litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2020-20-1-76-92litosphere-1240Research ArticleСтатьиArticlesТекстура конус-в-конусе: новые данныеCone-in-cone structure: New dataШумиловИ. Х.ShumilovI. Kh.

167982, Сыктывкар, ул. Первомайская, 54

Igor’ Kh. Shumilov

54 Pervomayskaya st, Syktyvkar 167982

shumilov@geo.komisc.ruИнститут геологии Коми НЦ, УрО РАНРоссияN.P. Yushkin Institute of Geology, Komi Science Center, Ural Branch of RASRussian Federation2020290220202017692Copyright © Шумилов И.Х., 20202020Шумилов И.Х.Shumilov I.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1240Предмет исследований

Предмет исследований. В статье приведены результаты изучения кальцитовых линз с текстурой конус-в-конусе из терригенных глинистых отложений среднего девона на Среднем Тимане.

Методы

Методы. Изучение петрографических шлифов проводилось с помощью поляризационного микроскопа Nikon eclipse LV100 ND c фотокамерой Nikon DS Fi2, аншлифов полированных и протравленных HCl - на сканирующем электронном микроскопе JSM-6400 Jeol с энергодисперсионным спектрометром ISIS Link и волновым спектрометром Microspec. Разложение карбонатов и измерение изотопного состава углерода в режиме непрерывного потока гелия производились на аналитическом комплексе ThermoFisher Scientific.

Результаты

Результаты. Установлено, что кальцитовые тела сложены мозаичными блок-кристаллами и имеют структуру кристаллической щетки. Кальцит отличается аномально низкими значениями δ13Скарб - до -23.5 %о. Детально изучены глинистые пленки и включения слойков аргиллита. Установлен механизм образования пилообразной верхней границы слойков - локальное замещение алюмосиликатов кальцитом с сохранением реликтовой слоистой текстуры.

Выводы

Выводы. Предложен новый частный вариант кристаллизационной модели генезиса карбонатных тел со структурой конус-в-конусе.

Research subject

Research subject. The article presents the results of investigating calcite lenses with a cone-in-cone structure from Middle Devonian clay terrigenous deposits in the Middle Timan.

Methods

Methods. The investigation of petrographic thin-sections was carried out using a polarizing microscope Nikon eclipse LV100 ND equipped with a Nikon DS Fi2 camera. Polished sections etched with HCl were examined using a scanning electronic microscope JSM-6400 Jeol with a power dispersive spectrometer ISIS Link and a wave spectrometer Microspec. The decomposition of carbonates and the measurement of isotope carbon composition in the mode of continuous helium stream were carried out using a ThermoFisher Scientific analytical complex.

Results

Results. It is established that the investigated calcite bodies consists of mosaic block crystals having a drusy structure. Calcite is characterized by abnormally low values S13Ccarb - up to -23.5 %o. Clay films and soapstone inclusions were studied in detail. The formation mechanism of the saw-tooth profile of the upper bound of these inclusions was determined, which consists in the local substitution of alumosilicates with calcite under the maintenance of their relic layered texture.

Conclusions

Conclusions. A new version of the crystallization model of carbonate body genesis with a cone-in-cone structure is proposed.

текстура конус-в-конусекристаллизационная модельдевонСредний Тиманcone-in-cone structurecrystallizational modelDevonianMiddle Timan AcknowledgementsРабота выполнена при поддержке РФФИ, грант 20-05-00445АThe work was supported by the RFBR, grant 20-05-00445AReferencesАтлас конкреций. (1988) Л.: Недра, 323 с.Atlas konkrectsii (1988) [Atlas of concretions], Leningrad, Nedra Publ., 323 p. (In Russian)Бадида Л.В., Мизенс Г. А., Мельничук О.Ю. (2015) Текстура “конус в конусе” в терригенной толще верхнедевонской кодинской свиты на востоке Среднего Урала. Ежегодник-2014. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 162, 44-48.Badida L.V., Mizens G.A., Melnichuk O.Yu. (2015) Cone-incone structure in terrigenous strata of Kodinskaya Formation of Upper Devonian in the east of Middle Urals. Ezhegodnik-2014. Tr. IGG UrO RAN, V. 162, 44-48. (In Russian)Галимов Э.М. (1968) Геохимия стабильных изотопов углерода. М.: Недра, 226 с.Bates R.L., Jackson J.A. Glossary of Geology. (1987) Elsevier Science, 788 p.Галимов Э.М. (1993) Геохимия углерода. Природа, (3), 3-13.Becq-Giraudon J.F. (1990) Cone in cone structure in an environment of siliciclastic deposition. New observation on Lower Ordovician cone-in-cone structures of the Montagne Noire, south French Massif central. Geologie de la France, (2), 11-19.Г ригорьев Д.П. (1961) Онтогения минералов. Львов: Изд. Львовск. ун-та, 284 с.Boggs S. (2005) Principles of Sedimentology and Stratigraphy. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 662 p.Жабин А.Г. (1958) Морфология и генезис параллельно-шестоватых агрегатов минералов. Зап. ВМО, 87(5), 57-64.Carstens H. (1984) Early diagenetic cone-in-cone structures in pyrite concretions. J. Sed. Petrol. 55, 105-108.Жабин А.Г. (1979) Онтогения минералов. Агрегаты. М.: Наука, 272 с.Fairbridge R.W., Rampino M. (2003) Diagenetic Structures. Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks. Kluwer Academic Publishers, 219-225.Зарицкий П.В. (1977) Минералогия и геохимия конкреционных образований угленосных отложений. Конкреции и конкреционный анализ. М.: Наука, 60-73.Frolov V.T. (1993) Litologiy. Kn.2 [Lithology. Book 2], Moscow, Moscow St. Univ. Publ., 432 p. (In Russian)Колокольцев В.Г. (2015) Загадочная текстура конус-в-конусе. Природа, (11), 27-36.Galimov EM. (1968) Geokhimiya stabil ’nykh izotopov uglero-da [Geochemistry of carbon stable isotopes], Мoscow, Nedra Publ., 226 p. (In Russian)Колокольцев В.Г (2002) Текстура Coin-in-coin и ее происхождение. Литология и полез. ископаемые, (6), 612-627.Galimov EM. (1993) Carbon geochemistry. Priroda, (3), 3-13. (In Russian)Логвиненко Н.В. (1983) Петрография осадочных пород. М.: Высш. школа, 416 с.Gillman R.A., Metzger W.J. (1967) Cone-in-cone concretions from western New York. J. Sed. Petrol., 37, 87-95.Лодочников В.Н. (1955) Главнейшие породообразующие минералы. М.: ГНТИ, 248 с.Grigor’ev D.P. (1961) Ontogeniya mineralov [Ontogenisis of minerals], L’vov, L’vov Univ. Publ, 284 p. (In Russian)Малеев М.Н. (1971) Свойства и генезис природных нитевидных кристаллов и их агрегатов. М.: Наука, 99 с.Kolokol’tsev V.G. (2002) Structure coin-in-coin and it’s genesis. Litol. Polezn. Iskop., (6), 612-627. (In Russian)Матвеев К.К. (1948) О распространенности образований нарушенной кристаллизации (“кон-ин-кон”) в кунгурских отложениях западного склона Урала (по данным 1944 г.). Тр. Горно-геологического ин-та, 14(1), 28-32.Kolokol’tsev V.G. (2015) Mysterious cone-in-cone structure. Priroda, 11, 27-36. (In Russian)Наливкин Д.В. (1956) Учение о фациях. М., Л.: Изд-во АН СССР, 534 с.Lodochnikov V.N. (1955) Glavneishie porodoobrazuy-ushchie mineraly [The main rock-forming minerals], Мoscow, GNTI Publ., 248 p. (In Russian)Тельнова О.П., Шумилов И.Х. (2017) Саргаевский горизонт верхнего девона в бассейне р. Цильма, Средний Тиман. Стратиграфия. Геол. корреляция, 25(2), 49-71.Logvinenko N.V. (1983) Petrografiya osadochnyh porod [Sedimentary petrography], Мoscow, Vyssh. Shkola Publ., 416 p. (In Russian)Теодорович Г.И. (1963) О сутуро-стилолитовых поверхностях и образованиях “конус-в-конус”. Изв. АН СССР. Сер. геол., 11, 85-94.Lugli S., Reimold W. U., Koeberl Ch. (2005) Silicified Cone-in-Cone Structures from Erfoud (Morocco): A Comparison with Impact-Generated Shatter Cones. Impact Tectonics, Part of the series Impact Studies. Springer, 5, 81-110.Тугарова М.А. (2014) Микробиолиты триаса архипелага Шпицберген. СПб.: ВНИИОкеангеология, 198 с.Maleev M.N. (1971) Svoistva i genezis prirodnykh nitevid-nykh kristallov i ikh agregatov [Properties and genesis of natural whiskers crystalls and their units]. Мoscow, Nauka Publ., 99 p. (In Russian)Тугарова М.А., Синай М.Ю. (2011) Текстура конус-в-конусе как индикатор наложенной углеводородной флюидизации на стадии диагенеза (на примере триасовых разрезов восточных островов арх. Свальбард). Минеральные индикаторы литогенеза. Сыктывкар: Геопринт, 248-249.Matveev К.К. (1948) About abundance of formations of the broken crystallization (“con-in-con”) in the Kungur deposits of the western slope of the Urals (according data of 1944). Tr. Gorno-geologicheskogo in-ta [Works of Mining-geology Institute], 14(1), 28-32. (In Russian)Фролов В.Т. (1993) Литология. Кн. 2. М.: Изд-во МГУ, 432 с.Nalivkin D.V. uchenie o fatsiyakh [The doctrine about facies]. (1956) Moscow, Leningrad, AN SSSR Publ., 534 p. (In Russian)Шумилов И.Х. (2008) Манганосидеритовые конкреции в девонских отложениях Среднего Тимана. Геология и полезные ископаемые Западного Урала. Пермь: Перм. ун-т, 176179.Selles-Martinez J. (1994) New insights in the origin of cone-incone structures. Carbonates and Evaporites, (9), 172-186.Шумилов И.Х., Тельнова О.П. (2017) История геологического развития бассейна р. Цильма (Средний Ти-ман) в девоне. Литология и полезн. ископаемые, (3), 266-282.Shumilov I.Kh. (2008) Manganosiderite concretions in Devonian sediments of Middle Timan. Geologiya i poleznye iskopaemye Zapadnogo urala [Geology and mineral resources of the Western Urals] Perm, Perm Univ. Publ, 176-179. (In Russian)Юдович Я.Э., Беляев А.А., Кетрис М.П. (1998) Геохимия и рудогенез черносланцевых формаций Пай-Хоя. СПб.: Наука, 366 с.Shumilov I.Kh., Telnova O.P. (2017) History of the geological evolution of the Tsil’ma river basin (Middle Timan) in the Devonian. Litol. Polezn. Iskop, (3), 266-282. (In Russian)Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2010) Соотношения изотопов углерода в стратисфере и биосфере: четыре сценария. Биосфера, 2(2), 231-246.Tarr W.A. (1922) Cone-in-cone. Amer. J. Sci, 220, 199-213.Bates R.L., Jackson J.A. Glossary of Geology. (1987) Elsevier Science, 788 p.Tarr W.A. (1932) Cone-in-cone. Treatise on Sedimentation. Baltimore: Williams and Wilkins, 716-733.Becq-Giraudon J.F. (1990) Cone in cone structure in an environment of siliciclastic deposition. New observation on Lower Ordovician cone-in-cone structures of the Montagne Noire, south French Massif central. Geologie de la France, (2), 11-19.Tel’nova O.P., Shumilov I.Kh. (2017) The Upper Devonian Sargaevo horizon in the Tsil’ma river basin, Middle Timan. Stratigr. Geol. Korrel., 25(2), 49-71. (In Russian)Boggs S. (2005) Principles of Sedimentology and Stratigraphy. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 662 p.Teodorovich G.I. (1963) About suturo-stylolitic surfaces and formation “cone-in-cone”. Izv. AN SSSR. Ser. Geol., (11), 85-94. (In Russian)Carstens H. (1984) Early diagenetic cone-in-cone structures in pyrite concretions. J. Sed. Petrol., 55, 105-108.Tugarova M.A., Sinai M.Yu. (2011) Cone-in-cone structure as an indicator of the imposed hydrocarbon fluidization at a diagenesis stage (on the example of Triassic profile of east islands of Svalbard archipelago). Mineral-nye indikatory litogeneza [Mineral indicator of lithogen-esis]. Syktyvkar, Geoprint Publ., 248-249. (In Russian)Fairbridge R.W., Rampino. M. (2003) Diagenetic Structures. Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks. Kluwer Academic Publishers, 219-225.Tugarova М.А. (2014) Mikrobiolity triasa arkhipelaga Shpitsbergen [The Triassic microbiolites of Svalbard archipelago]. St.Petersburg, VNIIOkeangeologiya Publ., 198 p. (In Russian)Gillman, R.A., Metzger, W.J. (1967) Cone-in-cone concretions from western New York. J. Sed. Petrol., 37, 87-95.Woodland B.G. (1964) The nature and origin of cone-incone structure. Fieldiana. Geology, 13(4), 189-305.Lugli S., Reimold W.U., Koeberl Ch. (2005) Silicified Cone-in-Cone Structures from Erfoud (Morocco): A Comparison with Impact-Generated Shatter Cones. Impact Tectonics, Part of the series Impact Studies. Springer, 5, 81-110.Yudovich Ya.E., Belyaev A.A., Ketris M.P. (1998) Geotsimi-ya i rudogenez chernoslancevykh formatsii Pai-Khoya [Geochemistry and oregenesis of blackslate formations of Pay-Khoy Ridge]. St.Petersburg, Nauka Publ., 366 p. (In Russian)Selles-Martinez J. (1994) New insights in the origin of cone-incone structures. Carbonates and Evaporites, (9), 172-186.Yudovich Ya.E., Ketris M.P. (2010) Ratios of carbon isotopes in a stratisfere and the biosphere: four scenarios. Biosfera, 2(2), 231-246. (In Russian)Tarr W.A. (1922) Cone-in-cone. Amer. J. Sci., 220, 199-213.Zarickij P.V. (1977) Mineralogy and geochemistry of concretions in coalbearing sediments. Konkretsii i konkret-sionnyy analiz [Concretions and concretion analysis]. Moscow, Nauka Publ., 60-73. (In Russian)Tarr W.A. (1932) Cone-in-cone. Treatise on Sedimentation. Baltimore: Williams and Wilkins, 716-733.Zhabin A.G. (1958) Morphology and genesis of parallel fibrous units of minerals. Zap. VMO, 87(5), 57-64. (In Russian)Woodland B.G. (1964) The nature and origin of cone-incone structure. Fieldiana. Geology, 13(4), 189-305.Zhabin A.G. (1979) Ontogeniya mineralov. Agregaty [On-togenisis of minerals. Aggregates], Moscow, Nauka Publ., 272 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.