Литология и изотопный состав (δ13С, δ18О) карбонатных отложений востока и севера Русской платформы на некоторых стратиграфических рубежах позднего палеозоя

Глава 3. Геолого-стратиграфическое положение пограничных отложений на некоторых критических рубежах позднего палеозоя и их изотопно-геохимическая характеристика.

Приведено детальное послойное описание исследуемых разрезов с указанием значений δ¹³C и δ¹⁸O в описании слоя, из которого был отобран каждый образец. Глава наглядно проиллюстрирована фотографиями разрезов и картами с указанием их местоположения.

Разрез Ива-гора расположен в пределах Беломорско-Кулойского плато, на правом берегу р. Сояны (бассейн р. Мезени) в 62 км выше её устья, в 47 км выше деревни с одноименным названием. Нижнепермская часть разреза /Здесь и далее в работе принимается деление пермской системы в соответствии с Общей стратиграфической шкалой (Казань, 2004)./ (P₁uf) представлена красноцветными карбонатно-терригенными, а среднепермская (P₂kz₁) - светло-серыми терригенно-карбонатными и карбонатными отложениями. Между ними отмечается незначительный перерыв, который выражен в разрезе маломощным (0,2 - 0,25 м) горизонтом древнего почвообразования, диагностируемым по остаткам корневой системы растений. Общая мощность нижне-среднепермских отложений разреза Ива-гора составляет 64 - 65 м, из них мощность уфимских отложений - 34 - 35 м, а нижнеказанских - 27 - 28 м.

Стратотипический разрез Печищи отложений верхнеказанского подъяруса средней перми (P₂kz₂) расположен на правом берегу р. Волги у с Печищи, напротив г. Казани. Тектонически разрез приурочен к центральной части Казанской седловины и его формирование происходило на фоне умеренного прогибания и компенсированного осадконакопления. В стратотипическом разрезе преобладают в основном микритово-микробиальные известняки, доломиты и их переходные разности. Терригенные отложения играют резко подчиненную роль и представлены алевропесчаниками и алевролитами. Оолитовые и полидетритовые известняки с остатками разнообразной морской фауны встречаются крайне редко в виде маломощных прослоев. Общая мощность разреза составляет около 50 м.

На юге - юго-востоке Кировской области в 2 км южнее развилки на г.Советск, в районе трехречья Вятки, Немды и Пижмы в Поповцевском карьере по добыче известняка обнажаются карбонатные породы верхнеказанского подъяруса средней перми (P₂kz₂) в виде грубого переслаивания массивных средне-крупноплитчатых и слоистых мелкоплитчатых разностей, разлинзованных (в нижней, средней и верхней части разреза) карбонатно-терригенными отложениями. Общая мощность вскрытых карьером отложений средней перми составляет около 60 м.

В строении неостратотипического разреза верхнеказанского подъяруса средней перми (P₂kz₂) карьера Кремешковский (юг - юго-восток Кировской области, междуречье Вятки и Немды, 8 - 10 км западнее г. Советска) участвуют различные известняки. Среди них преобладают полидетритовые и микритово-микробиальные известняки с остатками разнообразной морской фауны, в меньшей степени их обломочные разности. Доломиты встречаются крайне редко в виде маломощных прослоев среди сильно доломитизированных чистых (без фауны) микритово-микробиальных известняков. Карбонатно-терригенные и терригенные породы практически отсутствуют. Общая видимая мощность отложений составляет 25 - 30 м.

Породы верхнеказанского подъяруса средней перми (P₂kz₂) Чимбулатского карьера (юг Кировской области, междуречье Немды и Вятки, в 15 км юго-западнее г. Советска) представлены неравномерным переслаиванием массивных крупноплитчатых и средне-мелкоплитчатых разностей доломито-известковых пород, между которыми находятся более мягкие и рыхлые образования или/и горизонты скопления кремневых конкреций. Общая видимая мощность составляет 40 - 45 м

Разрез Сиказа, который является парастратотипом для данной территории, расположен в центральной части республики Башкортостан в среднем течении реки, выше с. Макарово (Ишимбаевский район) и представлен отложениями лытвинского D₃fm₃(lytv), гумеровского D₃fm₃ - C₁t₁(gum) и малевского C₁t₁(ml) горизонтов. В геотектоническом отношении разрез Сиказа находится в западном обрамлении Башкирского мегантиклинория и его слагают в основном мелководно-шельфовые известняки континентальной окраины. В нижней части гумеровского горизонта наблюдаются глинистые отложения, представляющие собой отражение Хангенбергского глобального геологического события (Седаева и другие, 2010). Общая видимая мощность разреза около 40 м.

Для каждого разреза построены графики вариаций изотопного состава пород различных литологических типов в координатах δ¹³C - δ¹⁸O и дана их краткая характеристика. Отмечено, что условия образования карбонатных и карбонатсодержащих терригенных отложений отражаются как на их литологических особенностях, так и на изотопном составе углерода (δ¹³C) и кислорода (δ¹⁸O). Различные литологические типы пород характеризуются своими (отличными от других) изотопными параметрами. А также одни и те же литологические типы пород разных биостратиграфических подразделений (в том числе в пределах одного разреза) характеризуются своими (отличными друг от друга) изотопными параметрами.

На графике (рисунок 1), содержащем все изотопные данные для пород изученных разрезов, отчетливо видно, что значения изотопного состава углерода и кислорода для каждого разреза группируются в отдельные, хорошо выделяемые, лишь частично перекрывающиеся области. Исходя из этого, можно сделать вывод, что на изотопный состав углерода и кислорода также влияет местоположение разреза. То есть изотопные характеристики отражают строго локальные условия формирования мелководных карбонатных и карбонатсодержащих пород в процессе седименто- и литогенеза.