научная статья по теме СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД, СВЯЗАННЫХ С НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИМИ ЛЕДНИКОВЫМИ ГОРИЗОНТАМИ УРАЛА Геология

Текст научной статьи на тему «СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД, СВЯЗАННЫХ С НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИМИ ЛЕДНИКОВЫМИ ГОРИЗОНТАМИ УРАЛА»

СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2013, том 21, № 6, с. 3-24

УДК [539.183.2:546.26.]:551.72(470.53.57)

СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД, СВЯЗАННЫХ С НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИМИ ЛЕДНИКОВЫМИ ГОРИЗОНТАМИ УРАЛА

© 2013 г. Н. М. Чумаков*, Б. Г. Покровский*, А. В. Маслов**

*Геологический институт РАН, Москва e-mail: chumakov@ginras.ru **Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург e-mail: maslov@igg.uran.ru Поступила в редакцию 20.08.2012 г., получена после доработки 27.09.2012 г.

С некоторыми неопротерозойскими ледниковыми отложениями на Урале ассоциируются венчающие карбонатные (cap carbonates) и карбонатно-терригенные пачки. Кроме того, пласты и линзы карбонатов встречаются внутри ледниковых толщ. Венчающие карбонаты характеризуются весьма разнообразными строением, структурами и текстурами, поэтому есть основания считать, что они формировались в разных условиях и в ходе различных процессов, сопровождавших оледенения и дегляциации. Венчающие карбонаты имеют большое региональное стратиграфическое значение. Многочисленность и сложная временная структура ледниковых событий неопротерозоя не позволяют использовать венчающие карбонаты для межрегиональных корреляций и конструирования общей стратиграфической шкалы неопротерозоя без дополнительного биостратиграфического, геохронологического и хемостратиграфического контроля.

Ключевые слова: венчающие карбонаты, неопротерозой, чурочинская, танинская, койвинская и кургашлинская свиты, Урал.

DOI: 10.7868/S0869592X13060045

ВВЕДЕНИЕ

В геологической литературе интенсивно обсуждается происхождение и стратиграфическое значение загадочных карбонатных и карбонатно-терригенных пачек, часто перекрывающих неопротерозойские ледниковые горизонты. Эти пачки были первоначально описаны как венчающие карбонаты (Чумаков, 1978а). По-английски их стали именовать cap carbonates (Williams, 1979; Plumb, 1981; James et al., 2001; Jiang et al., 2006 и др.). Эти карбонатные и карбонатно-терриген-ные пачки имеют обычно мощность 5—20 м, образуют региональные маркирующие горизонты и характеризуются сравнительно постоянными значениями 813С (—4 ± 2%е). Имеется точка зрения о том, что венчающие карбонаты связаны с глобальными катастрофическими геохимическими и климатическими событиями (с увеличением в сотни раз содержания СО2 в атмосфере и, соответственно, глобальной температуры до +40° C), которые завершали тотальные оледенения на Земле (гипотеза "snowball Earth"; Hoffman, Schrag, 2002 и др.). Последователи этой гипотезы

считают, что венчающие карбонаты могут служить опорными горизонтами при построении общей стратиграфической шкалы неопротерозоя. Данные представления сыграли основную роль в том, что подошва венчающего карбоната Нукали-на Южной Австралии была принята за подошву докембрийской системы эдиакария и стала рассматриваться как "золотой гвоздь" (GSSP) в Международной стратиграфической шкале (Knoll et al., 2004, 2006).

Кроме венчающих карбонатов, в ряде ледниковых разрезов встречаются пласты и линзы карбонатов, которые залегают внутри ледниковых диамиктитов. На них обычно обращают мало внимания, хотя они отмечены во многих ледниковых свитах: Кайгас (Gevers, 1931) и Чоус (Kaufman et al., 2009) в Намибии; Уилсонбреен на Шпицбергене (Чумаков, 1968; Fairchild et al., 1989, 1994), Порт Аскейг в Шотландии (Spenser, 1971), кургашлинской свите Урала (Chumakov, 1992), Аппила Тиллайт в Южной Австралии (Crossing, Gostin, 1994) и других ледниковых подразделениях.

Венчающие карбонаты и карбонатно-терри-генные пачки, которые ассоциируются с неопротерозойскими ледниковыми отложениями, очень разнообразны по составу, структурам, текстурам и строению. Есть основания считать, что они сформировались в разных седиментационных и палео-тектонических условиях и являются результатом различных процессов, имевших место во время многочисленных ледниковых событий и дегляци-аций разного ранга.

Венчающие карбонаты, карбонатно-терриген-ные пачки и отдельные карбонатные пласты, связанные с неопротерозойскими ледниковыми отложениями, встречаются и на западном склоне Северного, Среднего и Южного Урала (рис. 1, 2). Они достаточно разнообразны по своей литологии и стратиграфическому положению и дают повод для размышлений о возможных способах образования и стратиграфическом значении венчающих карбонатов, карбонатно-терригенных пачек и пластов карбонатов в диамиктитах.

ВЕНЧАЮЩИЕ ДОЛОМИТЫ ЧУРОЧИНСКОЙ СВИТЫ ПОЛЮДОВА КРЯЖА

На Северном Урале типичные венчающие карбонаты, представленные пачкой доломитов, залегают в кровле чурочинской свиты (рис. 2), которая имеет ледниковое происхождение (Чумаков, 1974; СИишакоу, 1992). На основании региональных корреляций чурочинская свита может быть отнесена к нижнему венду (Ма81оу, 2004; СИишакоу, 2011а). Эта свита и связанные с ней венчающие карбонаты обнажаются на восточном крыле Кол-чимской антиклинали Полюдова кряжа (рис. 1а). Венчающие карбонаты можно наблюдать на правом берегу р. Чурочная в ее среднем течении несколько ниже устья ключа Рассольный, в дражных и бульдозерных зачистках ниже моста через р. Чурочная на дороге г. Красновишерск—пос. Волынка (рис. 3), а также в придорожном кювете у этого моста.

Вблизи устья ключа Рассольный обнажается пачка известковистых массивных доломитов, видимая мощность которых составляет 4—5 м. В доломитах наблюдаются многочисленные жилы крупнокристаллического окварцованного доломита, стяжения черных кремней, брекчии и деформированная тонкая слоистость. Последняя местами весьма напоминает строматолитовую. В районе моста через р. Чурочная видимая мощность доломитов составляет 5—8 м, но в упомянутом выше кювете их рассчитанная мощность достигает 15—18 м. Между самым верхним диамик-

титом чурочинской свиты и венчающими карбонатами здесь наблюдается переходный алевропесчаный слой (2 м), который содержит редкие и мелкие обломки осадочных пород (рис. 3). Венчающий карбонат представлен тонко- или микрокристаллическими, афанитовыми, слабоизвестковистыми доломитами, которые содержат 1—7% СаСО4 и от 3.5 до 13% нерастворимого остатка (табл. 1), представленного главным образом обломками кварца алевритовой размерности. На свежем изломе доломиты имеют светло-серую, иногда слегка розоватую окраску. На поверхности выветривания они приобретают бледно-желтую или желтовато-коричневатую окраску, связанную, очевидно, с окислением небольшой примеси железистых карбонатов (0.6— 0.7%)1. Для доломитов характерна грубая массивная неоднородная текстура. В них можно различить крупные (1—3 м) неясно ограниченные фрагменты толсто- или неправильно-слоистых доломитов и куполовидных строматолитоподоб-ных тел, по-видимому, биогенного происхождения. И те и другие не всегда ориентированы по слоистости и как бы хаотически нагромождены друг на друга (рис. 4а). Фрагменты плитчатых доломитов, иногда смятые в складки, переходят по простиранию в брекчии с плитчатыми обломками (рис. 5). Эти складки и брекчии явно связаны с оползанием не вполне литифицированных осадков. Изредка попадаются небольшие фрагменты тонко-ритмично-слоистых микрокристаллических и реже пелитоморфных доломитов, в которых наблюдаются послойные жилы (sheet cracks) крупнокристаллического карбоната или кварца (рис. 4б). Кроме того, все доломиты трещиноватые и содержат секущие тонкие жилы и прожилки белого кальцита, кварца и жеоды халцедона. Реже в доломитах встречаются кремневые включения, в которых сохранились остатки довольно многочисленных микрофоссилий, в основном ци-анобактерий, и в частности цианобактериальные дерновинки-маты (Сергеев и др., 2012). Для доломитов характерны отрицательные значения 813С с тенденцией уменьшения вверх по разрезу от —3.6 ± 0.3%о в нижней части пачки до —4.2 ± 0.4%о в верхней (табл. 2, рис. 3). Изотопный состав кислорода имеет в разрезе пачки достаточно высокие и некоррелирующиеся с 813С значения 818О (23.7 ± 0.5%). Верхнюю часть венчающих карбонатов слагают доломитовые брекчии, иногда каждый обломок такой брекчии имеет кристалличе-

1 Подобная окраска очень характерна для неопротерозойских венчающих карбонатов многих других регионов мира и тоже связана с железистыми карбонатами.

(а) (б)

56° 58° в.д. 56° в.д. 60°

Рис. 1. Схема распространения вендских и рифейских отложений на Урале и местонахождения главных разрезов, упоминаемых в тексте.

(а): Средний и Северный (Полюдов кряж) Урал: 1 — фанерозойские отложения; 2 — верхний венд (сылвицкая серия Среднего Урала, илья-вожская и кочешорская серии Северного Урала); 3 — нижний венд (серебрянская серия Среднего Урала, усть-чурочная и чурочинская свиты Северного Урала); 4 — верхний рифей; 5 — некоторые разломы; 6 — местонахождения: 1 — р. Межевая Утка; 2 — р. Серебряная; 3 — р. Сылвица; 4 — р. Койва; 5 — р. Вильва; 6 — р. Усьва; 7 — Тулым-Парминская антиклиналь; 8 — Колчимская антиклиналь; (б): Южный Урал: 1 — фанерозойские и вендские отложения; 2 — аршинская серия; 3 — рифей—ранний протерозой; 4 — главные разломы; цифры в кружках: 1 — Криво-лукские грабены; 2 — Тирлянская мульда.

Полюдов кряж Оз

Кочешорская

500 м

Илья-вожская

480 м

Чурочинская

350 м

Усть-чурочная

750 м

шшшпшш

Низьвенская „^ 950 м

Деминская

R3

300 м

О

Н

£ —

И

м

Рч

М

О

я

И В

§

о

Средний Урал

О1-2

Усть-сылвицкая

350 м

Я Чернокаменская 557 ± 13 1700 м

я Перевалокская 500 м

А Старопечнинская 500 м

Керносская 300 м

Бутонская 400 м

А Койвинская 700 м

Гаревская 200-700 м

А А Танинская 800 м

БАСЕГСКАЯ

С В О

Рч

Д М

К

Клыктанская

1300 м

^ Rз

Синегорская

>1000м

С Н И

В

Рч А

С

| —

Южный Урал (Криволукский грабен)

Байназаровская

Кургашлинская

200 м Криволукская500 м

Укская 450 м

(£1

Миньярская

1

3

4

557± 13 5

2

1

Рис. 2. Стратиграфическое положение ледниковых отложений и связанных с ними карбонатов на Западном Урале (Аб-лизин и др., 1982; Чумаков, 1978а, 1998; Маслов, 2000; Ма81оу, 2004).

1 — ледниковые отложения; 2 — ассоциирующие с ледниковыми отложениями карбонаты; 3 — вендские фоссилии; 4 — строматолиты; 5 — и-РЬ возраст (млн. лет) цирконов из туфов (Ронкин и др., 2006). Rз — верхний р

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»