научная статья по теме СТРОНЦИЕВАЯ ИЗОТОПНАЯ ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ ВЕРХНЕЮРСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПЛАТО ДЕМЕРДЖИ (ГОРНЫЙ КРЫМ) Геология

Текст научной статьи на тему «СТРОНЦИЕВАЯ ИЗОТОПНАЯ ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ ВЕРХНЕЮРСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПЛАТО ДЕМЕРДЖИ (ГОРНЫЙ КРЫМ)»

СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 5, с. 52-65

УДК 550.42:552.54:551.762.3(477.9)

СТРОНЦИЕВАЯ ИЗОТОПНАЯ ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ ВЕРХНЕЮРСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПЛАТО ДЕМЕРДЖИ (ГОРНЫЙ КРЫМ)

© 2014 г. С. В. Рудько*, А. Б. Кузнецов**, В. К. Пискунов***

*Геологический институт РАН, Москва e-mail: svrudko@gmail.com **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург ***Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 13.02.2013 г., получена после доработки 18.04.2013 г.

Впервые для верхнеюрских карбонатных отложений Горного Крыма (плато Демерджи) получена Sr-хемостратиграфическая характеристика. Материалом для изотопно-геохимического исследования послужили онкоидные, микробиальные и органогенно-детритовые известняки, представляющие мелководные морские микрофации карбонатной платформы. Образцы известняков, использованные для реконструкции изотопной характеристики среды осадконакопления, отобраны на основании геохимических критериев (Mn/Sr < 0.2, Fe/Sr < 1.6 и Mg/Ca < 0.024) и прошли процедуру предварительной обработки в 1N растворе ацетата аммония. Отношение 87Sr/86Sr в наименее измененных образцах увеличивается вверх по разрезу от 0.70701 до 0.70710. Проведена увязка полученных значений 87Sr/86Sr со Sr-изотопной характеристикой белемнитов, представляющих аммонито-вые зоны Pectinatites scitulus—Pavlovia rotunda (зональная шкала Бореальной области) и Hybono-ticeras hybonotum—M. ponti/B. peroni (зональная шкала Тетической области), а также нижнюю часть зоны Dorsoplanites panderi (зональная шкала переходной области Русской платформы). Sr-хемо-стратиграфическая корреляция указывает на раннетитонский возраст отложений восточной части плато Демерджи и ограничивает верхний предел накопления известняков, переотложенных внутри карбонатных брекчий г. Северная Демерджи, концом раннего титона. На основании Sr-изотопных данных рассчитана скорость накопления известняков, которая составляет не менее 0.23 м/1000 лет и является аномально высокой для дочетвертичных карбонатных платформ.

Ключевые слова: Sr-хемостратиграфия, карбонатные микрофации, карбонатная платформа, скорость седиментации, аммонитовые зоны, верхняя юра, Крым.

Б01: 10.7868/80869592Х1405007Х

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на длительную историю изучения геологии Крыма, многие вопросы тектонического строения, палеогеографии и истории формирования его верхнеюрской толщи остаются нерешенными (Архипов и др., 1958; Муратов и др., 1960; Успенская, 1969; Вознесенский и др., 1998; Милеев, Барабошкин, 1999). В первую очередь, это связано с сильной фациальной изменчивостью мощной осадочной толщи в пределах Горного Крыма, что затрудняет литостратиграфические построения, и сложностями биостратиграфического расчленения. В строении верхнеюрской толщи участвуют флишоиды, конгломераты и известняки, их суммарная мощность оценивается в 4—5 км (Муратов и др., 1960). В восточной части Крымских гор верхнеюрские толщи сложены преимущественно флишоидами, а известняки и

конгломераты встречаются здесь в виде отдельных линз с резкими фациальными границами. В западной и центральной частях Крымских гор в составе верхнеюрских отложений преобладают известняки.

Существующие представления о стратиграфии верхнеюрских карбонатных отложений опираются на данные, собранные во время геологической съемки (Успенская, 1969). Е.А. Успенской (1969) была предложена схема расчленения юрских отложений, в которой для верхнеюрского отдела были выделены келловейский, оксфордский, ки-мериджский и титонский ярусы. Тогда же в разрезах мелководных известняков Крымской яйлы было предположено отсутствие верхнекимеридж-ских горизонтов и показано трансгрессивное налегание титона на оксфорд-кимериджские отложения (Успенская, 1969). Для титона было приня-

то двучленное деление, причем верхний подъярус охватывал верхний титон и часть нижнего титона международной шкалы в современном понимании (Gradstein et al., 2012), включая зоны Semifor-miceras semiforme и Semiformiceras fallauxi.

Сложности детального биостратиграфического расчленения верхнеюрских известняков связаны с редкостью находок аммонитов (Аркадьев, Рогов, 2006) в отложениях мелководных карбонатных платформ, что характерно не только для крымских разрезов. Микропалеонтологические исследования верхнеюрских отложений Крыма позволили выделить фораминиферовые зоны (Горбачик, Кузнецова, 1994; Федорова, 2000; Аркадьев и др., 2006). В результате было показано широкое распространение титона—берриаса в известняках Крымской яйлы и кимериджа-берриа-са в районе Ай-Петринской яйлы (Krajewski, Olszewska, 2007). Тем не менее бентосные фора-миниферы фациально зависимы и в глубоководных отложениях обычно переотложены, в связи с чем их корреляция с аммонитовыми зонами неоднозначна. Стратиграфический объем некоторых руководящих таксонов, например Anchispi-rocyclina lusitanica, воспринимается разными исследователями по-разному (Федорова, 2000; Krajewski, Olszewska, 2007).

Время формирования верхнеюрских известняков Крыма может быть уточнено с помощью стронциевой изотопной хемостратиграфии (SIS), независимой по отношению к биостратиграфическому методу. Метод SIS опирается на долговременные вариации отношения 87Sr/86Sr в океане (Burke et al., 1982; Faure, 1982; McArthur, 1994; Veizer et al., 1999). Причиной этих вариаций были изменения в балансе двух главных потоков стронция, поступавшего в океан: континентального с высоким отношением 87Sr/86Sr и мантийного с низким значением этого отношения (Hodell et al., 1989). Высокая скорость перемешивания морских вод, которое происходит в течение нескольких тысяч лет (Faure, 1982; Кузнецов и др., 2012), обеспечивает единообразие отношения 87Sr/86Sr во всем объеме океанов и внутриконтиненталь-ных морей. В результате этого усреднения отношение 87Sr/86Sr было одинаковым в одновозраст-ных морских бассейнах. Карбонатные осадки способны наследовать Sr-изотопные характеристики среды седиментации, а это открывает возможность определять первичное отношение 87Sr/86Sr в древних морских бассейнах и восстанавливать вариации 87Sr/86Sr во времени. Степень сохранности исходных Sr-изотопных характеристик осадочных карбонатов обычно оценивается на основании геохимических критериев (Brand, Veizer, 1980; McArthur, 1994; Горохов, 1996; Кузнецов и др., 2003). Таким образом, Sr-изотопная характеристика неизмененных образцов может

быть использована для корреляции морских карбонатных отложений, уточнения их возраста и скорости седиментации. Метод SIS успешно применяется для решения перечисленных задач в кайнозое (Hodell et al., 1989), мезозое (Jones et al., 1994; Gröcke et al., 2003; Schneider et al., 2009), палеозое (McArthur, 1994; Veizer et al., 1999) и докембрии (Горохов и др., 1995; Кузнецов и др., 2003, 2009; Покровский и др., 2006).

Отношение 87Sr/86Sr в позднемезозойском океане постепенно повышалось от 0.7068 в поздней юре до 0.7075 в середине раннего мела (Jones et al., 1994; Veizer et al., 1999; McArthur et al., 2001). Таким образом, названный временной интервал потенциально благоприятен для определения Sr-изотопной специфики каждого яруса от оксфордского до барремского. Метод SIS позволил успешно провести корреляцию позднемезозой-ских биостратонов Бореальных (Jones et al., 1994), Тетических (Schneider et al., 2009) и переходных областей (Podlaha et al., 1998; Gröcke et al., 2003). В качестве материала-носителя Sr-хемострати-графической информации для мезозойских отложений обычно использовали ростры белемнитов и раковины устриц, сложенные низкомагнезиальным кальцитом и слабо подверженные вторичной перекристаллизации (Jones et al., 1994; Podlaha et al., 1998; Schneider et al., 2009).

В этой работе нами впервые предлагается использовать метод SIS для уточнения возраста верхнеюрских карбонатных отложений Горного Крыма. Объектом исследования выбран карбонатный разрез плато Демерджи, активно изучаемый в последние годы сотрудниками МГУ и ГИН РАН (Барабошкин, Пискунов, 2010; Пискунов и др., 2012а, 2012б). Из-за отсутствия белемнитов и устриц хорошей сохранности, в качестве носителей Sr-хемостратиграфической информации нами использованы образцы известняков. В связи с этим особое внимание уделено литологиче-ским (микрофациальным) и геохимическим характеристикам пород, с целью выбора среди них наименее измененных образцов, сохранивших Sr-изотопную характеристику позднеюрского океана.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СТРАТИГРАФИЯ ИССЛЕДУЕМОГО РАЙОНА

Плато Демерджи располагается в центральной части первой гряды Горного Крыма (рис. 1) между горами Чатыр-Даг на западе, Караби-яйлой на востоке и Долгоруковской яйлой на севере. Верхнеюрские образования плато Демерджи представлены лито логически контрастными конгло-мератовыми и известняковыми отложениями внутри сложной блоково-надвиговой структуры (Пискунов и др., 2012а). Имеющиеся здесь верх-

Рис. 1. Положение района работ на территории Крымского п-ва (а) и упрощенная схема геологического строения плато Демерджи (б).

1 — границы толщ, 2 — вертикальные разрывные нарушения, 3 — надвиги и пологие взбросы. Звездочками обозначены точки привязки образцов. Координаты точек: D101 (44°47'7'' с.ш., 34°26'19'' в.д.), D104 (44°46'49" с.ш., 34°25'19'' в.д.), D106 (44°47'5" с.ш., 34°24'53'' в.д.), Т113 (44°48'25'' с.ш., 34°25'28'' в.д.), D1013 (44°46'15'' с.ш., 34°23'14'' в.д.), 1010 (44°47'19" с.ш., 34°22'53'' в.д.), D1012 (44°46'57'' с.ш., 34°22'42'' в.д.).

неюрские комплексы можно относить к судак-ской и яйлинской сериям (Милеев и др., 2006). Согласно принятой схеме свитного деления они относятся (снизу вверх) к тапшанской, демер-джийской, ялтинской и беденекырской свитам (Пермяков и др., 1991) (рис. 2). Следует отметить, что, ввиду неопределенности возрастной характеристики, сложности надвиговой структуры и неясности критериев свитного расчленения, границы свит и серий (рис. 2) могут быть проведены иначе.

Строение района плато Демерджи более подробно описано в статье Пискунова с соавторами (2012а), которая посвящена проблеме интерпретации надвиговой структуры. На основании ли

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