Генетически разные органогенные постройки в изотопных величинах D13С и D18О

Автор: Антошкина А.И., Шмелева Л.А., Леонова Л.В., Добрецова И.Г., Смолева И.В.

Статья в выпуске: 11 (323), 2021 года.

Бесплатный доступ

Исследован изотопный состав углерода и кислорода 165 образцов карбонатных пород генетически отличающихся органогенных построек: верхнеордовикского рифа Большая Косью, верхнедевонского микробиального холма Шаръю, скелетного холма Кожым, верхнемиоценового биогермного комплекса Казантип и глубоководных органогенно-карбонатных построек севера Срединно-Атлантического хребта. Для рифа и микробиального холма характерны значения d13СPDB в пределах, близких к значениям нормально-осадочных морских карбонатов (-0.33-3.13 ‰) и (0.8-3.0 ‰), но с существенными вариациями d18ОSMOW -(22.24-30.0 ‰) и (20.4-26.3 ‰) соответственно. Наиболее изотопно-тяжелым составом углерода (5.1-7.3 ‰) в сочетании с варьирующими значениями d18ОSMOW (22.4-30.0 ‰) характеризуются известняки и брахиоподы скелетного холма. Колебания значений d13СPDB и d18ОSMOW в карбонатных породах биогермного комплекса Казантип являются самыми выразительными: (-2.76-7.17 ‰) и (24.20-33.1 ‰) соответственно. Глубоководные органогенные постройки со дна приосевой зоны с активным вулканизмом, в отличие от других, показали устойчивые значения d13СPDB (-0.98-0.83 ‰) в пределах области нормально-осадочных морских карбонатов, тогда как для кислорода значения являются изотопно-тяжелыми (32.27-39.75 ‰). В итоге специфика формирования объектов исследования, установленная литолого-палеоэкологическими и химико-физическими методами, нашла свое обоснование в изотопных величинах, палеосолености и палеотемпературах, обусловленных палеогеографической и климатической ситуацией.

Еще

Риф, микробиальный и скелетный холмы, биогермный комплекс, глубоководные органогенно-карбонатные постройки, изотопный состав углерода и кислорода

Короткий адрес: https://sciup.org/149139289

IDR: 149139289 | DOI: 10.19110/geov.2021.11.3

Список литературы Генетически разные органогенные постройки в изотопных величинах D13С и D18О

Антошкина А. И. Раннепалеозойское рифообразо-вание на севере Урала как пример его взаимосвязи с геобиосферными изменениями // Рифогенные формации и рифы в эволюции биосферы. М.: ПИН РАН, 2011. С.116— 141. (Геобиологические системы в прошлом).
Антошкина А. И., Добрецова И. Г., Силаев В. И., Киселёва Д. В., Чередниченко Н. В. Особенности состава и строения карбонатных построек в северной зоне Срединного Атлантического хребта // Геология рифов: Всерос. литолог. совещ. Сыктывкар: Геопринт, 2020. С. 19—22.
Виноградов В. И. Изотопный состав углерода и кислорода венд-кембрийских карбонатных пород и палеоэкологические реконструкции // Литол. и полез. ископ. 2008. № 1. С. 51—65.
Галимов Э. М. Природа биологического фракционирования изотопов. М.: Наука, 1981. 247 с.
Голубцов В. А., Черкашина А. А., Пустовойтов К. Е., Штар К. Стабильные изотопы углерода и кислорода педо-генных карбонатных кутан в черноземах Южного Прибайкалья как индикаторы локальных экологических изменений // Почвоведение. 2014. № 10. С. 1215—1227.
Добрецова И. Г., Оськина Н. С. О взаимодействии базальтов с карбонатными осадками в районе 13—20° с.ш. Срединно-Атлантического хребта // ДАН. 2015. Т. 461. № 3. С. 307—311.
Дорофеева Л. А., Сорикан Е. В., Малковский К. Изотопно-геохимические данные раковин брахиопод ВосточноЕвропейской платформы: значение для реконструкции условий формирования и корреляции позднедевонских отложений // Геология девонской системы: Материалы меж-дунар. симпоз. Сыктывкар, 2002. С. 153—156.
Дубинина Е. О., Крамчанинов А. Ю., Силантьев С. А., Бортникова Н. С. Влияние скорости осаждения на изотопный состав (518О, 513С и S88Sr) карбонатов построек поля Лост-Сити (Срединно-Атлантический хребет, 30° с.ш.) // Петрология. 2020. Т. 28. № 4. С. 413—430.
Захаров Ю. Д., Соколова Е. А., Смышляева О. П., Шигэта Я, Танабэ К., Маэда Х., Веливецкая Т. Г., Попов А. М., Игнатьев А. В., Афанасьева Т. Б. Новые данные по изотопам кислорода и углерода органогенных карбонатов и проблема низких изотопных палеотемператур тропиков в маастрихте // Тихоокеан. геолог. 2004. Т. 23. № 4. С. 54—72.
Захаров Ю. Д., Борискина Н. Г., Попов А. М. Реконструкция условий морской среды позднего палеозоя и мезозоя по изотопным данным (на примере севера Евразии). Владивосток: Дальнаука, 2001. 112 с.
Захаров Ю. Д., Смышляева О. П., Попов А. М., Шигэта Я. Изотопный состав позднемезозойских органогенных карбонатов Дальнего Востока (стабильные изотопы кислорода и углерода, основные палеоклиматические события и их глобальная корреляция) // Владивосток: Дальнаука, 2006. 204 с.
Клюкин А.А. Факторы, определяющие биоразнообразие Казантипского природного заповедника // Тр. Никитского ботанич. сада — нац. науч. центра. 2006. Т. 126. С. 133—148.
Кравчишина М. Д., Леин А. Ю., Саввичев А. С., Рейхард Л. Е., Дара О. М., Флинт М. В. Аутигенный Mg-кальцит на метановом полигоне в море Лаптевых // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 194—213.
Кулешов В.Н. Эволюция изотопных углекислот-но-водных систем в литогенезе. Сообщение 1. Седименто-генез и диагенез // Литол. и полез. ископ. 2001. № 5. С. 491— 508.
Кулешов В. Н., Арефьев М. П., Покровский Б. Г. Изотопные особенности (813С, 518О) континентальных карбонатов из отложений рубежа перми и триаса северо-востока Русской плиты: палеоклиматические и биотические причины, хемостратиграфия // Литол. и полез. ископ. 2019. № 6. С. 568—591.
Леин А. Ю., Галкин С. В., Масленников В. В., Богданов Ю. А., Богданова О. Ю., Дара О. М., Иванов М. В. Новый тип карбонатных пород на дне океана (Срединно-Атлантический хребет, 30°07' с.ш.) // ДАН. 2007. Т. 412. № 4. С. 535-539.
Логвинова Е. А., Матвеева Т. В. Сравнение изотопного состава аутигенных карбонатов из различных районов мирового океана // Вестник СПбГУ. 2009. Сер. 7. Вып. 1. С. 48-56.
Маслов А. В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных: Учеб. пособие. Екатеринбург, 2005. 289 с.
Матвеева Н. А. Условия образования фаменских рифогенных отложений Центрально-Хорейверского вала Тимано-Печорской провинции // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2017. Т. 12. № 2. URL: http://www.ngtp. ru/rub/2/16_2017.pdf
Мизенс Г. А., Кулешов В. Н., Степанова Т. Н. Первые сведения об изотопном составе углерода и кислорода в каменноугольных известняках восточного склона Южного Урала // Литосфера. 2008. № 4. С. 4-10.
Параев В. В., Молчанов В. И., Еганов Э. А. Парадоксальность теории эволюции органического мира и тенденции ее решения // Уральский геолог. журн. 2009. № 4б. Вып. 70. С. 3-30.
Покровский Б. Г., Мележик В. А., Буякайте М. И. Изотопный состав C, O, Sr и S в позднедокембрийских отложениях патомского комплекса, Центральная Сибирь. Сообщение 1. Результаты, изотопная стратиграфия и проблемы датирования // Литология и полезные ископаемые. 2006. № 5. С. 505-530.
Преображеский Б. В. Современные рифы. М.: Наука, 1986. 244 с.
Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: Дизайн ПолиграфСервис, 2010. 280 с.
Реймерс А. Н., Алексеев А. С., Ермакова Ю. В. Позднекаменноугольно-раннепермские климатические колебания и биотические события // Бюл. Моск. об-ва исп-лей природы. 2013. Т. 88. Вып. 1. С. 41-48.
Садыков С. А., Потапов С. С. Изотопный состав углерода в карбонатных спелеотемах // Литосфера. 2011. № 5. С. 102-110.
Тейс Р. В., Найдин Д. П. Палеотермометрия и изотопный состав кислорода органогенных карбонатов. М.: Наука, 1973. 256 с.
Шмелёва Л. А. Палеоландшафтная реконструкция верхнеордовикского рифа р. Б. Косью (р. Илыч, Северный Урал): 23-я науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2014. С. 146149.
Шмелёва Л. А. Литолого-палеоэкологическая характеристика верхнеордовикского рифа Большая Косью (бассейн р. Илыч, Северный Урал) // Литосфера. 2016. № 1. С. 154-162.
Шмелёва Л. А. Биоразнообразие верхнеордовикского рифа Большая Косью, Северный Урал // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 11. С. 38-42.
Шмелёва Л. А. Изотопно-геохимические вариации как отражение геобиологических факторов в эволюции позднеордовикской рифовой экосистемы Большая Косью (р. Илыч, Северный Урал) // Геологический вестник. 2020. № 2. С. 94-109.
Эволюционный тренд палеозойской рифовой экосистемы как отражение эволюции геобиологических систем на примере севера Урала / Антошкина А. И., Пономаренко Е. С., Рябинкина Н. Н., Валяева О. В., Лютоев В. П., Салдин В. А, Сандула А. Н, Канева Н. А. Сыктывкар: Геопринт, 2010. 44 с. (Отчетная серия № 2 (83)).
Anadon P., Utrilla R. Sedimentology and isotope geochemistry of lacustrine carbonates of the Oligocene Campins Basin, north-east Spain. Sediment., 1993, V. 40, pp. 699—720.
Antoshkina A. I. Palaeoenvironmental implications of Palaeomicrocodium in Upper Devonian microbial mounds of the Chernyshev Swell, Timan-northern Ural Region. Facies, 2006, V. 52, pp. 611—625.
Antoshkina A. Justification of the unit boundaries by isotope data in the Gzhelian-Sakmarian carbonate massif in the Subpolar Urals / Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2017: Advances in Devonian, Carboniferous and Permian Research: Stratigraphy, Environments, Climate and Resources. Filodiritto Intern. Procs., 2018. pp. 19—23.
Antoshkina A. I., Leonova L.V., Simakova Yu. S. The Development of Miocene Biohermal Bryozoan Limestones of Kazantip Cape (Crimea): A New Insight. Doklady Earth Sc., 2020, V. 49. Part 2, pp. 195—198.
37.Antoshkina A. I., Ponomarenko E. S. Bioinduced Crustification as a Reaction of Late Carboniferous-Early Permian Reef Ecosystems to Biosphere Changes.Paleont. J., 2014, V. 48. no. 14. pp. 1565—1576.
Bekker A., Holmden C., Beukes N. J., Kenig, F., Eglinton, B., Patterson, W. P. Fractionation between inorganic and organic carbon during the Lomagundi (2.22—2.1 Ga) carbon isotope excursion. Earth and Planetary Sc. Let., 2008, V. 271. No 1—4, pp. 278—291.
Brand U., Logan A., Hiller N., Richardson J. Geochemistry of modern brachiopods: applications and implications for oceanography and paleoceanography. Chem. Geol., 2003, V. 198, pp. 305—334.
Copper P. Reefs under stress: the fossil record. Cour Forsh Senc, 1994, V. 72, pp. 87—94.
Halverson G. P., Hoffman P. F., Schrag D. P., Maloof A. C., Rice A. H. N. Toward a Neoproterozoic composite carbonisotope record. Bull. Geol. Soc. Amer., 2005, V. 117, no. 9/10, pp. 1181—1207.
lngram B. L., lngle J. C., Conrad M. E. A 2000 yr record of Sacramento-San Joaquin river inflow to San Francisco Bay estuary, California. Geology, 1996, V. 24, no. 4, pp. 331—334.
FlügelE. Microfacies of carbonate rocks: analysis, interpretation and application. Berlin Heidelberg SpringerVerlag, 2010, 976 p.
Gorshkov V. G., Makarieva A. M., Gorshkov V. V.Revising the fundamentals of environmental knowledge: the biota-environment interaction. Ecolog. Compl., 2004, V. 1, P. 17—36.
Kaiser, S. I., Becker, R. T., Hassani, A. E. Middle to Late Famennian successions at Ain Jemaa (Moroccan Meseta) — implications for regional correlation, event stratigraphy and synsedimentary tectonics of NW Gondwana / R.T. Becker, W.T. Kirchgasser (eds.). Devonian Events and Correlation. Geological Society, London, Spec. Publ., 2007, V. 278, pp. 237—260.46. Lakin J. A., Marshall J. E. A., Troth I. Harding I. C. Greenhouse to icehouse: A biostratigraphic review of latest Devonian-Mississippian glaciations and their global effects. Geological Society, London, Special Publications, 2016, V. 423, No 1, 439—464.
James N. P. Bourque P. A. Reefs and Mounds / R.G. Walker, N.P. James (eds). Facies Models -Response to Sea-Level Change. Geological Association of Canada. 1992, pp. 323—347.
Joachimski M. M., Breisig S., Buggisch W. Talent J. A., Mawson R., Gereke M., Morrow J. R., Day J, Weddige K.. Devonian climate and reef evolution: Insights from oxygen isotopes in apatite. Earth and Planetary Science Let., 2009, V. 284, pp. 599— 609.
Oehlert A. M., Swar P. K. Rolling window regression of S13C and 818O values in carbonate sediments: Implications for source and diagenesis. Depositional Record. 2019, V. 5, P. 613— 630.
Racki G. A volcanic scenario for the Frasnian-Famennian major biotic crisis and other Late Devonian global changes: More answers than questions? Global and Planetary Change, 2020, V. 189, pp. 103—174.
Ryb U., Eiler J. M. Oxygen isotope composition of the Phanerozoic ocean and a possible solution to the dolomite problem. PNAS, 2018, V. 115, no. 26, pp. 6602—6607.
Sarangi V., Kumar A., Sanyal P. Effect of pedogenesis on the stable isotopic composition of calcretes and n-alkanes: Implications for palaeoenvironmental reconstruction. Sedimentology, 2019, V. 66, pp. 1560—1579.
Van Geldern R., Joachimski M .M., Day J., Jansen U., Alvarez F., Yolkin E. A., Ma X.-P. Carbon, oxygen and strontium isotope records of Devonian brachiopods shell calcite. Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol., 2006, V. 240, P. 47—67.

Еще

Статья научная