научная статья по теме ФЕНЕСТРОВЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ – СПЕЦИФИКА ПОЗДНЕДЕВОНСКИХ МОРЕЙ, ТИМАНО-СЕВЕРОУРАЛЬСКИЙ РЕГИОН Геология

Текст научной статьи на тему «ФЕНЕСТРОВЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ – СПЕЦИФИКА ПОЗДНЕДЕВОНСКИХ МОРЕЙ, ТИМАНО-СЕВЕРОУРАЛЬСКИЙ РЕГИОН»

УДК 552.54:551.734.5(470.13)

ФЕНЕСТРОВЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ - СПЕЦИФИКА ПОЗДНЕДЕВОНСКИХ МОРЕЙ, ТИМАНО-СЕВЕРОУРАЛЬСКИЙ РЕГИОН

© 2014 г. А. И. Антошкина, Е. С. Пономаренко, Н. А. Канева

Институт геологии Коми научного центра УрО РАН 167982 Сыктывкар, Первомайская ул., 54; E-mail: Antoshkina@geo.komisc.ru Поступила в редакцию 21.05.2013 г.

В статье дана литолого-палеоэкологическая характеристика фенестровых известняков верхнего девона из разных районов Тимано-Североуральского региона, представляющих палеогеографический профиль от прибрежной зоны к окраинношельфовой. Установлено, что их основными структурными компонентами являлись фенестры, пелоиды, кальцисферы и спорадический микрозоо- и фитобентос. Присутствие темной микритовой оболочки на раковинах кальцисфер является их структурной особенностью. Она представляет собой минерализованную растительную слизь, что определяется приспособленностью кальцисфер к планктонному типу обитания. Среди кальцисфер установлены представители радиолярий, харовых и зеленых жгутиковых (вольвоксовых) водорослей, фораминиферы. Трофическая системы включает пять уровней. В данном биотопе организмами-эдификаторами, чья деятельность создавала или серьезно изменяла окружающую среду, были гетеротрофные бактерии-редуценты пятого трофического уровня. Карбонатные илы накапливались в относительно мелководной и лагунной обстановке, где росли в основном литоральные и мелководные сублиторальные микробиальные маты, и где периодически ограниченная циркуляция вод приводила к возникновению аноксидных придонных условий. Присутствие аноксидных придонных вод, влияние сульфатредукции и пресных вод определили особый палеоценоз фенестровых известняков, которые не могли строить биогенные каркасы.

DOI: 10.7868/S0024497X14060020

Фенестровые известняки развиты в рифоген-ных толщах разных регионов мира и разного возраста: позднедевонско-турнейских, позднеперм-ских, мезозойских [Flügel, 2004]. Впервые термин "fenestral fabrics" (фенестровые структуры) был применен для верхнетриасовых супралитораль-ных известняков [Tebbutt et al., 1965] с широким развитием пустот/окон (fenestrae), распределение которых формировало разного типа слойчатость. Они выделялись среди группы известняков с "open-space structures" (текстура заполнения пустот) [Wolf, 1965], для которых характерны текстуры, образующиеся при частичном или полном заполнении пустот (фенестр) осадками и/или цементом. В разрезе палеозоя Тимано-Североураль-ского региона фенестровые известняки развиты в верхнедевонских рифогенных толщах. С.В. Максимовой [1977] подобные известняки впервые были названы сферовыми, а В.П. Шуйским [1981] — сферово-микрозернистыми узорчатыми, в связи с тем, что в них многочисленны кальци-сферовые организмы, систематическая принадлежность которых до настоящего времени обсуждается. С фаменскими карбонатами этого типа связаны нефтепроявления в Хорейверской впадине Тимано-Печорской провинции, поэтому их

изучение представляет не только научный, но и практический интерес, как возможных резервуаров углеводородов. Считается, что кальцисферы не могут быть использованы в качестве палеоэкологических индикаторов палеобассейнов. Однако в фенестровых известняках исследуемого региона установлено обилие разнообразных по морфологии и размеру кальцисфер. Проанализировав все имеющиеся точки зрения и, исходя из особенностей состава и палеоценотической структуры этих известняков, мы сделали попытку определить критерии, важные для палеоэкологической реконструкции позднедевонских морских бассейнов. Возможно, эти критерии могут быть полезны для палеореконструкций других бассейнов, в которых распространены фенестровые известняки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Были исследованы более 200 образцов и шлифов из разрезов разных районов — Южный Тиман (р. Седъю), Хорейверская впадина (скважины Ошкотынской — ОШ, Восточно-Колвинской — ВК и Центрально-Хорейверской — ЦХВ площадей), гр. Чернышева (р. Шарью) и Северный Урал

3

493

(реки Подчерем, Унья) — отражающих палеофа-циальный профиль: прибрежная зона — средний шельф — окраина шельфа. В этом есть преимущество как для выявления таксономических особенностей кальцисфер в разных частях позднедевон-ского бассейна, так и для реконструкции структур палеоценозов. Для выяснения геохимических особенностей условий осадконакопления были проведены исследования изотопов углерода и кислорода и органического вещества (ОВ) в карбонатах. Исследования проводились в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН. Определения изотопного состава углерода и кислорода в карбонатах осуществлялись на масс-спектрометре Delta V Advantage, при этом использовался метод Contin-ious Flow и применялось устройство пробоподго-товки Cas Bench II. Значения 513С даны в промилле относительно стандарта PDB, 518O — стандарта SMOW, калиброванный по международному стандарту NBS 19 (TS-limestone). Ошибка определений 13С и 18O не превышает ±0.1%о (1а). Пробы для анализа высверливались с помощью очень тонких сверл из участков породы, наименее подверженных вторичным процессам: перекристаллизации, доломитизации и выщелачивания. Регистрация спектров комбинационного рассеяния света для установления структуры органического вещества проводилась на рамановском спектрометре Horiba Jobin Yvon LabRam HR800. На аналитическом сканирующем электронном микроскопе JSM-6400 с рентгеноспектральным микро-зондовым анализатором изучались образцы до травления и после. В первом случае мы получали информацию о присутствии разных минеральных фаз в известняках, а во втором определялся характер структурных взаимоотношений.

ЛИТОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕНЕСТРОВЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ

Для позднедевонского этапа развития осадочного Тимано-Североуральского бассейна характерны мощные (300—600 м и более) органогенные сооружения, сложенные чередованием линзовид-но-наслоенных массивно-слоистых биогермных микробиальных и строматолитовых, ооидных, сгустково-комковатых и фенестровых известняков и их доломитовых разностей [Антошкина, 2003]. Прослои верхнедевонских фенестровых известняков толщиной 0.60—1.5 м представляют собой светло-серые, отчетливо горизонтально залегающие породы с разномасштабной слоистой текстурой из светлых мелко-крупноузорчатых выделений спаритового кальцита (рис. 1), неясно выделяющихся в разрезе массивных рифогенных пород, но более распространенных в слоистых за-рифовых разрезах. Примером разреза, когда фе-нестровые известняки не слагают отчетливые слои, является массивная среднефранско-фамен-

ская рифогенная толща на р. Шарью — гряда Чернышева. Фенестровые разности четко распознаются только микроскопически и характеризуются тем, что матрикс состоит главным образом из комковатого пелитоморфного микробиального кальцита [АП^Мта, 2006]. В рифогенной толще франа-турне реки Шер-Нядейты на севере гряды Чернышева фенестровые известняки слагают отчетливые слои и развиты в фаменской части разреза, где чередуются с ооидными, биокластовы-ми, амфипоровыми известняками и сахаровид-ными доломитами [Меннер и др., 1991]. Широкое распространение таких породных ассоциаций в фамене связывается с общим затуханием рифооб-разования и с тем, что вследствие расширения карбонатной банки в обнажениях вскрывается ее внутренняя лагунная область. Верхнефранская рифогенная толща на р. Седъю, Южный Тиман в крупных скальных выходах представлена в основном строматолитовыми, строматолитоподобны-ми (поростроматовыми и спогниостроматовыми) вторичными доломитами, заключающими также остатки гастропод, пелеципод, брахиопод, редких кораллов ругоз, строматопороидей и амфипор, распределенных спорадически [Пономаренко, Канева, 2012]. Известняки фенестровые и ооид-ные, чередующиеся с биокластовыми, являются основными литотипами в одновозрастных мелководных отложениях. Биогермообразные тела толщиной до 2.5 м, выходящие по р. Седъю выше массивных, сложены известняками фенестровы-ми, интракластово-пелоидными и кониатоидно-интракластовыми с отсутствием биогермных структур.

Основными структурными компонентами фе-нестровых известняков являются пелоиды, каль-цисферы, известковые водоросли и цианобакте-рии, спорадически отмечаются фрагменты и целые фоссилии микрозообентоса (рис. 2).

Пелоиды (0.05—0.8 мм) по сути являются био-хемогенными или чисто биогенными образованиями и составляют до трети от объема породы. По генезису они могут быть полигенными: фекальными, пелитоморфными комками и сгустками, кальцимикробными и микробиальными. Присутствие пелоидов, которые часто включают кальцисферы, внутри фенестр дает основание отнести их к интракластам, которые могли образоваться в результате растворения стенок при образовании фенестр в пелитоморфном осадке. Разные формы пелоидов могут представлять собой микритизированные органические остатки. В пределах шлифа можно проследить последовательность превращения скелетных остатков в пе-лоиды за счет биокоррозионной деятельности микроорганизмов (см. рис. 2а—б, г). Присутствие биокластового материала внутри микробиальных сгустков или комков может свидетельствовать о происхождении пелитоморфного известкового ила субстрата в результате деятельности низших

Рис. 1. Типы фенестровых известняков в верхнедевонских массивных толщах.

а — франский ярус, р. Седъю, обр. С-4/60-94; б — фаменский ярус, скв. 20 Ошкотынская, обр. 42 0Ш-20/26, гл. 3502.0 м; в — верхний фран, р. Седъю, обр. С-3/45-94 (в средней части отчетливо видны онколиты — округлые образования со светлой оторочкой вадозной цементации и интракласты — разной формы и ориентировки).

- » 1 Я г J"" - т ,- » - .„ —' .4.

\ фх. ' ï ~ f.• *'ïfr-

эт -

. - -I jf ■ * * -1 » » < . ;

Ч, 4 - —• i-fc--

. 'i l-■-- - " ■: »

, ; - • ■ i ' ' - ■ . « -• . .. V ..... _ _ ....

* - ' ■ »ßiW ■ >

•/V

1 см

I_I

т&Ш ШтШ

I ~ ' '

>t

t

;éife,-

•i^HkÄ -

t..........' ' ___' ' _. tfr-r"^*'

ы

1

в .. .1 см

a

б

водорослей (цианобактерий) и бактерий. Образование микробиальных пленок вокруг любых частиц илового субстрата позволяет им сохранять первичную форму. Матрикс пелоидного материала в фенестровых известняках разреза р. Шарью

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»