pdf № 347, ноябрь

DOI: 10.19110/geov.2023.11.1

В статье дан обзор публикаций, посвящённых геохимии редкоземельных элементов (РЗЭ) и Y в морских осадочных карбонатах (известняках и доломитах) в контексте использования цериевой аномалии (Се_аном) для определения окислительно-восстановительных условий в древней морской воде. Рассмотрены физико-химические свойства РЗЭ и Y, проблема нормализации их содержаний в экзогенных образованиях, поведение в Мировом океане и в хемогенных отложениях, происхождение аномалий La, Ce, Eu, Gd и способы их расчёта, методические аспекты работы с образцами, вопросы контаминации и влияния разных компонентов карбонатных пород на результаты анализа валовых проб и кислотных вытяжек, а также критерии определения гидрогенных спектров РЗЭ и Y.

Ключевые слова: РЗЭ и Y, фракционирование, нормализация, морская вода, гидрогенные спектры, контаминация, аномалии Ce, Eu, La, Gd, редокс-обстановки.

The article review the geochemistry of rare earth elements (REE) in sedimentary marine carbonates (limestones and dolostones) with respect to using the cerium anomaly as a proxy for redox conditions in ancient seawater. The physicochemical properties of REE and Y, the problem of normalizing their contents in sediments, behavior in the World Ocean and in chemogenic deposits, the origin of La, Ce, Eu, Gd anomalies and their calculations, sample preparation techniques, contamination problem and the influence of non-carbonate REE+Y-hosting phases to whole rock and acidic leachate compositions, as well as criteria for determining seawater-like pattern are considered.

Keywords: REE and Y, fractionation, normalization, seawater, seawater-like pattern, contamination, anomalies of Ce, Eu, La, Gd, redox conditions.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2023.11.2

Данная работа посвящена мультидисциплинарному исследованию палеопочв, развитых в кровле докембрийского фундамента в районе г. Старый Оскол (Белгородская область). Маломощные палеопочвы сформированы на коре выветривания (КВ) железистых сланцев и диагенетически преобразованной КВ железистых кварцитов, что стало причиной их сидеритизации. Обе породы пиритизированы. В районе проведения работ (карьер Стойленского ГОКа) КВ имеет додевонский возраст. Палеопочвы сформированы под одинаковой литофитной примитивной бескорневой растительностью. Изученные палеопочвы отнесены к инситным, биотичным, литоэкстремальным. В качестве триггера для их развития выступала пиритизация почвообразующих пород. Как следствие, процессы химического преобразования преобладали над физическими. Обе палеопочвы отнесены к кислым сульфатным. Они не формировали сплошного почвенного покрова, который охарактеризован как пятнистый. Изученная ранее на данной территории палеопочва, образованная на КВ железистых кварцитов, имеет такой же генезис. Видится, что в прошлые геологические эпохи почвы этого типа имели широкое распространение.

Ключевые слова: кора выветривания, сульфиды, сульфатно-кислые палеопочвы, бертьерин, гипс, железосодержащие минералы.

This work represents the results of multidisciplinary study of paleosols from the weathered roof of Precambrian basement (Stary Oskol, Belgorod region). Shallow paleosols were developed from ferruginous shale and diagenetically modified weathering crust of ferruginous quartzite which led to its sideritization. At the studied location (quarry of the Stoilensky mining and processing plant) the age of weathering crust is pre-Devonian. Both rocks contain pyrite. Paleosols developed under similar primitive lithophytic vegetation. The studied paleosols are identified as in situ, biotic, of extreme pedogenesis. The trigger for their development was the pyritization. As a result, the chemical weathering prevailed under physical and biological ones. Both soils were attributed to acid-sulfate. Paleosols have not developed the continuous cover. The paleosols previously discovered in this area were developed from ferruginous quartzite and are also attributed to the acid-sulfate type. It seems that this soil type was widely distributed in the past.

Keywords: weathering crust, sulfides, acid-sulfate paleosol, berthierine, gypsum, Fe-minerals.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2023.11.3

Представлены результаты изучения кальцитовых микросферолитов в известняковой брекчии, сформировавшейся на стыке биогермных и биокластовых известняков (нижний мэотис, мыс Казантип, Керченский п-ов), природа которых обсуждается до настоящего времени. Использовались следующие аналитические методы: химический карбонатный, газовой хроматографии, рамановской спектроскопии, электронной микроскопии с ЭДС, изотопный. В результате проведенных исследований установлено присутствие в фоссилизированных биопленках пелитоморфного матрикса и микросферолитов фрамбоидального пирита, галита, барита, целестина, доломит-кальцита, гематита и магнетита, отсутствующих в остальных структурных компонентах брекчии. Органическое вещество (ОВ) представлено водорослево-цианобактериальным веществом с большим вкладом микробной составляющей и примесью гумусового материала. Углеродистое вещество в кальците микросферолитов характеризуется фактически первичной неструктурированной органикой. Выявлены акцессорные минералы: циркон, олигоклаз, рутил, неодим-цериевый монацит и силицид ванадия. Образование микросферолитовых кальцитов, вероятнее всего, происходило в восстановительных условиях лагуны с повышенной соленостью в зоне контакта карбонатного и микробиального ила. Активизации аутигенного минералообразования способствовали газофлюидные высачивания активизировавшегося древнего грязевого вулкана.

Ключевые слова: пелитоморфный матрикс, микросферолиты, минерализованные биопленки, аутигенное минералообразование, газофлюидные высачивания, палеовулкан Казантип.

The results of the study of calcite microspherulites in carbonate breccia formed at the junction of biohermal and bioclastic limestones (Lower Maeotian, Cape Kazantip, Kerch Peninsula), the nature of which is still being discussed, are presented. The following analytical methods were used: chemical carbonate, gas chromatography, Raman spectroscopy, electron microscopy with EDS, isotope. The studies resulted in the following: the presence in the fossilized biofilms of the pelitomorphic matrix and microspherulites of framboidal pyrite, halite, barite, celestine, dolomite-calcite, hematite and magnetite, which are absent in the other structural components of the breccia. Organic matter (OM) is represented by algal-cyanobacterial matter with a large contribution of the microbial component and an admixture of humic material. The carbonaceous matter in calcite microspherulites is actually characterized by primary unstructured organic matter. The accessory minerals zircon, oligoclase, rutile, neodymium-cerium monazite and vanadium silicide were identified. The formation of microspherulite calcites most likely occurred in the reducing conditions of the lagoon with high salinity in the contact zone of carbonate and microbial muds. The activation of authigenic mineral formation was facilitated by gas-fluid seeps from an active ancient mud volcano.

Keywords: pelitomorphic matrix, microspherulites, mineralized biofilms, authigenic mineral formation, gas-fluid seeps, Kazantip paleovolcano.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2023.11.4

Актуальность работы определяется необходимостью уточнения условий образования верхнедевонских рифогенных пород, являющихся коллекторами углеводородов в Тимано-Печорской провинции. С этой целью было проанализировано распределение изотопного состава углерода и кислорода (определение осуществлялось на масс-спектрометре Delta V Advantage) фаменских карбонатных пород по фациальным зонам в пределах Центрально-Хорейверского вала. Показано, что образование нижнефаменских известняков отмельной зоны происходило в мелководном морском бассейне в условиях испарительного режима аридного климата. Вариации значений d¹³С и d¹⁸О в нижнефаменских известняках зоны микробиальных холмов отражают увеличение биопродуктивности и колебание солености вод. Изменение изотопного состава углерода в известняках фациальной зоны, переходной к депрессионной впадине, характерной для всего разреза фамена, указывает на усиление испарительных процессов при аридизации климата от раннего к среднему фамену и опреснение вод при гумидизации в позднем фамене. Образование верхнефаменских карбонатолитов фациальной зоны склона карбонатной банки в сторону мелководного шельфа в целом происходило в мелководном морском бассейне с нормальной соленостью, но с незначительным усилением испарительного режима при аридизации климата. Полученные результаты показывают, что фаменский бассейн седиментации характеризовался колебаниями уровня моря, фаций, гидрохимии вод и климата.

Ключевые слова: Хорейверская впадина, карбонатная банка, фамен, фации, парагенетические ассоциации, изотопный состав углерода и кислорода.

The article presents results of the distribution of the isotopic composition of ¹³C and ¹⁸O (119 samples) across four facies zones to substantiate the conditions of Famennian carbonation accumulation. The Lower Famennian carbonates of the shoal zone showed values of d¹³C (1.5 ± 0.15 %), d¹⁸O (25.01 ± 0.29 %) reflecting evaporative processes in a shallow basin in a warm and dry climate. For the rocks of the microbial mounds zone, the values of d¹³C (2.47 ± 1.12 %) and d¹⁸O (23.51 ± 1.12 %) reflect an increase in bioproductivity and some fluctuation in water salinity. In the limestones of the zone of transition to depression, the variations of isotopic composition are more distinct in the section. Thus, the Early Famennian is characterized by the average values of d¹³C (0.94 ± 0.59 %) and d¹⁸O (23.73 ± 2.18 %) for marine carbonates. The transition to the Middle Famennian is accompanied by isotopic weighting of ¹³C (1.30 ± 0.47%) and ¹⁸O (24.52 ± 1.45%), which shows an increase in evaporation processes under aridization conditions. In the Late Famennian, the isotopic composition abruptly lightens by ¹³C (–1.05 ± 0.66 %), which is associated with desalination under conditions of climate humidification. At the same time, the value of d¹⁸O (25.75 ± 0.31 %) corresponds to the average values for carbonates of the Devonian. The values of d¹³C (1.04 ± 0.89 %) and d¹⁸O (26.01 ± 0.99 %) in the carbonates of the zone slope of the carbonate bank towards the shallow shelf reflect the conditions of the normal sea basin with a slight increase in the evaporation regime during climate aridization. The obtained results indicate that the Famennian sedimentation basin characterized by fluctuations in sea level, facies, water hydrochemistry and climate.

Keywords: Khoreyver Depression, carbonate bank, Famennian, facies zones, paragenetic association carbonate rocks, carbon isotope, oxygen isotope.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2023.11.5

На последней, наиболее детальной, геологической карте Верхнепечорского поперечного опускания, составленной В. В. Юдиным, в районе среднего течения р. Илыч отображено ненарушенное западное крыло, переходящее в центриклиналь Косью-Уньинской синклинали, сложенную среднеордовикскими и силурийскими отложениями. Детальные исследования вскрытых в этом районе разрезов, а также анализ материалов предшественников позволили актуализировать представления о стратиграфической приуроченности некоторых толщ и строении района в целом. По нашим данным, в пределах северной центриклинали Косью-Уньинской синклинали вскрываются отложения от среднего ордовика до лудловского отдела силура, которые разделены на три блок-чешуи (Шежимдискую, Миколаёльскую и Устьбольшекосьюнскую), ограниченные разломами с плоскостью падения, наклоненной к востоку-юго-востоку под углами 30–40°. Тектоническая приуроченность сложнодислоцированных нижнедевонских отложений валганской свиты, наблюдаемых у северной центриклинали складки к востоку от устья р. Б. Косью и ранее относимых к восточному крылу Косью-Уньинской синклинали, в данное время обсуждается. По литологическому составу они принадлежат к шантымскому фациальному комплексу и, вероятно, являются частью другой тектонической структуры — Валганской «моноклинали» восточной подзоны Верхнепечорского поперечного опускания.

Ключевые слова: ордовик, силур, девон, Косью-Уньинская синклиналь, р. Илыч, Северный Урал.

The latest most detailed geological map of the Upper Pechora transverse subsidence, compiled by V. V. Yudin, shows an undisturbed western wing passing into the centricline of the Kosyu-Un’ya syncline, composed of Middle Ordovician and Silurian deposits falling to the southeast in the area of the middle course of the Ilych River (from the mouth of the Shezhimyu River to Anna-Di Island). Detailed studies of the sections uncovered in this area, as well as analysis of the literary and field materials of the predecessors, allowed updating ideas about the stratigraphic confinement of some strata and the structure of the area as in general. According to our data, deposits from the Middle Ordovician to the Ludlov unit of the Silurian are revealed within the northern centricline of the Kos’yu-Un’ya syncline, which are divided into three block scales (Shezhimdisk, Mikolael and Ust’Bol’shekosyu), bounded by faults with a plane of incidence inclined to the east-southeast at angles of 30—40°. Tectonic confinement of the complexly dislocated Lower Devonian sediments of the Valgan formation observed at the northern centricline of the fold to the east of the mouth of the Kos’yu River and previously referred to the eastern wing of the Kos’yu-Un’ya syncline, is currently being discussed. According to their lithological composition, they belong to the Shantym facies complex and are probably already part of another tectonic structure — the Valgan «monocline» of the eastern subzone of the Upper Pechora transverse subsidence.

Keywords: Ordovician, Silurian, Devonian, Kos’yu-Un’ya syncline, Ilych River, Northern Urals.

Скачать полный текст / Download full text