научная статья по теме ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ С, О, SR И ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ С, О, SR И ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА»

УДК 546:027(42)+551.7(8)

ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ С, О, Sr и ХЕМОСТРАТИГРАФИЯ НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА

© 2012 г. Б. Г. Покровский, М. И. Буякайте, О. В. Кокин

Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail:pokrov@ginras.ru Поступила в редакцию 20.04.2011 г.

Изучен изотопный состав C, O и Sr в карбонатах, а также Rb-Sr системы в силикатном материале из верхнедокембрийских и нижнекембрийских отложений, вскрытых р. Чапой на севере Енисейского кряжа. Позднедокембрийская часть разреза, включающая (снизу вверх) лопатинскую, вандадык-скую (карьерную), чивидинскую, суворовскую, подъемскую и немчанскую свиты, характеризуется типичным для интервала ~700—550 млн лет чередованием горизонтов с аномально высокими и аномально низкими значениями 813C. Нижний, сравнительно маломощный (20 м), положительный экскурс (813C до 4.3%е) установлен в доломитах нижней подсвиты вандадыкской (карьерной) свиты, верхний (813C = 2.2 ± 0.6%) — в существенно терригенных отложениях немчанской свиты, мощностью до 3 км. Нижний отрицательный экскурс выделяется однообразными умеренно низкими значениями 813C = —2 ± 1% и большой мощностью: он включает верхнюю часть вандадыкской, чивидинскую и подъемскую свиты. Верхний связан с маломощным (~20 м) маркирующим карбонатным горизонтом верхней подсвиты немчанской свиты, в котором величины 8 C снижаются до —8.3%. В нижней части лебяжинской свиты, перекрывающей немчанскую, установлено ступенчатое увеличение значений 813C от —2.2 до 2.5%, типичное для переходных толщ от венда к кембрию (немакит-далдынского горизонта/яруса). Отсутствие связи изотопного состава углерода с изотопным составом кислорода и другими показателями постседиментационных изменений дает основание полагать, что охарактеризованные выше экскурсы сформировались на стадии осадкона-копления и совпадают в общих чертах с флюктуациями 813C в морской воде. Значения 87Sr/86Sr = = 0.7076—0.7078 в известняках подъемской св. указывают на их раннеэдиакарский возраст, а отношения 87Sr/86Sr = 0.70841 и 0.70845 в доломитах нижней подсвиты лебяжинской свиты соответствуют раннему кембрию. Rb-Sr системы глинистого материала вандадыкской и чивидинской свит аппроксимируются прямой, параметры которой соответствуют возрасту 695 ± 20 млн лет (87Sr/86Sr0 = = 0.7200 ± 0.0013) и характеризуют, по-видимому, время эпигенеза более древних осадочных пород, подвергшихся очень быстрой эксгумации и "полярному" сернокислотному выветриванию во время гляциоэвстатической регрессии.

На территории Енисейского кряжа широким распространением пользуются мощные терри-генно-карбонатные толщи и отложения предположительно ледникового генезиса, обычно относимые к байкалию — принятому в Сибири подразделению позднего докембрия с возрастными рамками ~850—650 млн лет [Шенфиль, 1991; Хо-ментовский, 2002]. Этот интервал, который в различных схемах относится также к позднему ри-фею, неопротерозою и криогению, вызывает в последнее время повышенный интерес в связи с радикальными изменениями природной среды, отмеченными среди прочего изотопно-углеродными аномалиями, геохимическая природа и стратиграфическое значение которых в последнее время активно обсуждаются в печати [Kaufman, Knoll, 1995; Jacobsen, Kaufman, 1999; Me-lezhik et al., 2005; 2009; Покровский и др., 2006а, б; 2010; Fike et al., 2006; Halverson et al., 2005; Hoffman, Schrag 2002; Higgins, Shrag, 2003; Shen et al., 2005; Shields, 2005; Walter et al., 2000; Виноградов,

2008; Knauth, Kennedy, 2009; Derry, 2010; Hoffman, Li, 2009].

Детальное стратиграфическое расчленение верхнедокембрийских отложений Енисейского кряжа и их корреляция с типовыми разрезами байкалия, описанными в Прибайкалье и на периферии Патомского нагорья, являются предметом дискуссий [Бутаков и др., 1975; Шенфиль, 1991; Советов, Комлев, 2005]. Ситуация еще более усложнилась в связи с тем, что возраст толщ, слагающих типовые разрезы, в последнее время подвергся пересмотру. На основании хемостратигра-фических, палеонтологических и радиоизотопных данных [Покровский и др., 2006 а; Чумаков и др., 2007; Воробьева и др., 2008; Meffre et al., 2008; Melezhik et al., 2009] к венду были отнесены две верхние серии Патомского комплекса: дальне-тайгинская и жуинская, традиционно относимые к байкалию [Хоментовский, 2002; Станевич и др., 2007].

Несмотря на успехи хемостратиграфии и радиоизотопного датирования не вполне ясным остается общее количество, а также длительность и возраст неопротерозойских оледенений, которые являются важнейшими стратиграфическими реперами позднего докембрия. Если ранее большинством исследователей признавалось наличие двух глобальных неопротерозойских ледниковых эпох: Стерт-Рапитан и Варангер-Марино, то сейчас в интервале 750—550 млн лет насчитывают 6 самостоятельных ледниковых периодов, объединяемых в Африканскую ледниковую эру [Чумаков, 2011], причем в большинстве периодов может быть выделено как минимум 2 ледниковых эпизода, временной интервал между которыми по длительности мало отличается от интервалов между периодами.

В данной статье рассматриваются результаты изучения изотопного состава углерода, кислорода и стронция в карбонатных породах, а также ЯЪ-8г системы терригенного материала из верхнедо-кембрийских отложений, вскрытых р. Чапой на севере Енисейского кряжа. Цель работы — дополнить хемостратиграфические исследования, проведенные ранее на юге и юго-западе Енисейского Кряжа [Хабаров и др., 1999; Вишневская и др., 2009а], определить роль постседиментационных изменений в формировании изотопных систем и попытаться уточнить возраст отложений методами хемостратиграфии и рубидий-стронциевого датирования.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

К байкалию и венду на севере Енисейского кряжа относят чингасанскую и чапскую серии, отложения которых вскрываются в долинах рек Чапы, Теи и Вороговки (в верхнем течении), а также их притоков. Геологическое строение района изучалось многими исследователями [Григорьев, Семихатов, 1958; Семихатов, 1962; Постельников, 1973; Бутаков и др., 1975; Шенфиль, 1991], между которыми нет полного единства в номенклатуре свит и проведении стратиграфических границ. В предлагаемом кратком очерке мы использовали, главным образом, материалы 200000-ой геологической съемки [Врублевич, 1973, 1974; Карпинский, Карпинская, 1974, 1981; Кокодзеев и др., 1973; Кокодзеев, Башилова, 1974] и работы [Бутаков и др., 1975; Шенфиль, 1991]. Для изотопных исследований был выбран разрез р. Чапа (рис. 1), который отличается, как можно судить по имеющимся описаниям, наибольшим развитием карбонатных пород. Были проанализированы также отдельные образцы разреза р. Теи, который располагается примерно в 50 км к юго-востоку от р. Чапа.

Чингасанская серия подразделяется на три свиты (снизу вверх): лопатинскую, вандадыкскую

(карьерную) и чивидинскую (рис. 2). Лопатин-ская свита залегает с резким несогласием на мета-морфизованных терригенных отложениях сухо-питской свиты, относимой к среднему рифею. В составе свиты, общая мощность которой составляет 500—600 м, преобладают конгломераты и песчаники. Доломиты встречаются в переслаивании с мергелями и глинистыми сланцами лишь в верхних 100—120 м свиты. На р. Чапе лопатинская свита обнажена плохо. Нами проанализировано несколько образцов карбонатных сланцев, отобранных в 5 км выше устья р. Алманакан.

Вышележащая вандадыкская (карьерная) свита подразделяется на три подсвиты (нижнюю, среднюю и верхнюю), которые лучше всего обнажаются в правом борту р. Чапа на крыльях чиви-динской антиклинали (см. рис. 1). Контакт между вандадыкской и лопатинской свитами не обнажен; общие углы падения позволяют предположить, что большого перерыва между ними нет. Большая часть нижней посвиты вандадыкской свиты видимой мощностью около 300 м сложена песчаниками, переслаивающимися с относительно маломощными пачками алевролитов и аргиллитов. Существенно карбонатные породы — серые, реже зеленоватые и вишневые доломитовые мергели, доломитовые аргиллиты и глинистые доломиты — образуют две сравнительно маломощные (30—40 м) пачки в средней и верхней частях подсвиты.

Средняя подсвита вандадыкской свиты мощностью около 350 м состоит из песчаников, переслаивающихся с алевролитами и аргиллитами, иногда слабокарбонатными. Верхняя подсвита имеет трехчленное строение. Нижняя часть (~35 м) сложена массивными крупнозернистыми песчаниками с отдельными прослоями мелкозернистых плитчатых песчаников и алевролитов. Над ней залегает пачка (~25 м), сложенная переслаивающимися серыми фитолитовыми доломитами, доломитовыми мергелями, глинистыми и алевро-литовыми доломитами. Венчается разрез подсви-ты монотонной "шоколадной пачкой" [Семихатов, 1962] тонкослоистых доломитовых мергелей и доломитовых алевролитов (~60 м). Обычно предполагается, что характерный коричневый цвет этой пачки обусловлен очень высоким содержанием оксидов железа. На самом деле оно не так уж велико — Ре203 = 2.5—6.6% (табл. 1, обр. № 60/06—70/06) — примерно столько же, сколько в серых доломитах и доломитовых мергелях нижне-вандадыкской подсвиты — 4.0—9.5% (см. табл. 1, обр. № 45/06-53/06).

В строении чивидинской свиты, согласно залегающей на вандадыкской свите, участвуют ва-лунно-галечные аргиллиты (диамиктиты), происхождение которых обсуждается на протяжении более 80 лет. В 1930-е годы они были описаны как

Рис. 1. Схема геологического строения района среднего течения р. Чапы [Врублевич, 1973; Карпинский, Карпинская, 1974; Кокодзеев, 1973].

1 — свиты: pn - пенченгинская, kd — кординская, ud — удерейская, pg — погорюйская, gb — горбилокская, lp — лопатин-ская, vn — вандадыкская (карьерная), cv — чивидинская, pd — подъемская, nm — немчанская, lb —лебяжинская, ev — эвенкийская серия; Q — четвертичные отложения; 2 — разломы; 3 — маркирующий карбонатный горизонт в верхней подсвите немчанской свиты; 4 — трапповые интрузии; 5 — элементы залегания; 6 — точки опробования; 7 — коренное обнажение диамиктитов чивидинской свиты.

ледниковые отложения [Николаев, 1930; Чура-ков, 1933]. В дальнейшем этой точки зрения придерживался и ряд других исследователей [Лунгер-сг

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