Изотопно-геохимические характеристики минерального заполнения палеополостей в верхнедевонских-нижнекаменноугольных известняках на восточном склоне Среднего Урала (окрестности с. Першино)

Автор: Дуб С. А., Мизенс Г. А., Кулешов В. Н., Петров О. Л.

Статья в выпуске: 7 (331), 2022 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены литология и геохимия карбонатных образований в древних карстовых полостях в толще фаменско-турнейских известняков Режевской подзоны восточного склона Среднего Урала. Показано, что минеральное заполнение изученных палеополостей отличается от типичных современных субаэральных спелеотем. Пустоты выполнены главным образом белым массивным крупнокристаллическим кальцитом (пещерным шпатом), красноцветными глинисто-карбонатными микрозернистыми отложениями (карбонатами с terra rossa - пещерными ламинитами) и брекчиями обрушения, сложенными обломками вмещающих известняков. Спектры распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) и изотопный состав углерода в образцах свидетельствуют об очень слабом влиянии (или его отсутствии) почвенных вод на карбонатную систему: кальцит спелеотем унаследовал данные характеристики от вмещающих известняков. В то же время изотопный состав кислорода указывает на изначально метеорный генезис растворов и/или относительно высокие температуры кристаллизации кальцита. Возможно, изученные спелеотемы имеют гипогенную природу, то есть формировались из длительно циркулирующих в осадочной толще растворов поверхностного происхождения.

Еще

Палеокарст, фреатические спелеотемы, terra rossa, брекчии обрушения, подземные воды, рзэ, изотопы углерода и кислорода

Короткий адрес: https://sciup.org/149141023

IDR: 149141023 | DOI: 10.19110/geov.2022.7.4

Список литературы Изотопно-геохимические характеристики минерального заполнения палеополостей в верхнедевонских-нижнекаменноугольных известняках на восточном склоне Среднего Урала (окрестности с. Першино)

Афанасиади Э. И., Грязнов О. Н., Дубейковский С. Г., Нещеткин О. Б. Карбонатный карст Восточно-Уральской области // Записки Горного института. 2003. Т. 153. С. 46-50.
Дубинин А. В. Геохимия редкоземельных элементов в океане // Литология и полезн. ископаемые. 2004. № 4. С. 339-358.
Дублянский Ю. В. Закономерности формирования и моделирование гидротермокарста. Новосибирск: Наука, 1990. 151 с.
Дублянский Ю. В., Климчук А. Б., Тимохина Е. И., Амеличев Г. Н., Шпётль К. Изменение изотопного состава пород в пристеночных зонах гипогенных карстовых каналов Предгорного Крыма // Спелеология и карстология. 2013. № 10. С. 58-75.
Климчук А. Б., Тимохина Е. И., Амеличев Г. Н., Дублянский Ю. В., Штаубвассер М. И/ТЬ датирование спелеотем карстовых полостей юго-западной части Внутренней гряды Горного Крыма и определение возраста и динамики развития рельефа // Спелеология и карстология. 2011. № 7. С. 29-39.
Коровко А. В., Двоеглазов Д. А., Кузовков Г. Н., Смирнов В. Н., Пуртов В. А., Бурнатная Л. Н., Герасименко Б. Н., Глазырина Н. С., Сидорова М. Н., Ведерников В. В. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000 (Издание второе. Серия Среднеуральская). Лист О-41 -XXXII. Объяснительная записка / Ред. М. С. Рапопорт, В. В. Стефановский, К. П. Савельева. Верхняя Пышма, 2000. 274 с.
Кулешов В. Н. Эволюция изотопных углекислотно-водных систем в литогенезе. Сообщение 1. Седиментогенез и диагенез // Литология и полезные ископаемые. 2001. № 5. С. 491-508.
Мизенс Г. А., Кокшина Л. В. Палеокарст в нижнекаменноугольных известняках восточного склона Среднего Урала // Ежегодник-2008. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 156. 2009. С. 162-165.
Мизенс Г. А., Бадида Л. В., Степанова Т. И., Кучева Н. А. Палеокарст на восточном склоне Среднего Урала и граница нижнего/среднего карбона // Литосфера. 2016. № 6. С. 56-59.
Мизенс Г. А., Кулешов В. Н., Степанова Т. И., Кучева Н. А. Отражение глобальных геологических событий фа-менского и турнейского веков в разрезе изолированной карбонатной платформы на востоке Урала // Геология и геофизика. 2015. № 11. С. 1945-1960.
Петров Г. А., Жиганов А. А., Стефановский В. В., Шалагинов В. В., Петрова Т. А., Овчинников Р. А., Гертман Т. А. Государственная геологическая карта Российской Федерации.
Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Уральская. Лист О-41 — Екатеринбург. Объяснительная записка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2011. 492 с.
Постоялко М. В., Кучева Н. А. Степанова Т. И., Ширшова Д. И. Фаунистическая характеристика отложений фаменского и турнейского ярусов в разрезе «Першино» // Проблемы стратиграфии и палеонтологии Урала. Екатеринбург: Минприроды РФ, Комприроды по Свердловской обл., ОАО «УГСЭ», 1999. С. 114-136.
Пронин А. А. Карбон восточного склона Среднего Урала. М.; Л.: АН СССР, 1960. 231 с.
Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.
Садыков С. А., Потапов С. С. Изотопный состав углерода в карбонатных спелеотемах // Литосфера. 2011. № 5. С. 102-110.
Сорока Е. И., Леонова Л. В., Притчин М. Е. Карбонатные конкреции в карсте известняков Сафьяновского рудного поля (Средний Урал) // Металлогения древних и современных океанов - 2019. Миасс: ИМин УрО РАН, 2019. С. 275-277.
Степанова Т.И., Кучева Н.А., Постоялко М.В. Лито-лого-стратиграфическая характеристика нижневизейских карбонатных отложений бассейна р. Реж (мироновская свита) на восточном склоне Среднего Урала // Литосфера. 2008. №5. С. 15-38.
Тимофеев Д. А., Дублянский В. Н., Кикнадзе Т. З. Терминология карста. М.: Наука, 1991. 259 с.
Choquette P. W., James N. P. Introduction // Paleokarst / Eds. N. P. James, P. W. Choquette. New York: Springer-Verlag, 1988. P. 1-21.
Decker D. D., Polyak V. J., Asmerom Y. Depth and timing of calcite spar and 'spar cave' genesis: Implications for landscape evolution studies // Caves and karst across time / Eds. J. M. Feinberg, Y. Gao Y., E. C. Alexander E.C. GSA Special Publication, 2016. Vol. 516. P. 103-111.
Dickson J. A. D., Coleman M. L. Changes in carbon and oxygen isotope composition during limestone diagenesis // Sedimentology. 1980. V. 27. P. 107-118.
Durn G., OttnerF., SlovenecD. Mineralogical and geo-chemical indicators of the polygenetic nature of terra rossa in Istria, Croatia // Geoderma. 1999. V. 91. P. 125-150.
Frisia S., Borsato A. Karst // Carbonates in Continental Settings: Facies, Environments, and Processes / Eds. A. M. Alonso-Zarza, L. H. Tanner. Developments in Sedimentology, Vol. 61. Amsterdam: Elsevier, 2010. P. 269-318.
Grossman E. L., Joachimski M. M. Oxygen isotope stratigraphy // The Geologic Time Scale 2020 / Eds. F. M. Gradstein, J. G. Ogg, M. Schmitz, G. Ogg. Elsevier, 2020. V. 1. P. 279-307.
Hill C. A., FortiP. Cave Minerals of the World. Huntsville: National Speleological Society, 1986. 238 p.
Jarvis K. E., Gray A. L., McCurdy E. Avoidance of spectral interference on europium in inductively coupled plasma mass spectrometry by sensitive measurement of the doubly charged ion // J. Anal. At. Spectrom. 1989. V. 4. P. 743-747.
Klimchouk A. B. Hypogene Speleogenesis: Hydrogeo-logical and Morphogenetic Perspective. Carlsbad: National Cave and Karst Research Institute, 2007. 106 p.
Lawrence M. G., Greig A., Collerson K. D., KamberB. S. Rare earth element and yttrium variability in South East Queensland waterways // Aquat. Geochem. 2006. №12. P. 39-72.
Lawrence M. G., Kamber B. S. The behaviour of the rare earth elements during estuarine mixing — revisited // Marine Chemistry. 2006. V. 100. P. 147-161.
Li D., Ji H., Wei X., Wang S. Stable carbon and oxygen isotopes of terra rossa in Guizhou Province of China and their relationship to climate and ecology // Environ. Earth Sci. 2016. V. 75. 1061
Li F., Webb G. E., Algeo T. J., Kershaw S., Lu C., Oehlert A.M., Gong O., Pourmand A., Tan X. Modern carbonate ooids preserve ambient aqueous REE signatures // Chem. Geol. 2019. V. 509. P. 163-177.
LingH.-F., Chen X., Li D., WangD., Shields-Zhou G. A., Zhu M. Cerium anomaly variations in Ediacaran — earliest Cambrian carbonates from the Yangtze Gorges area, South China: implications for oxygenation of coeval shallow seawa-ter // Prec. Res. 2013. V. 225. P. 110-127.
Lohmann K. C. Geochemical patterns of meteoric dia-genetic systems and their application to studies of paleokarst // Paleokarst / Eds. N.P. James, P.W. Choquette. New York: Springer-Verlag, 1988. P. 58-80.
Nozaki Y., Zhang J., Amakawa H. The fractionation between Y and Ho in the marine environment // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. V. 148. P. 329-340.
McLennan S. M. Rare Earth Elements in Sedimentary Rocks Influence of Provenance and Sedimentary Process // Review of Mineralogy, 1989. V. 21. P. 169-200.
Moller P., Dulski P., De Lucia M. REY Patterns and Their Natural Anomalies in Waters and Brines: The Correlation of Gd and Y Anomalies // Hydrology. 2021. V. 8. 116.
Otonicar B. Speleogenesis and depositional history of paleokarst phreatic caves/cavities; Podgrad, SW Slovenia // Acta carsologica. 2021. V. 50. №1. P. 67-96.
Pourret O., Davranche M., Gruau G., Dia A. Competition between humic acid and carbonates for rare earth elements complexation // Journal of Colloid and Interface Science. 2007. V. 305. №1. P. 25-31.
Spotl C., Dublyansky Yu., Koltai G., Honiat C., Plan L., Angerer T. Stable isotope imprint of hypogene speleogenesis: Lessons from Austrian caves // Chemical Geology. 2021. V. 572. 120209.
Swart P. The geochemistry of carbonate diagenesis: The past, present and future // Sedimentology. 2015. V. 62. P. 1233-1304.
Tostevin R., Shields G. A., Tarbuck G. M., He T., Clarkson M. O., Wood R. A. Effective use of cerium anomalies as a redox proxy in carbonate-dominated marine settings // Chem. Geol. 2016. V. 438. P. 146-162.
Wallace M. W., Hood A. V. S., Shuster A., Greig A., Planavsky N. J., Reed C. P. Oxygenation history of the Neoproterozoic to early Phanerozoic and the rise of land plants // Earth Planet. Sci. Lett. 2017. V. 466. P. 12-19.
Webb G.E., Kamber B.S. Rare earth elements in Holocene reefal microbialites: a new shallow seawater proxy // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. P. 1557-1565.

Еще

Статья научная