of a flexural foredeep basin developed in front of the Caledonian collision zone. The distribution of major, rare-earth and trace elements in the sediments of both the domains is close to the average composition of the post-Archean Australian shale, i.e. of fine-grained sediments derived from the old upper continental crust. During the Ordovician the Baltic Basin and the Koszalin - Chojnice zone were not fed by the same source areas. The provenance signal for these areas became uniform during the Silurian, which is related here to Caledonian collisional convergence. The close geochemical affinity of the Silurian successions from the Baltic Basin, Małopolska block and Łysogóry unit documents the existence of geotectonically related Caledonian collisional zones to the west of Baltica. Clearly diverse characteristics of the Ordovician successions from the Koszalin-Chojnice and Rügen zones point to different palaeogeographical position of both the areas.

Słowa kluczowe

proweniencja materiału detrytycznego diageneza geochemia ordowik sylur strefa Koszalin–Chojnice basen bałtycki

Baltic Basin diagenesis geochemistry Koszalin-Chojnice zone Ordovician provenance Silurian

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

Rocznik

2006

Tom

T. 186

Strony

123--148

Opis fizyczny

Bibliogr. 59 poz.

Twórcy

autor

Krzemiński L.

leszek.krzeminski@pgi.gov.pl

Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Poprawa P.

l.pawel.poprawa@pgi.gov.pl

Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Bibliografia

1. Bau, M., Koschinsky, A., Dulski, P., & Hein, J. R. (1996). Comparison of the partitioning behaviours of yttrium, rare earth elements, and titanium between hydrogenetic marine ferromanganese crusts and seawater. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 60(10), 1709-1725. doi:10.1016/0016-7037(96)00063-4
2. Bednarczyk, W. (1974). The Ordovician in the Koszalin-Chojnice region (Western Pomerania). Acta Geol.Pol., 24(4), 581-600.
3. Beier, H., Maletz, J., & Böhnke, A. (2000). Development of an early Palaeozoic foreland basin at the SW margin of Baltica. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 218(1-2), 129-152. doi:10.1127/njgpa/218/2000/129
4. Bhatia, M. R. (1985). Rare earth element geochemistry of Australian Paleozoic graywackes and mudrocks: Provenance and tectonic control. Sedimentary Geology, 45(1-2), 97-113. doi:10.1016/0037-0738(85)90025-9
5. Condie, K. C. (1991). Another look at rare earth elements in shales. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 55(9), 2527-2531. doi:10.1016/0016-7037(91)90370-K
6. Cruse, A. M., Lyons, T. W., & Kidder, D. L. (2000). Rare-earth element behavior in phosphates and organic-rich host shales: An example from the upper carboniferous of midcontinent North America. marine authigenesis: From global to microbial. Marine Authigenesis: From Global to Microbial, 66, 445-453.
7. Dadlez, R. (1978). Podpermskie kompleksy skalne w strefie Koszalin-Chojnice. Kwart.Geol., 22(2), 269-301.
8. Dadlez, R. (2000). Pomeranian caleonides (NW Poland), fifty years of controversies: A review and a new concept. Geological Quarterly, 44(3), 221-236.
9. Elderfield, H., Hawkesworth, C. J., Greaves, M. J., & Calvert, S. E. (1981). Rare earth element geochemistry of oceanic ferromanganese nodules and associated sediments. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 45(4), 513-528. doi:10.1016/0016-7037(81)90184-8
10. Elderfield, H., Upstill-Goddard, R., & Sholkovitz, E. R. (1990). The rare earth elements in rivers, estuaries, and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 54(4), 971-991. doi:10.1016/0016-7037(90)90432-K
11. Force, E. R., & Cannon, W. F. (1988). Depositional model for shallow- marine manganese deposits around black shale basins. Economic Geology, 83(1), 93-117. doi:10.2113/gsecongeo.83.1.93
12. Gendron, A., Silverberg, N., Sundby, B., & Lebel, J. (1986). Early diagenesis of cadmium and cobalt in sediments of the laurentian trough. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 50(5), 741-747. doi:10.1016/0016-7037(86)90350-9
13. Giese, U., & Köppen, S. (2001). Detrital record of early Palaeozoic and Devonian clastic sediments at the southwestern border of the fennoscandian shield - provenance signals for a caledonian geodynamic evolution. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 215-251.
14. Giese, U., Walter, R., & Katzung, G. (1994). Detrital composition of Ordovician sandstones from the Rügen boreholes: Implications for the evolution of the tornquist ocean. Geologische Rundschau, 83(2), 293-308. doi:10.1007/BF00210546
15. Gobeil, C., Macdonald, R. W., & Sundby, B. (1997). Diagenetic separation of cadmium and manganese in suboxic continental margin sediments. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 61(21), 4647-4654. doi:10.1016/S0016-7037(97)00255-X
16. Graybeal, A. L., & Heath, G. R. (1984). Remobilization of transition metals in surficial pelagic sediments from the eastern pacific. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 48(5), 965-975. doi:10.1016/0016-7037(84)90188-1
17. Herron, M. M. (1988). Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data. Journal of Sedimentary Petrology, 58(5), 820-829.
18. Hoskin, P. W. O., Kinny, P. D., Wyborn, D., & Chappell, B. W. (2000). Identifying accessory mineral saturation during differentiation in granitoid magmas: An integrated approach. Journal of Petrology, 41(9), 1365-1396. doi:10.1093/petrology/41.9.1365
19. Huckriede, H., & Meischner, D. (1996). Origin and environment of manganese-rich sediments within black-shale basins. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 60(8), 1399-1413. doi:10.1016/0016-7037(96)00008-7
20. Jachowicz, M. (2000). Acritarch assemblages from the Silurian Pomeranian caledonides and their foreland. Kwartalnik Geologiczny, 44(3), 317-331.
21. Jaeger, H. (1967). Ordoviz auf Rügen. datierung und vergleich mit anderen gebieten. Ber.Dtsch.Ges.Geol.Wiss., A, 12(1-2), 165-176.
22. Jaworowski, K. (2000). Facies analysis of the Silurian shale-siltstone succession in Pomerania (Northern Poland). Geological Quarterly, 44(3), 297-315.
23. Jaworowski, K. (1971). Sedimentary structures of the Upper Silurian siltstones in the Polish lowlands. Acta Geol.Pol., 21(4), 519-571.
24. Katzung, G. (2001). The Caledonides at the southern margin of the east European craton. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 3-53.
25. Katzung, G., Giese, U., Walter, R., & Von Winterfeld, C. (1993). The Rügen caledonides, northeast Germany. Geological Magazine, 130(5), 725-730. doi:10.1017/S0016756800021038
26. Kidder, D. L., Krishnaswamy, R., & Mapes, R. H. (2003). Elemental mobility in phosphatic shales during concretion growth and implications for provenance analysis. Chemical Geology, 198(3-4), 335-353. doi:10.1016/S0009-2541(03)00036-6
27. Kozłowski, W., Domańska, J., Nawrocki, J., & Pecskay, Z. (2004). The provenance of the upper silurian greywackes from the holy cross mountains (Central Poland). Pol.Tow.Miner., Pr.Spec., 24, 251-254.
28. Kremling, K. (1983). The behavior of zn, cd, cu, ni, co, fe, and mn in anoxic baltic waters. Marine Chemistry, 13(2), 87-108. doi:10.1016/0304-4203(83)90019-1
29. Lazauskiene, J., Stephenson, R., Šliaupa, S., & Van Wees, J. -. (2002). 3-D flexural modelling of the silurian baltic basin. Tectonophysics, 346(1-2), 115-135. doi:10.1016/S0040-1951(01)00231-1
30. McLennan, S. M. (2019). Rare earth elements in sedimentary rocks: Influence of provenance and sedimentary processes. Geochemistry and mineralogy of rare earth elements (pp. 169-200)
31. McLennan, S. M., Hemming, S., McDaniel, D. K., & Hanson, G. N. (1993). Geochemical approaches to sedimentation, provenance, and tectonics doi:10.1130/SPE284-p21
32. McLennan, S. M., Taylor, S. R., McCulloch, M. T., & Maynard, J. B. (1990). Geochemical and NdSr isotopic composition of deep-sea turbidites: Crustal evolution and plate tectonic associations. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 54(7), 2015-2050. doi:10.1016/0016-7037(90)90269-Q
33. Mills, R. A., Wells, D. M., & Roberts, S. (2001). Genesis of ferromanganese crusts from the TAG hydrothermal fields. Chemical Geology, 176(1-4), 283-293. doi:10.1016/S0009-2541(00)00404-6
34. Modliński, Z. (1982). Rozwój litofacjalny i paleotektoniczny ordowiku na obszarze platformy prekambryjskiej w Polsce. Pr.Inst.Geol., 102, 1-66.
35. Murray, R. W., Buchholtz Ten Brink, M. R., Gerlach, D. C., Russ III, G. P., & Jones, D. L. (1991). Rare earth, major, and trace elements in chert from the franciscan complex and monterey group, California: Assessing REE sources to fine-grained marine sediments. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 55(7), 1875-1895. doi:10.1016/0016-7037(91)90030-9
36. Nagender Nath, B., Roelandts, I., Sudhakar, M., Plüger, W. L., & Balaram, V. (1994). Cerium anomaly variations in ferromanganese nodules and crusts from the Indian Ocean. Marine Geology, 120(3-4), 385-400. doi:10.1016/0025-3227(94)90069-8
37. Nesbitt, H. W., MacRae, N. D., & Kronberg, B. I. (1990). Amazon deep-sea fan muds: Light REE enriched products of extreme chemical weathering. Earth and Planetary Science Letters, 100(1-3), 118-123. doi:10.1016/0012-821X(90)90180-6
38. Podhalańska, T., & Modliński, Z. (2006). Stratigraphy and facies characteristics of the Ordovician and Silurian deposits of the Koszalin-Chojnice zone; similarities and differences to the western margin of the east European craton and Rügen area. [Stratygrafia a wykształcenie facjalne osadów ordowiku i syluru strefy Koszalin-Chojnice; podobieństwa i różnice z obszarami zachodniej krawędzi kratonu wschodnioeuropejskiego i Rugii] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 39-78.
39. Poprawa, P. (2006). Development of the caledonian collision zone along the western margin of Baltica and its relation to the foreland basin. [Rozwój Kaledońskiej strefy kolizji wzdłuż zachodniej krawędzi Baltiki oraz jej relacje do basenu przedpola] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 189-214.
40. Poprawa, P., Paszkowski, M., Fanning, M. C., Pécskay, Z., Nawrocki, J., & Sikorska, M. (2006). Geochronological characteristics of source areas for the Lower Palaeozoic sediments from the NW east European craton and Koszalin-Chojnice zone; dating of detrital mica (K/Ar) and zircon (U/Pb SHRIMP). [Charakterystyka geochronologiczna obszarów źródłowych dla dolnopaleozoicznych utworów z NW kratonu wschodnioeuropejskiego oraz strefy Koszalin-Chojnice; datowania detrytycznych łyszczyków (K/Ar) i cyrkonów (U/Pb SHRIMP)] Prace - Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 149-164.
41. Poprawa, P., Šliaupa, S., Stephenson, R., & Lazauskiene, J. (1999). Late Vendian-early Palaeozoic tectonic evolution of the Baltic Basin: Regional tectonic implications from subsidence analysis. Tectonophysics, 314(1-3), 219-239. doi:10.1016/S0040-1951(99)00245-0
42. Quinby-Hunt, M. S., & Wilde, P. (1991). The provenance of low-calcic black shales. Mineralium Deposita, 26(2), 113-121. doi:10.1007/BF00195257
43. Quinby-Hunt, M. S., & Wilde, P. (1994). Thermodynamic zonation in the black shale facies based on iron-manganese-vanadium content. Chemical Geology, 113(3-4), 297-317. doi:10.1016/0009-2541(94)90072-8
44. Raiswell, R., & Berner, R. A. (1986). Pyrite and organic matter in phanerozoic normal marine shales. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 50(9), 1967-1976. doi:10.1016/0016-7037(86)90252-8
45. Rantitsch, G., Melcher, F., Meisel, T., & Rainer, T. (2003). Rare earth, major and trace elements in Jurassic manganese shales of the northern calcareous Alps: Hydrothermal versus hydrogenous origin of stratiform manganese deposits. Mineralogy and Petrology, 77(1-2), 109-127. doi:10.1007/s00710-002-0197-0
46. Rudnick, R. L., & Fountain, D. M. (1995). Nature and composition of the continental crust: A lower crustal perspective. Reviews of Geophysics, 33(3), 267-309. doi:10.1029/95RG01302
47. Samuelsson, J., Vecoli, M., Bednarczyk, W. S., & Verniers, J. (2002). Timing of the Avalonia-Baltica plate convergence as inferred from palaeogeographic and stratigraphic data of chitinozoan assemblages in west Pomerania, northern Poland doi:10.1144/GSL.SP.2002.201.01.05
48. Schovsbo, N. H. (2003). The geochemistry of lower Palaeozoic sediments deposited on the margins of Baltica. Bulletin of the Geological Society of Denmark, 50(1), 11-27.
49. Sholkovitz, E. R. (1988). Rare earth elements in the sediments of the north Atlantic Ocean, Amazon delta, and east China sea: Reinterpretation of terrigenous input patterns to the oceans. American Journal of Science, 288(3), 236-281. doi:10.2475/ajs.288.3.236
50. Sholkovitz, E. R. (1990). Rare-earth elements in marine sediments and geochemical standards. Chemical Geology, 88(3-4), 333-347. doi:10.1016/0009-2541(90)90097-Q
51. Sholkovitz, E. R., Piepgras, D. J., & Jacobsen, S. B. (1989). The pore water chemistry of rare earth elements in buzzards bay sediments. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 53(11), 2847-2856. doi:10.1016/0016-7037(89)90162-2
52. Šliaupa, S. (2002). Rare-earth element geochemistry of Ordovician and Silurian shales in Lithuania: A provenance study. Geologija, 37, 3-19.
53. Szczepanik, Z. (2000). The Ordovician acritarchs of the Pomeranian caleodonides and their foreland - similarities and differences. Geological Quarterly, 44(3), 275-295.
54. Takematsu, N., Sato, Y., & Okabe, S. (1984). The formation of todorokite and birnessite in sea water pumped from under ground. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 48(5), 1099-1106. doi:10.1016/0016-7037(84)90200-X
55. Taylor, S. R., & McLennan, S. M. (1985). The continental crust: Its composition and evolution. an examination of the geochemical record preserved in sedimentary rocks. The continental crust: Its composition and evolution. an examination of the geochemical record preserved in sedimentary rocks.
56. Teller, L., & Korejwo, K. (1968). Early Paleozoic deposits in the deep substratum of north-western Poland. Acta Geol.Pol., 18(3), 613-619.
57. Thomson, J., Carpenter, M. S. N., Colley, S., Wilson, T. R. S., Elderfield, H., & Kennedy, H. (1984). Metal accumulation rates in northwest Atlantic pelagic sediments. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 48(10), 1935-1948. doi:10.1016/0016-7037(84)90376-4
58. Wilde, P., Quinby-Hunt, M. S., & Erdtmann, B. -. (1996). The whole-rock cerium anomaly: A potential indicator of eustatic sea-level changes in shales of the anoxic facies. Sedimentary Geology, 101(1-2), 43-53. doi:10.1016/0037-0738(95)00020-8
59. Znosko, J. (1965). Problem kaledonidów i granicy platformy prekambryjskiej w Polsce. Biul.Inst.Geol., 188, 5-72.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-31f7a8ba-0e76-47cd-ac7f-1c8ebce41316