научная статья по теме ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ C, O И SR В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ КАРБОНАТАХ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПАТОМСКОГО ПАЛЕОБАССЕЙНА, ЮГ СРЕДНЕЙ СИБИРИ Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ C, O И SR В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ КАРБОНАТАХ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПАТОМСКОГО ПАЛЕОБАССЕЙНА, ЮГ СРЕДНЕЙ СИБИРИ»

УДК 546:027(42)+551.7(8)

ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ C, O И Sr В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ КАРБОНАТАХ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПАТОМСКОГО ПАЛЕОБАССЕЙНА, ЮГ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

© 2015 г. Б. Г. Покровский, М. И. Буякайте

Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;

E-mail: pokrov@ginras.ru Поступила в редакцию 16.01.2014 г.

Разброс значений 513С (—11.6...8.4%о) и последовательность изотопно-углеродных событий в вендских карбонатах юго-западной части Патомского палеобассейна (р.р. Витим, Большая Чуя и Чая) сходны с установленными ранее в опорных северо-восточных разрезах. Умеренно низкими значениями 813С (—7.4...—5.1%о) характеризуются доломиты, венчающие гляциогенные диамиктиты джемкуканской свиты (cap dolomite) и ультранизкими 813С (до —11.9%о) — известняки, мергели и известковистые алевролиты жуинской серии (никольской и ченчинской свит), сопоставляемой с событием "Шурам-Вонока" (580—560 млн лет). Разделяет интервалы с отрицательными значениями 513С положительный экскурс 813С (большая часть баракунской, валюхтинская, улунтуйская свиты) с экстремумом до 8.4%е. Еще один положительный экскурс (813С до 6.1%е) установлен в доломитовой пачке, залегающей между известняками ченчинской свиты и песчаниками жербинской свиты на р.р. Витим и Большая Чуя; в северо-восточных разрезах Патомского комплекса он попадает на перерыв, но присутствует на близком уровне (~550 млн лет) во многих разрезах Китая, Омана, Намибии, Австралии и др. районов. Ультра высокие значения 813С (11.7.15.2%) обнаружены в ~150-метровой толще "углистых" карбонатов в Локатыкском блоке на р. Большая Чуя, относимых к баракунской свите, по-видимому, ошибочно. Такие карбонаты, возможно маркирующие пик неопротерозойской аноксии, не известны среди вендских (эдиакарских) толщ, но описаны ранее в отложениях с предполагаемым возрастом 720—650 млн лет в серии Бамбуи на востоке Бразилии и формации Кил неопротерозойского комплекса Вандермее на северо-западе Канады. Разброс величин 318О в изученных карбонатах (6.3.28.5%) обусловлен, главным образом, постседиментационными преобразованиями. Общая корреляция 518О и 513С отсутствует; на ограниченных интервалах она может иметь как положительный, так и отрицательный знак, что свидетельствует об отсутствии единого механизма, контролирующего поведение О- и С- изотопных систем. Минимальное отношение 87Sr/86Sr = 0.7084 в основном хемостратиграфическом маркере — ченчинской свите на крайнем западе (р. Чая) существенно не отличается от значений 87Sr/86Sr в ченчинской свите северо-восточных разрезов, что подтверждает гидрологическое единство Патомского палеобассейна. Минимальное отношение 87Sr/86Sr в карбонатах улунтуйской свиты Чайского разреза (0.70815), однако, заметно ниже, чем в карбонатах улунтуйской свиты в стратотипической местности (0.70842) [Kuz-netsov et al., 2013], что вызывает сомнения в существовании корреляции между этими стратиграфическими подразделениями.

DOI: 10.7868/S0024497X15010048

С запада, севера и востока Байкало-Патомское нагорье окружено широкой дугой неопротерозойских отложений, которые были сформированы в обширном палеобассейне, представлявшим собой, согласно современным геодинамическим реконструкциям, залив Палеосибирского океана [Хоментовский, Постников, 2002; Хераскова и др., 2010]. На протяжении длительного времени этот район является объектом пристального внимания геологов, рассматривающих его как один из опорных для стратиграфии позднего докембрия Сибири [Чумаков, 1956; Бобров, 1964; 1979; Опорные..., 1972; Салоп, 1972; Хоментовский,

Кочнев, 1998; Хоментовский и др., 2004; Чумаков и др., 2013].

В последнее время, наряду с традиционными для геологии вопросами стратиграфического расчленения, возраста и корреляции неопротерозойских отложений Байкальской горной области, добавились проблемы, касающиеся природы и стратиграфического значения изотопно-углеродных аномалий, обнаруженных в неопротерозойских карбонатах не только Патомского палеобассейна [Покровский, Герцев, 1993; Покровский и др., 2006а, б; 2010; Melezhik et al., 2005; 2009], но и многих других районах [Kaufman, Knoll, 1995;

Jacobsen, Kaufman, 1999; Calver, 2000; Семихатов и др., 2004; Le Guerroue et al., 2006; Cozzi Melezhik et al., 2005; 2009; Misi et al., 2006; Fike et al., 2006; Zhou, Xiao, 2007; Zhu et al., 2007 a; 2007b; Shields, 2005; Hoffman, Li, 2009; Le Guerroue, Cozzi, 2010; Halverson et al., 2010; Летникова и др., 2011; Вишневская, Летникова, 2013]. По масштабам некоторые из этих аномалий не имеют аналогов не только среди отложений фанерозоя, но и раннего докембрия, когда происходило становление кислородной атмосферы и связанного с ней глобального углеродного цикла.

Наряду с изотопным составом стронция, изотопный состав углерода в осадочных карбонатах с успехом используется в глобальной корреляции неопротерозойских отложений [Halverson et al., 2005; 2010; Halverson, Shields-Zhou, 2011]. Вместе с тем, причины исключительно сильных флюкту-аций изотопного состава углерода в неопротерозойских карбонатах еще не ясны, а амплитуда поздне-вендской отрицательной изотопно-углеродной аномалии, получившей название "событие Шурам-Вонока", столь велика, что целый ряд геохимиков отрицают ее первичную природу и связывают с постседиментационными преобразованиями [Виноградов, 2008; Knauth, Kennedy, 2009; Derry, 2010; Schrag et al., 2013].

Изотопный состав углерода, кислорода и стронция в разрезах северо-западной части Патомского прогиба изучен достаточно детально [Сочава и др., 1996; Pelechaty, 1999; Покровский и др., 2006а, 2006б; 2010; Melezhik et al., 2009]. В предлагаемой статье рассматриваются результаты изучения геохимии изотопов в разрезах центральной и западной части Патомской дуги, вскрываемой реками Витим, Большая Чуя и Чая. Обсуждается изотопная корреляция разрезов, расположенных на сопредельных территориях, а также проблемы генезиса карбонатов с аномальными изотопными характеристиками.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Типовой разрез патомского комплекса. В начале краткого геологического очерка напомним основные черты строения опорных разрезов северовосточной части Патомского палеобассейна, где изотопные исследования были проведены ранее.

Наиболее мощные и представительные разрезы Патомского комплекса располагаются в пределах Уринского поднятия (р.р. Лена, Ура, Большой Патом) и на восточном склоне Патомского нагорья (бассейн р. Жуи), где, по-видимому, располагалась самая глубокая часть Патомского па-леобассейна. В обширной литературе, посвященной геологическому строению территории [Чумаков, 1959; Бобров, 1964, 1979; Опорные... 1972;

Дольник, Воронцова, 1974; Шенфиль, 1991; Иванов и др., 1995; Салоп, 1964, Хоментовский, Коч-нев, 1998; Хоментовский и др., 2004; Чумаков и др., 2007, 2013], существуют некоторые расхождения, касающиеся стратиграфического расчленения и номенклатуры серий и свит, объединяемых в Патомский комплекс. В данной статье мы будем придерживаться схемы представленной в работах [Иванов и др., 1995; Чумаков и др., 2013], в которых патомский комплекс расчленен на 3 серии (снизу вверх): балаганахскую, подразделяемую на харлуктахскую, хайвергинскую, бугарих-тинскую и мариинскую свиты; дальнетайгинскую, включающую большепатомскую, баракунскую и валюхтинскую свиты (в некоторых разрезах разделяемую на уринскую и каланчевскую свиты) и жуинскую, которая объединяет никольскую и ченчинскую свиты. Выше располагаются жер-бинская и тиновская свиты, которые предложено объединять в трехверстную серию [Чумаков и др., 2013].

Карбонатные породы, которые могут быть использованы в целях хемостратиграфии, слагают мариинскую свиту мощностью в стратотипе на р. Жуе около 650 м, большую часть баракунской свиты мощностью 700—800 м, верхнюю часть ва-люхтинской свиты, на Уринском поднятии выделяемую в самостоятельную каланчевскую свиту мощностью около 500 м и жуинскую серию практически в полном объеме. В небольшом количестве карбонатный материал содержат также алевролиты, слагающие нижнюю часть валюхтинской свиты, выделяемую на Уринском поднятии в уринскую свиту.

Важнейшим маркирующим горизонтом патомского комплекса являются ледниковые отложения большепатомской (джемкуканской) свиты, сопоставляемые с гляциопериодом Мари-но (650—635 млн лет), которым в зарубежных схемах завершается криогений, а в российской начинается венд [Покровский и др., 2006 а; Чумаков и др., 2007, 2013; СИишакоу й а1., 2011а]. Высказывалось предположение [Советов, Чигвинцева, 2009; Чумаков и др., 2007], что нижняя часть бала-ганахской серии, сложенная почти исключительно терригенными породами — конгломератами, песчаниками, алевритовыми и глинистыми сланцами, соответствует стертскому гляциопериоду, однако радиоизотопные датировки, подтверждающие это предположение, отсутствуют.

Граница венда и кембрия в Патомском па-леобассейне точно не установлена. Ранее [Чумаков, 1959, Салоп, 1964] нижняя граница кембрия проводилась по подошве перекрывающей чен-чинскую жербинской свиты, однако в дальнейшем жербинская свита была отнесена к венду [Решения ..., 1983]. Сложена жербинская свита, мощность которой колеблется от 200 до 500 м, в

основном кварцевыми песчаниками, в верхней части разреза обогащенных карбонатным материалом.

Между известняками ченчинской свиты и песчаниками жербинской свиты на Уринском поднятии залегает доломитовая пачка мощностью 30—35 м, которую ранее относили к жербинской свите, так как между этой пачкой и известняками ченчинской свиты отмечались следы перерыва неясной продолжительности [Чумаков, 1959; Опорные., 1972; Бобров, 1979; Решения., 1983; Шенфиль, 1991]. В дальнейшем, однако между доломитами и вышележащими песчаниками также были обнаружены следы размыва, и эту пачку стали относить к ченчинской свите [Ре1есИа1у, 1998; Хоментовский и др., 2004; Чумаков и др., 2013]. В разрезах на р.р. Витим и Большая Чуя мощность этой доломитовой пачки увеличивается до 150—200 м и она резко отличается от нижележащих отложений жуинской серии по изотопным характеристикам и, следовательно, по условиям седиментации. Поэтому в данной статье за ней сохранено название ж

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»