Визейские карбонатные отложения в бассейне р. Илыч (Северный Урал): литология, изотопия, эволюция осадконакопления

В середине визейского века на северо-восточной окраине Европейской платформы в результате трансгрессии моря терригенное осадконакопление сменилось карбонатным. На территории Верхнепечорского палеобассейна смена была постепенной. Причём, если в центральной и западной его частях накопление терригенных осадков происходило практически до начала алексинского времени, то на востоке осадконакопление стало существенно карбонатным уже в позднерадаевское время [3, 4, 8].

В течение последних лет на территории бассейна р. Илыч визейские отложения были детально изучены. Выявлен общий тренд развития условий осадконакопления и характер фациальных изменений в сред нем — позднем визе [9, 10, 11, 13, 14]. Целью данной работы является установление закономерностей распределения соотношений стабильных изотопов кислорода и углерода в визейских карбонатных отложениях на примере крайне восточного и наиболее полного разреза, вскрытого в районе плеса Патракарием, и сопоставление изотопного состава с условиями осадконакопления.

Объекты и методы исследования

Объект исследований — обнажения 89 и 871 на р. Илыч (рис. 1). Первое из них располагается по ле-

• ¹    Номера обнажений даны по В. А. Варсанофьевой [2].

Рис. 1. Схема расположения обнажений (номера обнажений по В. А. Варсанофьевой [2])

Fig. 1. The scheme of location of outcrops (after Varsanofieva V. A. [2])

вому берегу реки, в 2 км выше о. Еремей-Шляпа-Ди, напротив устья руч. Патракарием-Вомын-Беж-Ель. Второе — на противоположном берегу, несколько ниже по течению. При этом на закрытый интервал в русле реки приходится порядка 50 м [1, 8, 11].

Литолого-фациальный анализ проводился на основе детального литологического описания разрезов и результатов изучения шлифов (160 шт.), штуфов и пришлифовок пород, данных карбонатного анализа. Определение значений 5 ¹³С и 5 ¹⁸O производилось в 144 пробах карбонатолитов, отобранных совместно с литологическими образцами. Изотопный анализ производился на базе ЦКП «Геонаука» ИГ Коми НЦ УрО РАН на аналитическом комплексе Flash EA, соединенном с масс-спектрометром Delta V Advantage (аналитик И. В. Смолева). Значения 5 ¹³С приведены в промилле относительно стандарта PDB, 5 ¹⁸O — относительно стандарта SMOW. Ошибка измерений составляет 0.04 и 0.06 % соответственно.

Строение разреза

Изученный разрез сложен различными типами известняков [10,11,12,13], иногда в той или иной степени доломитизированных и окремненных, с единичными прослоями и маломощными пачками тонкозернистых кварцевых песчаников и аргиллитов в нижней части. У всех изученных пород хорошо сохранились первичные структуры и текстуры, структурные компоненты гранулированы слабо. Заметные изменения несут лишь породы, подверженные доломитизации и окремнению.

В разрезе радаевского горизонта (С ₁ v rd) в обн. 89 можно выделить 3 пачки (рис. 2, 3, А).

Первая из них (rd_I, 26.2 м) сложена чередующимися известняками, глинистыми и слабоглинистыми шламовыми, мелкобиокластовыми, несортированными биокластовыми, с конкрециями кремней. Внешне слабоглинистые породы относительно массивны, слоистость в них практически не выражена. Глинистые разности, наоборот, тонкослоистые или волнисто-тонкослоистые, менее прочные и часто разбиваются на тонкие плиточки (рис. 2, D).

В основании второй пачки (rd_II, 3.5 м) залегают кварцевые песчаники, сменяющиеся вверх по разрезу переслаивающимися черными аргиллитами и извест- 14

няками с различным содержанием (5—10 %) тонкого терригенного материала. В аргиллитах встречаются мелкие (0.5 см) полуразложившиеся сидеритовые конкреции. На поверхностях наслоения наблюдаются следы жизнедеятельности организмов.

В третьей пачке (rd_III, 9.3 м), обнажающейся после 7-метрового перерыва¹, наблюдается примерно такое же строение, как и в первой. В известняках присутствуют разноориентированные колонии кораллов Syringopora , створки брахиопод (до 5 см), мелкие (до 1—2 мм) членики криноидей, ихнофоссилии. Глинистые известняки сильно рассланцованы. Они включают линзы (от 3 х 10 до 15 х 150 см) более прочных, чем вмещающая порода, биокластовых известняков.

Изотопный состав углерода и кислорода в интервале этого горизонта устанавливается в следующих пределах: 5 ¹³С = +2.8...+3.5 %, а 5 ¹⁸O = +23...+26,8 % (см. таблицу).

Бобриковские отложения (С ₁ v bb) общей мощностью 34.8 м в основном сложены толстонапластованны-ми биокластовыми известняками с кремнями (рис. 2). Упомянутые породы часто содержат заметное количество пелитового терригенного материала (до 10 %), включения мелких (до 1 мм) зерен пирита. Особенно хорошо это видно в основании горизонта (около 4 м), где массивные биокластовые карбонаты переслаиваются с рассланцованными глинистыми известняками. В остальной части разреза глинистых разностей заметно меньше, а толщина их прослоев составляет первые сантиметры. В известняках 5 ¹³С = +2.4...+3.5 %, 5 ¹⁸O = +24.7...+27 % (см. таблицу и рис. 3, А).

Отложения тульского горизонта (С ₁ v tl) вскрываются в нижней по реке части обн. 89. Видимая их мощность — 22.3 м (рис. 2) [3]. Породы представлены темно-серыми массивными биокластовыми известняками, в некоторых случаях — глинистыми с линзами малоглинистых. Крупные органические остатки обычно редки, но в отдельных прослоях наблюдаются скопления створок брахиопод, члеников криноидей и фрагменты кораллов. Изотопный состав 5 ¹³С = +3.2...+3.9 %, 5 ¹⁸O = +25.8...+28.1 % (см. таблицу и рис. 3, А).

Алексинские отложения (С ₁ v al) обнажаются после 50 м перерыва на противоположном (правом) берегу реки, в обн. 87 (рис. 2). По литологическим характеристикам здесь выделяются 4 пачки.

Нижняя пачка (al_I, 27.5 м) сложена плитчатыми (по 0.1—0.3 м) темно-серыми, почти черными по-либиокластовыми известняками, слоистыми и массивными, иногда глинистыми, с линзами и желваками кремней (рис. 2, C). Глинистые известняки редки, встречаются лишь в нижней половине пачки и имеют малую мощность 0.02—0.10 м. Повсеместно наблюдается большое количество остатков одиночных и колониальных кораллов, в основном опрокинутых. 5 ¹³С = +0.9...+2.6 %, 5 ¹⁸O = +26.1...+27.2 % (см. таблицу и рис. 3, B).

Вторая пачка (al_II, 32 м) характеризуется чередованием биокластовых и доломитизированных биокластовых известняков. В верхней части разреза пач-

8I3C

-4 -2

8IS0, %o SMOW

23 24 25 26 27 28

Рис. 2. Литолого-стратиграфический разрез с кривыми изотопного состава углерода и кислорода в оби. 89 (радаевский, бобри-ковский, тульский горизонты), 87 (алексинский, михайловский, веневский горизонты) на р. Илыч. Условные обозначения: 1) известняк; 2) доломитизированный известняк; 3) песчаник кварцевый; 4) включения: a — кремнистые стяжения, b — сидеритовые конкреции, c — обломки пород; 5) органические остатки: a — кораллы, b — криноидеи; 6) поверхности размыва. A, B — структурно-текстурные особенности пород визейского возраста в обн. 89 и 87 на р. Илыч: A — известняковый конгломерат (михайловский горизонт, mh_III); B — косая слоистость в известняке (алексинский горизонт, al_IV); C — морфология кремней в известняках в виде линз и псевдоморфоз по органическим остаткам (алексинский горизонт, al_I); D — переслаивание глинистых и слабоглинистых известняков (радаевский горизонт, пачка rd_I). Масштабная линейка — 10 см

Fig. 2. Lithologic-stratigraphic section with the curves of the isotopic composition of carbon and oxygen in the outcrop 89 (Radaevkian, Bobrikian, Tulian) and 87 (Aleksinian, Mikhailovian, Venevian) on the river Ilych. Legend: 1) limestone; 2) dolomitized limestone; 3) quartz sandstone; 4) а,b,c — inbeddings: a — cherts, b — siderite nodules, c — rock fragments; 5) а, b — fossils: a — corals, b — cri-noids; 6) erosional surface. A—B — Structural-textural features of the Visean limestones in the outcrop 89 and 87 on the Ilych river: A — calcareous conglomerate (Mikhailovian, mh_III); B — cross bedding of a grainstone (Aleksinian, al_IV); C — morphology of cherty concretions in limestone: lenses and pseudomorphs of organic residues (Aleksinian, al_I); D — interbedding of different degree clayey limestones (Radaevkian, member rd_I). Scale — 10 cm

Результаты анализа изотопного состава углерода и кислорода в визейских породах из оби. 89 и 87 (р. Илыч, Северный Урал)

The carbon and oxygen isotope value of the Visean rocks from the outcrops #87 and #89 (Ilych river, Northern Urals)

s x #	p ^ p s s к	Обр. sample Ил89	δ13С, ‰ PDB	δ18О, ‰ SMOW	X о о И -О g х , -и -^ 8 § К	р е р е fl ^ к	Обр. Sample Ил89	δ13С, ‰ PDB	δ18О, ‰ SMOW	«.2 5 й И .Й И Й О N и о	P s p s 8 S к	Обр. Sample Ил89	δ13С, ‰ PDB	δ18О, ‰ SMOW
fl fl P fl 75 ^ aS S P « P fl fl fl Рч		1—1	3,2	24,4	й й ’х р 'fl aS S ^ Р К S 8 р fl fl	П	25	2,4	27,4	fl fl о fl S aS S P CQ О fl aS fl X S s		76	3,1	27
		1-2	3,1	23,2			26	2,6	26,8			77	2,95	27,6
		2	3,1	23			27	2,9	26,6			78-1	3,2	27,4
		6-1	3,5	25,4			28	3	28,3			78-2	3	26,6
		7	3,3	25,7			29	2,4	25,9			79-2	3,1	27,7
		9	3,4	25,7			30	2,5	26,1		у	81-1	3,2	26,8
		13-1	3,4	26,1			31	3	26,3			81-2	3,5	27,3
	Q	16	3,2	25,3			32	3,2	26,4			82-2	3,1	26,3
		18	3,5	26,8			33	3,1	26,7			83	3,4	27,1
		19	2,9	25			34	3,1	27,1			84	3,3	26
		20-1	2,8	26,1			34д	3,2	27,3			85	3,5	27,1
		20-2	3,1	26,6			35	2,8	25,5			87	2,9	26,3
		21-1	3	24			36	2,7	25,7		Q	88-1	3,4	26,7
		21-2	3,4	25,5			38	3,6	27,4			90	3,4	26,6
		23-2	3,1	26			39	3,2	26,2			91-1	3,35	26,5
e aS fl S fl p гд m in О X x о s X Рч о ю		28-3	2,4	24,7			40	3,5	27,1			91-2	3,4	27,3
		31-2	3,2	26,1			41	3,6	26,6			92об3	3,05	26,6
		35	3	26,9			42	2,95	25,9			93-1	3,1	26,8
		38-2	3,1	26,1			45	3,5	26,5			93-2	3	26,7
		40-2	2,4	25,8			46	3,1	26,2			98-1	2,6	26,2
		41-3	2,8	25,4			47	2,4	25,5		>	98-2	1,1	26
		44	3,2	27			48	3,5	26,1			101	4,2	26,4
		46	3,5	26,6			49	3,4	26,1			102-1	2,3	25,8
		49	3,2	25,8		у	50	3,6	25,4			102-2	1	24,9
aS fl S fl P fl fl -p		51	3,9	28,1			51	3,6	25,1			102-3	0,5	25,1
		54-3	3,7	27,2			53	3	25,6			103-2вкл	-0,3	23,7
		56-1	3,8	27,7			54	3,5	24,6			103-2вм	1,3	24,8
		58	3,5	25,9			55	3,3	25,1			103-5	1,6	24,9
		60	3,4	26,4			56	3,3	25,3			105-1	1,65	24,7
fl ^fl p 'а aS S X P S S У p fl fl		1	0,9	26,8			57	3,3	25,6			105-2	1,4	25
		2	1,6	27,2		>	59	3,3	26,9			106-1	1,45	25
		3	1,9	27,2			60	3,25	26,6	S 5 > p fl p > aS S X P CQ P К P CQ		111	-2	24,55
		5и	1,2	27			61б	3,35	26,9			115-2	-0,8	25
		6	2	26,8			62	3,4	26,6			116	-0,8	25,1
		8	1,2	27			63	3,4	27,2			117-1	-2,6	25,6
		9	2,2	26,4			65	3,6	27,2			117-2	-2,9	25,9
		10	2,6	26,1			66	3,5	27,2			117-3	-1,7	31,2
		11	1,5	26,1			67	3,2	27,4		Q	121-1	-1,3	25,5
		14	2,4	26,8			68	3,7	27,4			121-2	-0,9	27,2
		15	2,3	27,2	-Й aS -^ S ^ S		69	3,4	27,4			122-1	-0,5	25,5
		16	1,2	25			70	3,8	27,3			122-2	-0,2	26,3
		17	2,3	26,6			71	3,9	27,7			122-3	-0,2	26
	у	18	2,5	26,8			72	3,9	28,5			123-1	-1,3	24
		19	2,5	27,2			73	2,8	26			123-2	-2,3	24,7
		21	2,2	26,8			73кр	0,2	24,4			125	-1,9	24,6
		22	2,1	26,4			74-1	3,1	28,4			125-1	-1,9	24,2
		23	2,5	26,8			75-2	2,9	27,5			125-2	-1,7	25,8
		24	2,4	26,6			75-3	3,2	27,8			125-3	-0,7	26,3

Примечание. Анализы проводились И. В. Смолевой в ЦКП «Геонаука» ИГ Коми НЦ УрО РАН.

Note. Analyses were conducted in the «Geonauka» (The Center for Collective Use) of the IG Komi SC UB RAS by I. V. Smoleva.

Рис. 3. Диаграммы распределения изотопного состава углерода и кислорода в известняках из обн. 89, 87 на р. Илыч: A — рада-евского (Qrd), бобриковского (C 1 bb), тульского (Qtl); B — алексинского (C 1 al); C — михайловского (C 1 mh); D — веневского (C f vn) горизонтов

Fig. 3. Carbon and oxygen isotope ratios of limestones from the outcrops #89 and #87 on the Ilych river: A — Radaevkian (C 1 rd), Bobrikian (C 1 bb), Tulian (СД), B — Aleksinian (C 1 al); C — Mikhailovian (C 1 mh); D — Venevian (C 1 vn)

ки встречаются прослои (~ 0.5 см) сильно выветрелых глинистых известняков. Породы плитчатые (по 0.3— 1 м), серые, с тонкой горизонтальной, реже линзовидной и градационной слоистостью, обусловленной распределением биокластового материала. Колонии кораллов часто опрокинуты. В темно-серых разностях нередки ихнофоссилии. 5 ¹³С = +2.1...+3.6%, 5 ¹⁸O = +25.5...+28.3% (см. таблицу и рис. 3, B).

Верхняя часть разреза (пачки al_III и al_IV мощностью соответственно 15.2 и 20.9 м) прослеживается после необнаженного интервала мощностью в 12 м. Литологически она практически однородна. Это плитчатые (по 0.1—1.5 м) серые полибиокластовые известняки. Текстура пород обычно массивная, реже горизонтально-, а также косослоистая (рис. 2, B). В составе пород встречается большое количество органических остатков. Крупные колонии Lithostrotion находятся в опрокинутом положении. Породы пачки al_III отличаются наличием кремней черного цвета, уплощенной, иногда линзовидной формы размером до 10 см. В пачке al_IV встречен пласт (2.5 м), нацело сложенный грубым криноидно-биокластовым материалом, а в её кровле в известняках отмечены микроразмывы. Для пород пачки al_III 5 ¹³С = +3.0...+3.6 %, а 5 ¹⁸O = +24.6...+25.6 %, а для пачки al_IV 5 ¹³С = = +3.2...+3.7 %, 5 ¹⁸O = +26.6...+27.4 % (см. таблицу и рис. 3, B).

Отложения михайловского горизонта (C f v mh) вскрываются после 7.5 м необнаженного участка. Его разрез, по литологическим данным, можно разделить на 4 пачки (рис. 2).

Нижняя пачка (mh_I, 19.3 м) сложена серыми несортированными биокластовыми известняками. Мощность пластов — 0.1—0.5 м, при этом в основании пачки преобладают маломощные, а ближе к кровле — более толстые разности. Характерно наличие тонкой горизонтальной и (редко) волнистой слоистости. В нижней части пачки залегает серия (~ 5 м) сильнодо-ломитизированных мелкобиокластово-шламовых из вестняков с кремнями. Выше них породы сложены более грубым биокластовым материалом, а в целом наблюдается ритмичное чередование полибиокластовых и криноидно-полибиокластовых известняков с небольшими (до 2 см) створками брахиопод и единичными обломками кораллов. На последних 7 м пачки криноидно-биокластовые известняки часто налегают с размывом на подстилающие породы. Значения 513С в известняках колеблются в пределах +2.8...+3.9 %, а 518O = +26.0...+28.5 % (см. таблицу и рис. 3, C).

После 2 м необнаженного участка начинается разрез второй пачки (mh_II, 18 м). Она образована серыми толстонапластованными (до 2 м) крупно-, грубо-биокластовыми и оолитовыми известняками. В гру-бобиокластовых разностях хорошо заметна косая слоистость с падением на северо-восток. Снизу вверх по разрезу наблюдается увеличение количества крупного биокластового материала. 5 ¹³С = +2.9...+3.5 %, а 5 ¹⁸O = +26.0...+27.3 % (см. таблицу и рис. 3, C).

Третья пачка (mh_III, 18.3 м) обнажается после перерыва в 1 м. В её составе большую роль играют серые биокластовые известняковые песчаники и карбонатные псефитолиты [13]. В составе органогенного материала преобладает криноидный лом, а в некоторых прослоях — створки брахиопод. Известняковые конгломераты (рис. 2, A) формируют два слоя мощностью 0.7 и 0.3 м на десятом и четырнадцатом метре пачки. Количество галек в составе первого пласта увеличивается от 20 % в основании до 80 % в кровле, а во втором пласте они распределены равномерно при количестве около 80 %. Диаметр обломков достигает 0.1 м, форма — круглая и эллипсоидальная. По составу это более или менее темные (относительно цвета матрикса) биокластовые известняки (иногда слоистые), фрагменты колоний кораллов. Внутри некоторых галек наблюдаются более мелкие окатыши. Часть обломков в одной плоскости сечения овальные, в другой — изогнутые. Матрикс базальный, грубобиокла-стовый криноидный известняк. В породах этой пач- 17

ки 5 ¹³С = +2.6...+3.4 %_с, а 5 ¹⁸O = +26.2...+27.3 %_с (см. таблицу и рис. 3, C).

Четвертая пачка (mh_IV, 10.4 м) характеризуется наиболее сложным составом. Это микрозерни-стые породы с неокатанными обломками гравийной размерности, тонкослоистые глинистые, биокласто-вые и косослоистые оолитовые известняки, известняковая конглобрекчия. Преобладают породы с мелким и тонким размером компонентов. Для них характерна тонкая горизонтальная слоистость. Часто пласты с размывом залегают на подстилающих породах. 5 ¹³С = -0.3...+4.2 ^, а 5 ¹⁸O = +23.7...+26.4 %о (см. таблицу и рис. 3, C).

Нижняя граница веневского горизонта (C 1 V vn) литологически четко выражена. Это слой (0.2 м) черных глинистых пород, глубоко вымытых в глубь скалы, перекрытых почти черным горизонтально-слоистым шламовым известняком (0.1 м), местами с псев-дообломочными структурами. По литологии в разрезе горизонта выделяются 2 пачки (рис. 2).

Нижняя пачка (vn_1,23 м) сложена известняками, аналогичными описанным в пачке mh_IV. Это био-кластовые, пелитоморфные, обломочные и оолитовые разности. Кроме того, здесь играют значительную роль комковато-сгустковые известняки. Чередование пород различного литологического состава образует три трансгрессивно-регрессивных циклита с эрозионными границами. Основание циклитов сложено литокластово-грубобиокластовыми известняками, которые постепенно сменяются биокластовыми известняковыми песчаниками и оолитовыми известняками с ярко выраженной разнонаправленной косой слоистостью (мощность серий — 30—40 см, а в кровле пачки — 10 см, падение слойков — на СВ и ЮВ) или линзовидно-наслоенными водорослево-биокластовыми и биокластовыми известняками, волнисто-и горизонтально-слоистыми, с текстурами микроразмывов. Эти породы, в свою очередь, сменяются горизонтально-слоистыми тонкозернистыми известняками. Изотопный состав пород¹ заметно отличается, все значения изотопного состава углерода находятся в отрицательной области, 8 ¹³С = —2.9...—0.8 %о, а 3 ¹⁸O = +24.6...+25.9 %о (см. таблицу и рис. 3, D).

Верхняя пачка (vn_II, 25 м) представлена чередующимися доломитизированными светло-серыми известняками, биокластово-оолитовыми, водорослевыми и биокластовыми, с окатанными органическими остатками. Мощность пластов изменяется в пределах 0.7—1.5 м. По всему объему пачки наблюдаются серии (по 15 см) с горизонтальной, косой и, реже, разнонаправленной косой слоистостью. В кровле пластов с косой слоистостью часто наблюдаются следы биотурбации. 8 ¹³С = —2.3...—0.2 %о, а 3 ¹⁸O = = +24.0...+27.2 %о (см. таблицу и рис. 3, D).

Характер распределения значений δ13С и δ18О

В изученном разрезе визейских карбонатных отложений 5¹³Cpdb варьируют в пределах -2.9...+4.2 ^, а 8 ¹⁸O _SMOW = +23...+28.5 %о (рис. 2).

• ¹    На данном интервале и далее шаг опробования несколько более разреженный.

Как можно заметить, область полученных значений находится за пределами поля осадочных морских карбонатов ( 3 ¹³С = —2...+2 %о; 3 ¹⁸О > +30 %о) [6]. В то же время среднестатистический состав стабильных изотопов визейских карбонатных отложений, полученный из брахиопод и слабоизмененных карбонатов Восточно-Европейской платформы и Урала [15, 16,18], имеет следующий состав: 8 ¹³С = 0...+5 %о (PDB) и 3 ¹⁸О = +26...+29.8 %о (SMOW²). Таким образом, большая часть полученных нами данных попадает в это поле.

Характер изменения соотношения изотопов углерода и кислорода в карбонатных породах восточной полосы выходов на р. Илыч в некоторой степени согласуется с выявленным трендом изменения условий осадконакопления [9, 10, 11]. Так, начиная со второй половины радаевского времени поступление терригенного материала с платформы в Верхнепечорский палеобассейн ослабло, что, вероятно, соответствует трансгрессии Верхнепечорского моря, продолжавшейся до раннетульского времени. Одновременно с этим в осадке существенно повысилась доля карбонатов. В обн. 89, в радаевском интервале, отмечены лишь единичные пласты кварцевых песчаников. Состав радаевско-тульских пород остается практически неизменным. Это преимущественно почти черные, часто глинистые, несортированные шламово-биокластовые, мелкобиокластовые и шламовые известняки с кремнями. Однако снизу вверх по разрезу постепенно уменьшается количество глинистого материала, а с основания бобриковского горизонта — конкреций кремня. Вместе с указанными изменениями меняется и состав стабильных изотопов (рис. 3, А). Так, кривая изменения средних значений 8 ¹³С имеет синусовидную форму. Её минимальные значения (+2.4 %о) наблюдаются на интервале развития большого количества кремней, а максимальные (+3.5...+3.9 %о) — с их незначительным количеством. Средние значения 3 ¹⁸О практически прямолинейно увеличиваются от +24 до +27 %о.

Отложения алексинского времени формировались в условиях уменьшения глубины морского бассейна. Их нижняя часть (пачка al_I) имеет несколько сходный состав с отложениями тульского горизонта (C 1 v tl), но глинистые известняки в них образуют лишь небольшие по мощности (2—10 см) прослои. Среди биокластовых разностей большую роль играют известняки с более сортированным детритом, причем крупные органогенные остатки могли быть принесены с мелководных участков, возможно во время крупных штормов (большинство колоний кораллов захоронено в опрокинутом положении). Таким образом, отложения данного интервала, по всей видимости, сформированы в более мелководных условиях, чем тульские, но все же ниже базиса действия штормовых волн. Ещё более мелководными являются породы пачки al_II. Это обстоятельство обусловило уменьшение количества кремнезема в её составе, формирование чередующихся в разрезе тонкослоистых, линзовидных и градационных текстур пород. Изменения условий осадконакопления фиксируются и в очерта-

• ²    Пересчитано по формуле 5 ¹⁸OSMOW = 1.03091 5 ¹⁸OPDB + 30.91 %с [17].

ниях изотопных кривых (рис. 2). Среднее значение 5 ¹³С в пределах пачек al_I и al_II плавно увеличивается от +0.9 до +3.6 %о. Кривая распределения изотопного состава кислорода имеет ступенчатый характер в пределах значений +25.5...+28.3 %о, что обусловлено, скорее всего, наличием доломитовых пород в составе этих пачек.

Произошедшее обмеление морского бассейна привело к установлению условий открытого мелководья, господствовавшего с середины алексинского до середины михайловского времени. По данным Н. В. Калашникова [5], отложения зоны отмелей были образованы на отдаленных от берега участках. Здесь отлагались преимущественно биокластовые осадки, сложенные почти целиком скелетными остатками кораллов, криноидей, брахиопод, мшанок, гастропод и др. Детрит часто окатан. К этой зоне приурочено также накопление криноидно-оолитовых песков. Породы содержат признаки течений и волнения — текстуры косой слоистости. В изученном разрезе хорошо заметно, как менялась гидродинамическая активность. Если в пачках al_III и al_IV биокластовые известняки в основном имеют массивную и тонкую горизонтально-слоистую текстуры, а косая слоистость встречается лишь в редких случаях, то выше по разрезу, в пачках mh_I — mh_II, преобладают косослоистые биокластово-оолитовые известняки. Мощность косых серий (до 1.5 м), тип слоистости (косая однонаправленная) и следы микроразмывов в кровле косослоистых пластов свидетельствуют о формировании подвижных подводных валов и баров вдольбере-говыми течениями с участием поперечных волновых движений [7]. В интервале пачек al_I — mh_II значения изотопного состава углерода в породах остаются на одном уровне — 5 ¹³С = +3.0...+3.4 %о, однако изменчив изотопный состав кислорода (рис. 2): в пачке al_IV изотопы кислорода постепенно утяжеляются до уровня +28 %о, а с подошвы михайловского горизонта к кровле пачки mh_II значение 5 ¹⁸О снова пилообразно снижается до +26.7 %о. Причиной таких колебаний, кроме вторичных процессов, вероятно, является изменение генетического типа осадков этого времени: если в составе верхней части алексинского горизонта преобладают биогенные породы, то в михайловском — механогенные и биохемогенные.

В позднемихайловское время условия отмелей открытого моря неоднократно сменялись обстановками островного мелководья. По данным Н. В. Калашникова [5], наиболее ярко они проявились несколько севернее, в бассейне р. Подчерье. Там около м. Залаздибож встречены глинистые известняки с крупными пентагональными трещинами усыхания [5]. В обн. 87 на р. Илыч о близости литорали свидетельствуют довольно резко сочетающиеся в разрезе пачек mh_III и mh_IV слои косослоистых биокласто-вых песчаников и оолитовых известняков, тонкослоистых глинистых пород и мелкообломочных конгломератов, часто со следами размыва.

Изотопный состав углерода и кислорода в породах пачки mh_III, несмотря на указанное литологическое разнообразие, остается на прежнем уровне: 513С = +2.9...+3.5 %о и 518О = +26...+27.3 %о соответственно, а точки на диаграмме в координатах 513С и 518О образуют довольно компактное поле, практи чески совпадающее с таковым для пород пачки mh_ II (рис. 3, С). В разрезе пачки mh_IV, в интервале пачки тонкослоистых глинистых известняков и аргиллитов, в слое будинированного микрозернистого известняка фиксируется резкое облегчение 513С и 518О (+0.3 и +23.7 %о соответственно). Выше, после пласта мелкообломочного конгломерата, эти соотношения устанавливаются на уровне около +1.5 и +25 %о соответственно, что существенно ниже, чем в породах пачки mh_III.

Приведенные выше данные могут свидетельствовать о том, что район исследований оставался в сублиторальной зоне практически до конца михайловского времени. Только во время накопления осадков пачки mh_IV можно предполагать довольно близкое расположение островной суши.

В веневское время значительных изменений обстановок осадконакопления не происходило. Продолжает формироваться тот же набор пород, закономерное чередование которых отражает эвстати-ческие колебания уровня моря. Однако уменьшаются мощности циклитов и меняется состав структурных компонентов пород. Чаще на первый план выходят микробиальные образования, а в породах пачки vn_II многочисленными становятся водорослевые остатки.

Соотношения изотопов кислорода в породах этого возраста остаются на уровне кровли михайловского горизонта ( 5 ¹⁸О = +24.6...+25.9 %о), а значения 5 ¹³С смещаются в отрицательную область —2.9...—0.2 %о (рис. 3, D). Вероятно, поведение изотопов кислорода является следствием некоторого опреснения морского бассейна, начавшегося в конце михайловского времени. Облегчение состава изотопов углерода может быть спровоцировано рядом причин, напрямую связанных с усилением фактора мелководности зоны осадконакопления. Возможно, произошло снижение биопродуктивности, обусловленное более бедным и менее разнообразным комплексом органических остатков. Увеличение количества фитогенных остатков свидетельствует о накоплении их в фотической зоне и насыщении верхнего слоя осадков кислородом, что в совокупности с интенсивной биотурбацией приводит к более глубокой переработке органического вещества. Кроме того, активная гидродинамическая обстановка мелководья могла способствовать переотложению органогенного материала в более глубоководные области шельфа.

Выводы

Анализ литологических и изотопных данных показал, что характер изменения содержания изотопов углерода и кислорода в карбонатных породах восточной полосы выходов на р. Илыч в некоторой степени согласуется с выявленным трендом изменения условий осадконакопления.

Переход от терригенного осадконакопления к карбонатному на протяжении радаевско-тульского времени отразился на изотопных кривых в виде периодичных изменений средних значений 5 ¹³С и прямолинейного утяжеления средних значений 5 ¹⁸О.

До конца михайловского времени наблюдается некоторое утяжеление изотопного состава углерода от +0.9 до +3.6 %о, что может быть отражением уве- 19

личения биопродуктивности. Средние значения 5 ¹⁸О большей частью находятся в пределах +26...+27 %о и только на уровне пачки al_III снижаются до +24.6 %о. Этот пик совпадает со сменой обстановок относительно глубоководного шельфа условиями открытого мелководья.

В породах кровли михайловского горизонта и выше зафиксировано небольшое облегчение изотопного состава кислорода, а также существенное (до —2.9 %о) облегчение изотопного состава углерода. Это может быть обусловлено довольно близким расположением островной суши, снижением биопродуктивности и/ или существенной переработкой и переотложением органогенного материала в более глубоководные области шельфа.

Исследования проведены в рамках НИР ИГ Коми НЦ УрО РАН ГР № AAAA-A17-117121270034-3 и при финансовой поддержке проекта № 18-5-5-31 УрО РАН.