litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2021-21-6-805-828litosphere-1506Research ArticleСтатьиArticlesПроявление позднефаменского события Dasberg в области перехода от шельфа к батиали (разрезы Пай-Хоя)Manifestation of the Late Famennian Dasberg Event in the shelf-batial transition (Pai-Khoi sequences)ГруздевД. А.GruzdevD. A.

167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54

54 Pervomaiskaya st., Syktyvkar 167982

dag79@yandex.ruСоболевД. Б.SobolevD. B.

167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54

54 Pervomaiskaya st., Syktyvkar 167982

ПлотицынА. Н.PlotitsynA. N.

167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54

54 Pervomaiskaya st., Syktyvkar 167982

ЖуравлевА. В.ZhuravlevA. V.

167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54

54 Pervomaiskaya st., Syktyvkar 167982

Институт геологии Коми НЦ УрО РАНРоссияN.P. Yushkin Institute of Geology Komi SC UB RASRussian Federation202129122021216805828Copyright © Груздев Д.А., Соболев Д.Б., Плотицын А.Н., Журавлев А.В., 20212021Груздев Д.А., Соболев Д.Б., Плотицын А.Н., Журавлев А.В.Gruzdev D.A., Sobolev D.B., Plotitsyn A.N., Zhuravlev A.V.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/1506Объект исследования

Объект исследования. В статье рассматриваются региональные проявления в шельфовых и батиальных разрезах Пай-Хоя эвстатического события Dasberg, приуроченного к интервалу зон Lower–Middle expansa фаменского яруса верхнего девона. В задачи исследования входила оценка проявлений этого события в области перехода от мелководно-отмельных отложений Пай-Хойского карбонатного паравтохтона к глубоководным (батиальным) разрезам Карского сланцевого аллохтона.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве основы исследования выступает серия разнофациальных разрезов верхнего фамена, расположенных в разных частях Пай-Хоя: на р. Силова-Яха и руч. Тальбейшор (юго-западный Пай-Хой), реках Лымбадъяха и Песчаная (северный Пай-Хой). Фациальная интерпретация и реконструкция трансгрессивно-регрессивных последовательностей основаны на разработанных ранее седиментационных моделях отмельной и батиальной зон. В качестве стратиграфической основы использованы данные по конодонтам, а также выявленные максимумы трансгрессий и особенности изотопной записи карбонатного углерода.

Результаты

Результаты. В пайхойских разрезах в интервале зон Lower–Middle expansa установлены четыре трансгрессивно-регрессивных последовательности. Максимум третьей, наиболее высокоамплитудной, трансгрессии отвечает эвстатическому событию Dasberg. В рассматриваемом регионе данное событие не сопровождается признаками бескислородных условий. Изотопно-геохимических данные по разрезу р. Силова-Яха демонстрируют наличие в изотопной записи углерода структуры, аналогичной полученной ранее для североамериканских разрезов. Вероятной причиной вариации δ13Cкарб в этом интервале являются изменения климата и глобальной океанической циркуляции.

Выводы

Выводы. Стратиграфический интервал Lower–Middle expansa или Lower–Upper expansa (expansa s. l.) опознается по конодонтам в разрезах Пай-Хоя в различных фациях. Его более детальное расчленение и достоверная корреляция в этом регионе возможны на базе прослеживания проявлений эвстатического события Dasberg: характерной трансгрессивно-регрессивной последовательности и вариаций изотопного состава карбонатного углерода.

Research subject

Research subject. Regional manifestations of the Dasberg eustatic event in the shelf and bathyal Pai-Khoi successions. The event appears in the Lower-Middle expansa zones interval (Upper Devonian, Famennian).

Aim

Aim. To evaluate the manifestations of the event in the realm of transition from the shallow-water shoal succession of the Pai-Khoi carbonate parautokhtone towards the deep-water (bathyal) successions of the Kara shale allokhtone.

Materials and methods

Materials and methods. A number of successions comprising different facies and located in different parts of Pai-Khoi were studied: the Silova-Yakha River section and Tal’beyshor Creek section (south-western Pai-Khoi), the Lymbad’yakha section and the Peschanaya River section (northern Pai-Khoi). The interpretation of facies and the reconstruction of transgression-regression couplets were conducted based on the previously developed models of shoal and bathyal sedimentation. The stratigraphic framework comprised data on conodonts, transgression acmes, and carbonate carbon isotopic record.

Results

Results. The Pai-Khoi successions comprising Lower–Middle expansa zones demonstrate four transgression-regression cycles. The transgression acme of the third cycle marks the Dasberg eustatic event. The absence of anoxia is characteristic of this event in the region under consideration. The carbonate carbon isotope record of the Silova-Yakha River section shows a structure similar to that of North American successions. Variations in δ13Cкарб were likely to be caused by climate changes and perturbations of the global oceanic circulation.

Conclusions

Conclusions. The stratigraphic interval comprising Lower–Middle expansa or Lower–Upper expansa (expansa s. l.) zones is detected clearly in different facies. A more detailed subdivision and correlation in the region under consideration is possible on the basis of evaluating manifestations of the Dasberg eustatic event: a characteristic eustatic succession and variations of the carbonate carbon isotopic composition.

событие Dasbergфаменский ярусверхний девонконодонтыостракодыПай-ХойDasberg EventFamennianLate DevonianconodontsostracodesPai-KhoiReferencesГруздев Д.А., Плотицын А.Н., Журавлев А.В., Антропова Е.В., Ерофеевский А.В. (2020) Лымбадъяхинская свита верхнего девона севера Пай-Хойского карбонатного паравтохтона: новые данные. Изв. Коми НЦ УрО РАН, 41(1), 5-15.Algeo T.J., Berner R.A., Maynard J.B., Scheckler S. (1995) Late Devonian oceanic anoxic events and biotic crises: “Rooted” in the evolution of vascular plants. GSA Today, 5(3), 64-66.Еременко Н.М., Журавлев А.В. (2013) Литолого-генетическая типизация среднепалеозойских глубоководных отложений. Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории. Мат-лы VII Всерос. литол. совещ. Т. I. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 290-294.Becker R.T. (1993) Anoxia, eustatic changes, and Upper Devonian to Lowermost Carboniferous global ammonoid diversity. The Ammonoidea: Environment, Ecology, and Evolutionary Change. (Ed. M.R. House). Spec. vol. 47, 115-164.Журавлев А.В. (2008) Стратиграфическая характеристика верхнедевонских отложений среднего течения р. Кары (ЮЗ Пай-Хой). Нефтегазовая геология. Теория и практика, 3(4), URL: http://www.ngtp.ru/rub/2/48_2008.pdfBecker R.T., Ashouri A.R., Yazdi M. (2004) The Upper Devonian Annulata Event in the Shotori Range (eastern Iran). Neues Jahrbiuch für Geologie und Paläontologie, Abhandlungen, 231, 119-143.Журавлев А.В. (2012а) Седиментационная модель области сочленения Елецкой и Лемвинской формационных зон Приполярного Урала в пограничном девонско-каменноугольном интервале. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 7(4), URL: http://www.ngtp.ru/rub/2/59_2012.pdfBecker R.T., Kaiser S.I., Aretz M. (2016) Review of chrono-, litho- and biostratigraphy across the global Hangenberg Crisis and Devonian-Carboniferous Boundary. Devonian Climate, Sea Level and Evolutionary Events. (Ed. R.T. Becker, P. Konigshof, C.E. Brett). J. Geol. Soc., 423, 355-386.Журавлев А.В. (2012б) Тафономия конодонтовых элементов в позднедевонско-раннекаменноугольных турбидитах севера Урала и Пай-Хоя. Литосфера, (3), 14-21.Calner M. (2008) Silurian global events – at the tipping point of climate change. Mass extinctions. (Ed. M.T. Ashraf). Berlin; Heidelberg, Springer-Verlag, 21-58.Журавлев А.В. (2019) Динамика таксономического разнообразия конодонтов в позднем девонераннем карбоне (фаменский–серпуховский века). Литосфера, 19(1), 81-91. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-81-91Carmichael S.K., Waters J.A., Suttner T.J., Kido E., DeReuil A.A. (2014) A new model for the Kellwasser Anoxia Events (Late Devonian): Shallow water anoxia in an open oceanic setting in the Central Asian Orogenic Belt. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 399, 394-403.Журавлев А.В., Герасимова А.И., Вевель Я.А. (2015) Местная стратиграфическая схема верхнедевонско-среднекаменноугольного интервала севера Пай-Хойского карбонатного паравтохтона. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (4), 8-13.Eremenko N.M., Zhuravlev A.V. (2013) Lithological-genetic typization of the Middle Paleozoic deep-water deposits. Sedimentary basins, sedimentation and post-sedimentation processes in geological history. Materialy VII Vseros. Lithol. Soveshch. V. 1. Novosibirsk, INGG SB RAS, 290-294. (In Russ.)Плотицын А.Н. (2016) Корреляционные уровни в верхнем фамене и турне севера Урала и гряды Чернышева. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (7), 46-53.Gruzdev D., Plotitsyn A.N., Zhuravlev A.V., Antropova E.V., Erofeevsky A.V. (2020) Lymbada formation of the Upper Devonian of north of Pay-Khoy carbonate parautochtone: new data. Izv. Komi SC UB RAS, 41(1), 5-15. (In Russ.)Плотицын А.Н., Вевель Я.А. (2019) Биостратиграфия верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложений опорного разреза на р. Кожим (Приполярный Урал) по конодонтам. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 14(3), http://www.ngtp.ru/rub/2019/25_2019.html DOI https://doi.org/10.17353/2070-5379/25_2019Hartenfels S., Becker R.T. (2009) Timing of the global Dasberg Crisis – implications for Famennian eustasy and chronostratigraphy. Studies in Devonian Stratigraphy: Proc. 2007 Int. Meet. of the Subcommission on Devonian Stratigraphy and IGCP 499. Palaeontogr. Amer., 63, 69-95.Algeo T.J., Berner R.A., Maynard J.B., Scheckler S. (1995) Late Devonian oceanic anoxic events and biotic crises:“Rooted” in the evolution of vascular plants. GSA Today, 5(3), 64-66.Irwin M.L. (1965) General theory of epeiric clear water sedimentation. Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., 49, 445-459.Becker R.T. (1993) Anoxia, eustatic changes, and Upper Devonian to Lowermost Carboniferous global ammonoid diversity. The Ammonoidea: Environment, Ecology, and Evolutionary Change. (Ed. M.R. House). Spec. vol. 47, 115-164.Jeppsson L. (1990) An oceanic model for lithological and faunal changes tested on the Silurian record. J. Geol. soc., 147, 663-674.Becker R.T., Ashouri A.R., Yazdi M. (2004) The Upper Devonian Annulata Event in the Shotori Range (eastern Iran). Neues Jahrbiuch für Geologie und Paläontologie, Abhandlungen, 231, 119-143.Johnson M.E. (2006) Relationship of Silurian sea-level fluctuations to oceanic episodes and events. GFF, 128, 115-121.Becker R.T., Kaiser S.I., Aretz M. (2016) Review of chrono-, litho- and biostratigraphy across the global Hangenberg Crisis and Devonian–Carboniferous Boundary. Devonian Climate, Sea Level and Evolutionary Events. (Eds R.T. Becker, P. Konigshof, C.E. Brett). J. Geol. soc., 423, 355-386.Johnson J.G., Klapper G., Sandberg C.A. (1985) Devonian eustatic fluctuations in Euramerica. Geol. Soc. Amer. Bull., 96, 567-587.Calner M. (2008) Silurian global events – at the tipping point of climate change. Mass extinctions. (Ed. M.T. Ashraf). Berlin; Heidelberg, Springer-Verlag, 21-58.Kaiser S.I., Aretz M., Becker R.T. (2015) The global Hangenberg Crisis (Devonian–Carboniferous transition): review of a first-order mass extinction. Devonian Climate, Sea Level and Evolutionary Events. (Ed. R.T. Becker, P. Konigshof, C.E. Brett). Geol. Soc., London, Spec. Publ., 423.Carmichael S.K., Waters J.A., Suttner T.J., Kido E., DeReuil A.A. (2014) A new model for the Kellwasser Anoxia Events (Late Devonian): Shallow water anoxia in an open oceanic setting in the Central Asian Orogenic Belt. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 399, 394-403.Kaiser S.I., Becker R.T., Spaletta C., Steuber T. (2009) High-resolution conodont stratigraphy, biofacies, and extinctions around the Hangenberg Event in pelagic successions from Austria, Italy, and France. Palaeontogr. Amer., 63, 99-143.Hartenfels S., Becker R.T. (2009) Timing of the global Dasberg Crisis – implications for Famennian eustasy and chronostratigraphy. Studies in Devonian Stratigraphy: Proc. 2007 Int. Meet. of the Subcommission on Devonian Stratigraphy and IGCP 499. Palaeontogr. Amer., 63, 69-95.Kaiser S.I., Becker R.T., Steuber T., Aboussalam Z.S. (2011) Climate-controlled mass extinctions, facies, and sea-le vel changes around the Devonian-Carboniferous boundary in the eastern Anti-Atlas (SE Morocco). Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 310, 340-364.Irwin M.L. (1965) General theory of epeiric clear water sedimentation. Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., 49, 445-459.Kumpan T., Bàbek O., Kalvoda J., Matys G.T., Frýda J., Becker R.T., Hartenfels S. (2015) Petrophysical and geochemical signature of the Hangenberg Events: an integrated stratigraphy of the Devonian–Carboniferous boundary interval in the Northern Rhenish Massif (Avalonia, Germany). Bull. Geosci., 90(3), 667-694.Jeppsson L. (1990) An oceanic model for lithological and faunal changes tested on the Silurian record. J. Geol. soc., 147, 663-674.Pisarzowska A., Becker R.T., Aboussalam Z.S., Szczerba M., Sobień K., Kremer B., Owocki K., Racki G. (2020) Middlesex/punctata event in the Rhenish Basin (Padberg section, Sauerland, Germany) – Geochemical clues to the early-middle Frasnian perturbation of global carbon cycle. Glob. Planet. Change, 191, DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103211Johnson M.E. (2006) Relationship of Silurian sea-level fluctuations to oceanic episodes and events. GFF, 128, 115-121.Pisarzowska A., Racki G. (2020) Comparative carbon isotope chemostratigraphy of major Late Devonian biotic crises. Stratigr. Timescal., 5, 387-466.Johnson J.G., Klapper G., Sandberg C.A. (1985) Devonian eustatic fluctuations in Euramerica. Geol. Soc. Amer. Bull., 96, 567-587.Plotytsin A.N. (2016) Correlation levels in upper Famennian-Tournaisian deposits of the north of Urals and Chernyshev swell. Vestn. IG Komi SC UB RAS, 7, 46-53. (In Russ.) DOI: 10.19110/2221-1381-2016-7-46-53Kaiser S.I., Aretz M., Becker R.T. (2015) The global Hangenberg Crisis (Devonian–Carboniferous transition): review of a first-order mass extinction. Devonian Climate, Sea Level and Evolutionary Events. (Ed. R.T. Be cker, P. Konigshof, C.E. Brett). Geol. Soc., London, Spec. Publ., 423.Plotitsyn A.N., Vevel Ya.A. Conodonts of the Devonian-Carboniferous boundary deposits of Kozhim River key section (Subpolar Urals). Neftegazovaya Geologiya. Teoriya i Praktika, 14(3). (In Russ.) http://www.ngtp.ru/rub/2019/25_2019.html DOI https://doi.org/10.17353/2070-5379/25_2019Kaiser S.I., Becker R.T., Spaletta C., Steuber T. (2009) High-resolution conodont stratigraphy, biofacies, and extinctions around the Hangenberg Event in pelagic successions from Austria, Italy, and France. Palaeontogr. Amer., 63, 99-143.Qie W., Algeo T.J., Herrrmann A. (2019) Global events of the Late Paleozoic (Early Devonian to Middle Permian): A review. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., (531), 109-259.Kaiser S.I., Becker R.T., Steuber T., Aboussalam Z.S. (2011) Climate-controlled mass extinctions, facies, and sea-le vel changes around the Devonian-Carboniferous boundary in the eastern Anti-Atlas (SE Morocco). Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 310, 340-364.Sandberg C.A., Morrow J.R., Ziegler W. (2002) Late Devonian sea-level changes, catastrophic events, and mass extinctions. Catastrophic Events and Mass Extinctions: Impacts and Beyond. (Ed. C. Koeberl, K.G. MacLeod). Boulder. Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 356, 473-487.Kumpan T., Bàbek O., Kalvoda J., Matys G.T., Frýda J., Becker R.T., Hartenfels S. (2015) Petrophysical and geochemical signature of the Hangenberg Events: an integrated stratigraphy of the Devonian–Carboniferous boundary interval in the Northern Rhenish Massif (Avalonia, Germany). Bull. Geosci., 90(3), 667-694.Smith M.G., Bustin R.M. (2000) Late Devonian and Early Mississippian Bakken and Exshaw Black Shale Source Rocks, Western Canada Sedimentary Basin: A Sequence Stratigraphic Interpretation. AAPG Bull., 84(7), 940-960.Pisarzowska A., Becker R.T., Aboussalam Z.S., Szczerba M., Sobień K., Kremer B., Owocki K., Racki G. (2020) Middlesex/punctata event in the Rhenish Basin (Padberg section, Sauerland, Germany) – Geochemical clues to the early-middle Frasnian perturbation of global carbon cycle. Glob. Planet. Change, 191, DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103211Stock C.W., Sandberg C.A. (2019) Latest Devonian (Famennian, expansa Zone) conodonts and sponge-microbe symbionts in Pinyon Peak Limestone, Star Range, southwestern Utah, lead to reevaluation of global Dasberg Event. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 534, 109-271.Pisarzowska A., Racki G. (2020) Comparative carbon isotope chemostratigraphy of major Late Devonian biotic crises. Stratigr. Timescal., 5, 387-466.Walliser O.H. (1996) Global events in the Devonian and Carboniferous. Global events and event stratigraphy in the Phanerozoic. (Ed. O.H. Walliser). Berlin; Heidelberg, Springer-Verlag, 225-250.Qie W., Algeo T.J., Herrrmann A. (2019) Global events of the Late Paleozoic (Early Devonian to Middle Permian): A review. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., (531), 109-259.Zatoń M., Zhuravlev A.V., Rakociński M., Filipiak P., Borszcz T., Krawczyński W., Wilson M.A., Sokiran E.V. (2014) Microconchid-dominated cobbles from the Upper Devonian of Russia: Opportunism and dominance in a restricted environment following the Frasnian–Famennian biotic crisis. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 401, 142-153, DOI: 10.1016/j.palaeo.2014.02.029Sandberg C.A., Morrow J.R., Ziegler W. (2002) Late Devonian sea-level changes, catastrophic events, and mass extinctions. Catastrophic Events and Mass Extinctions: Impacts and Beyond. (Ed. C. Koeberl, K.G. MacLeod). Boulder. Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 356, 473-487.Zhuravlev A.V. (2008) Stratigraphic characteristic of the Upper Devonian deposits in the Kara river middle course (SW Pay-Khoy). Neftegazovaya Geologiya. Teoriya i Praktika, 3(4), URL: http://www.ngtp.ru/rub/2/48_2008.pdf (In Russ.)Smith M.G., Bustin R.M. (2000) Late Devonian and Early Mississippian Bakken and Exshaw Black Shale Source Rocks, Western Canada Sedimentary Basin: A Sequence Stratigraphic Interpretation. AAPG Bull., 84(7), 940-960.Zhuravlev A.V. (2012a) Sedimentation model of the transitional zone from the Elets to Lemva Formation Belts (Devonian-Carboniferous boundary, Cis-Polar Ural). Neftegazovaya Geologiya. Teoriya i Praktika, 7(4), URL: http://www.ngtp.ru/rub/2/59_2012.pdf (In Russ.)Stock C.W., Sandberg C.A. (2019) Latest Devonian (Famennian, expansa Zone) conodonts and sponge-microbe symbionts in Pinyon Peak Limestone, Star Range, southwestern Utah, lead to reevaluation of global Dasberg Event. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 534, 109-271.Zhuravlev A.V. (2012b) Conodont element taphonomy in the Late Devonian–Early Carboniferous turbidites of the north of Urals and Pay-Khoy. Lithosphere (Russia), (3), 14-21. (In Russ.)Walliser O.H. (1996) Global events in the Devonian and Carboniferous. Global events and event stratigraphy in the Phanerozoic. (Ed. O.H. Walliser). Berlin; Heidelberg, Springer-Verlag, 225-250.Zhuravlev A.V. (2019) Dynamics of the conodont diversity in the Late Devonian–Early Carboniferous (Famennian–Serpukhovian). Lithosphere (Russia), 19(1), 81-91. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-81-91Zatoń M., Zhuravlev A.V., Rakociński M., Filipiak P., Borszcz T., Krawczyński W., Wilson M.A., Sokiran E.V. (2014) Microconchid-dominated cobbles from the Upper Devonian of Russia: Opportunism and dominance in a restricted environment following the Frasnian-Famennian biotic crisis. Palaeogeogr., Palaeoclim., Palaeoecol., 401, 142-153. DOI: 10.1016/j.palaeo.2014.02.029Zhuravlev A.V., Gerasimova A.I., Vevel Ya.A. (2015) Local stratigraphical map of Upper Devonian-Middle Carboniferous interval of Northern Pay Khoy carbonate parautochthone. Vestn. IG Komi SC UB RAS, (4), 8-13. (In Russ.)Ziegler W., Sandberg C.A. (1984) Palmatolepis – based revision of upper part of standard Late Devonian conodont zonation. Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 196, 179-194.Ziegler W., Sandberg C.A. (1984) Palmatolepis – based revision of upper part of standard Late Devonian conodont zonation. Geol. Soc. Amer. Spec. Pap., 196, 179-194.

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