References

litosphere

Литосфера

LITHOSPHERE (Russia)

1681-90042500-302X

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry

10.24930/1681-9004-2018-18-4-543-565

litosphere-236

Research Article

Статьи

Articles

Особенности состава, строения и условий образования хирнантских отложений в Тимано-Североуральском осадочном бассейне

Pecularities of composition, structure and environments of Hirnantian deposits in the Timan-northern Ural sedimentary basin

Антошкина

Анна Ивановна

Antoshkina

Anna I.

Antoshkina@geo.komisc.ru

Шмелёва

Любовь Алексеевна

Shmeleva

Lyubov’ A.

noemail@neicon.ru

Институт геологии Коми НЦ УрО РАНРоссияInstitute of Geology Komi Science Centre Urals Branch of RASRussian Federation

2018

28082018

04543565

2018

Антошкина А.И., Шмелёва Л.А.

Antoshkina A.I., Shmeleva L.A.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/236

Представлены результаты литолого-геохимического изучения хирнантских отложений на западном склоне Приполярного (разрезы Ко-БКБ и Ко-108/01) и Северного (разрез БК-2) Урала. Выявлено, что регрессия в раннем хирнанте проявилась в формировании седиментационно-диагенетических брекчий, эрозионных поверхностей, биокластовых песков и в частых колебаниях кривых δ13C и δ18O. В позднем хирнанте существовали более мористые обстановки отмелей с криноидно-песчаными фациями и более спокойноводные условия нижней зоны литорали, а изотопный состав углерода и кислорода имел положительную тенденцию до середины верхнего хирнанта, сменившуюся к кровле на отрицательную. В среднем хирнанте выявлен выразительный негативный экскурс изотопных кривых углерода и кислорода, который можно применять в качестве регионального геохимического репера. Этот кратковременный интервал в хирнантское время, вероятнее всего, характеризует резкое обмеление, интенсивный континентальный снос и влияние пресных вод при обширной региональной регрессии Тимано-Североуральского морского бассейна. Для хирнантского яруса Западного Урала, исходя из установленного позднекатийского возраста кырьинского горизонта, предложено выделить “кожымский” горизонт со стратотипическими разрезами на р. Кожым Приполярного Урала.

The results of lithological and geochemical study of the Hirnantian deposits on the western slope of the Subpolar (Ko-BKB and Ko-108/01 sections) and Northern (BK-2 section) Urals are presented. At the beginning of the Hirnantian the regression in the Timan-northern Ural region on the outer zone of the carbonate platform margin (eastern sections of Ko-BKB - the Bad’yashor Fm in the Kozhym River, Subpolar Urals and BK-2 - pack 1 of the Verkh Ruchej Fm in the Ilych River basin, Northern Urals) was manifested in the formation of breccias, erosion surfaces with pockets, carbon and oxygen isotope excursions. In the inner zone of the platform margin (western section Ko-108/01 - pack 1 of the Yunkoshor Fm) was formed bioclastic sands, erosion processes have been significantly weaker. In the late Hirnantian existed shoals with crinoidal-sand facies (sections Ko-BKB - the Kamennaya Baba Fm and BK-2 - pack 2 of the Verkh Ruchej Fm) and more quiet water conditions of lower intertidal zone (section Ko-108/01 - pack 2 of the Yunkoshor Fm). The difference in the sedimentation was due to the existence of paleouplifts and paleodepressions (raised and lowered blocks of composite basement) on the carbonate platform. The similar environments in the sedimentary basin are revealed in the mid-Hirnantian by the negative excursion of carbon and oxide isotope curves clearly expressed in all sections. This shift reaching in the δ18О to 4.7‰ fixed in the section Ko-BKB. Such expressive isotope excursion can apply as the regional geochemical marker of the mid-Hirnantian deposits. This time interval characterizes an abrupt shallowing, intense continental runoff, and influence of fresh-water due to short-term extensive regional regression in the Timan-northern Ural marine basin. For the Hirnantian Stage in stratigraphic scheme of the Western Urals on the basis of sections completeness it is necessary to allocate the “Kozhym” Regional Stage with the stratotype sections in the Kozhym River on the Subpolar Urals, which must be located above the Kyr’ya Regional Stage corresponding to the upper Katian.

литологияδ13C и δ18Oфациихирнантские отложенияПриполярный и Северный УралТимано-Североуральский регионlithologyδ13C and δ18OfaciesHirnantian depositsSubpolar and Northern UralsTiman-northern Ural region

References1

Антошкина А.И. (2007) Нижний палеозой верховьев р. Кожым, Приполярный Урал. Изучение, сохранение и использование объектов геологического наследия северных регионов (Республика Коми). Мат-лы науч.-практич. конф. Сыктывкар: Геопринт, 65-67.

Антошкина А.И. (2011) Генетические типы карбонатных псефитолитов нижнего палеозоя севера Урала: II. Типы, модели и особенности формирования. Литосфера, (3), 39-49.

Антошкина А.И., Салдин В.А., Никулова Н.Ю., Юрьева З.П., Пономаренко Е.С., Сандула А.Н., Канева Н.А., Шмелёва Л.А., Шеболкин Д.Н., Шадрин А.Н., Инкина Н.А. (2015) Реконструкция осадконакопления в палеозое Тимано-Североуральского региона: направления исследований, результаты, проблемы и задачи. Изв. Коми НЦ УрО РАН, 21(1), 55-72.

Безносова Т.М., Майдль Т.В., Мянник П. (2006) Стратиграфический объем и строение яптикнырдской свиты верхнего ордовика Приполярного Урала. Вест. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (10), 11-15.

Безносова Т.М., Майдль Т.В., Мянник П., Мартма Т. (2011) Граница ордовика и силура на западном склоне Приполярного Урала. Стратиграфия. Геологическая корреляция, 19(4), 21-39.

Валюкявичус Ю.Ю., Гладковский В.Г., Каратаюте-Талимаа В.Н., Курс В.Ш., Мельников С.В., Меннер В.Вл. (1983) Стратиграфия силура и нижнего девона Северного Тимана. Изв. АН СССР, сер. геол., (10), 53-64.

Виноградов В.И. (2007) Изотопные показатели геохимических изменений осадочных пород. Природа, (11), 22-28.

Граница ордовика и силура на Северо-Востоке СССР. (1983) (Ред. Б.С. Соколов, Т.Н. Корень, И.Ф. Никитин). Л.: Наука, 205 с.

Изох О.П., Изох Н.Г., Пономарчук В.А., Семенова Д.В. (2009) Изотопы углерода и кислорода в отложениях фран-фаменского (верхний девон) разреза Кузнецкого бассейна (Юг Западной Сибири). Геология и геофизика, 50(7), 786-795.

Казьмин С.П., Волков И.А. (2010) Характер природных процессов в азиатской части России во время последней ледниковой стадии. География и природные ресурсы, (3), 5-10.

Краузе С.Н., Маслов В.А. (1961) Ордовик, силур и нижний девон западного склона Башкирского Урала. Уфа: БФ АН СССР, 94 с.

Мавринская Т.М., Якупов Р.Р. (2016) Ордовикские отложения западного склона Южного Урала и их корреляция по конодонтам и хитинозоям. Геология и геофизика, 57(2), 333-352.

Майдль Т.В. (2006) Древние травертины на границе ордовика и силура: литологическое свидетельство изотопного феномена. Вест. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (11), 7-10.

Маслов А.В., Иванов К.С., Чумаков Н.М., Kpyпении М.Т., Анцыгин Н.Я. (1996) Разрезы верхнего рифея, венда и нижнего палеозоя Среднего и Южного Урала. Путеводитель геологических экскурсий Всерос. совещ. “Палеогеография венда и раннего палеозоя (ПВРП-96) и Итоговой Междунар. конф. проекта 319 МПГК”. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 116 с.

Мельников С.В. (1999) Конодонты ордовика и силура Тимано-Североуральского региона. СПб.: ВСЕГЕИ, 136 с.

Ожиганов Д.Г. (1955) Стратиграфия и фациальные особенности силурийских отложений западного склона Южного Урала. Уч. зап. Башпединститута, IV, 55-92.

Опорные разрезы верхнего ордовика и нижнего силура Приполярного Урала. (1987) (Ред. В.С. Цыганко, В.А. Чермных). Сыктывкар: Коми ФАН СССР, 108 с.

Першина А.И., Цыганко В.С., Щербаков Э.С., Боринцева Н.А. (1971) Биостратиграфия силурийских и девонских отложений Печорского Урала. Л.: Наука, 130 с.

Постановления Межведомственного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий. (2012) СПб.: ВСЕГЕИ, 41, 48 с.

Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

Рассказова Н.В. (1988) Корреляция продуктивных горизонтов верхнего ордовика-нижнего девона. Стратиграфия и литология нефтегазоносных отложений Тимано-Печорской провинции. Л.: ВНИГРИ, 30-36.

Сенников Н.В. (1998) Проявления глобального ордовикско-силурийского биотического кризиса в граптолитовых сообществах Средней Сибири. Геология и геофизика, 39(5), 557-567.

Состояние изученности стратиграфии докембрия и фанерозоя России. Задачи дальнейших исследований. (2008) Постановления Межведомственного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий. СПб.: ВСЕГЕИ, 38, 131 с.

Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). (1993) Екатеринбург: Роскомнедра, ИГиГ УрО РАН.

Стратиграфический кодекс России. (2006) СПб.: ВСЕГЕИ, 96 с.

Тимонин Н.И. (1998) Печорская плита: история геологического развития в фанерозое. Екатеринбург: УрО РАН, 240 с.

Филатова Н.И., Хаин В.Е. (2010) Кратон Арктида и неопротерозойские-мезозойские орогенные пояса Циркумполярного региона. Геотектоника, (3), 3-29.

Хабаров Е.М., Изох О.П. (2014) Седиментология и изотопная геохимия рифейских карбонатных отложений Хараулахтинского поднятия севера восточной Сибири. Геология и геофизика, 55(5-6), 797-820.

Хант Дж. (1982) Геохимия и геология нефти и газа. М.: Мир, 704 с.

Шмелёва Л.А., Толмачёва Т.Ю. (2016) Карбонатные отложения верхнего ордовика на реке Большая Косью (Северный Урал): характеристика разреза и первые данные по конодонтам. Региональная геология и металлогения, 65 (4), 50-59.

Юдин В.В. (1983) Варисциды Северного Урала. Л.: Наука, 173 с.

Юдин В.В. (1994) Орогенез севера Урала и Пай-Хоя. Екатеринбург: Наука, 285 с.

Armstrong H.A., Coe A.L. (1997) Deep-sea sediments record the geophysiology of the Late Ordovician glaciations. J. Geol. Soc., 154, 929-934.

Baarly B.G., Johnson M.E., Antoshkina A.I. (2003) Silurian Stratigraphy and Paleogeography of Baltica. Silurian Lands and Seas. Paleogeography Outside of Lavrentia. (E. Landing, M.E. Johnson eds). New York State Museum Bull., 493, 3-35.

Batten Hender K.L., Dix G.R. (2008) Facies development of a Late Ordovician mixed carbonate siliciclastic ramp proximal to the developing Taconic orogen: Lourdes Formation, Newfoundland, Canada. Facies, 54, 121-149.

Bergström S., Chen Xu, Gutierrez-Marco J.C., Dronov A. (2009) The new chronostratigraphic classiﬁcation of the Ordovician System and its relations to major regional series and stages and to δ13C chemostratigraphy. Lethaia, 42, 97-107.

Bergström S.M., Eriksson M.E., Young S.A., Ahlberg P., Schmitz B. (2014) Hirnantian (latest Ordovician) δ13C chemostratigraphy in southern Sweden and globally: a refined integration with the graptolite and conodont zone successions. GFF, 136, 355-386.

Bergström S.M., Leslie S.A. (2009) The Ordovician conodont Amorphognathus ordovicicus Branson and Mehl and the evolution of Amorphognathus Branson and Mehl, a key genus in Ordovician conodont biostratigraphy. Permophiles International Commission on Stratigraphy International Union of Geological Sciences (C.M. Henderson and C. MacLean еds), Suppl. 1(53). Abstracts Icos, 6-7.

Bergström S.M., Saltzman M.M., Schmitz B. (2006) First record of the Hirnantian (Upper Ordovician) δ13C excursion in the North American Midcontinеnt and its regional implications. Geol. Magazine, 143(5), 657-678.

Berry W.B.N. (2003) Late Ordovician environmental changes in Carnic Alps and central Nevada: a comparative study. Bull. Société Géol. France, 174(3), 211-216.

Brenchley P.J. (2004) End Ordovician Glaciation. The Great Ordovician Biodiversification Event (Eds B.D. Webby, F. Paris, M.L. Droser, I.G. Percival). N. Y.: Columbia University Press, 81-83.

Brenchley P.J., Marshall J.D., Carden G.A.F., Robertson D.B.R., Long D.G.F., Meidla T., Hints L., Anderson T.F. (1994) Bathymetric and isotopic evidence for a short-lived Late Ordovician glaciation in a greenhouse period. Geology, 22(4), 295-298.

Brenchley P.J., Marshall J.D., Hints L., Nolvak J. (1997) New isotopic data solving the old biostratigraphic problem: the age of the upper Ordovician brachiopod. Holorhyncus giganteus. J. Geol. Soc., London, 154, 335-42.

Brenchley P.J., Carden G.A., Hints L., Kaljo D., Marshall J.D., Martma T., Meidla T., Nõlvak J. (2003) High-resolution stable isotope stratigraphy of Upper Ordovician sequences: constrains on the timing of bio events and environmental changes associated with mass extinction and glaciations. Bull. Geol. Soc. Amer., 115, 89-104.

Chen X., Rong J.Y., Fan J.X., Zhan R.B., Mitchell C.E., Harper D.A.T., Melchin M.J., Peng P., Finney S.C., Wang X.F. (2006) The global boundary stratotype section and point (GSSP) for the base of the Hirnantian Stage (the uppermost of the Ordovician System). Episodes, 29, 183-196.

Dahlqvist P., Calner M. (2004) Late Ordovician palaeoceanographic changes as reflected in the Hirnantian-early Llandovery succession of Jämtland, Sweden. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 210, 149-164.

Droser M.L., Bottjer D.J., Sheehan P.M., McGhee Jr. G.R. (2000) Decoupling of taxonomic and ecologic severity of Phanerozoic marine mass extinctions. Geology, 28, 675-678.

Gorjan P., Kaiho K., Fike D.A., Xu C. (2012) Carbon- and sulfur-isotope geochemistry of the Hirnantian (Late Ordovician) Wangjiawan (Riverside) section, South China: Global correlation and environmental event interpretation. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 337-338, 14-22.

Gradstein F.M., Ogg J.G., Smith A.G., Bleeker W., Lourens L.J. (2004) A new Geologic Time Scale, with special reference to Precambrian and Neogene. Episodes, 27(2), 83-100.

Harris M.T., Sheehan P.M. (1996) Upper Ordovician-Lower Silurian depositional sequences determined from middle shelf sections, Barn Hills and Lakeside Mountains, eastern Great Basin. Paleozoic Sequence Stratigraphy: Views from the North American Craton (B.J. Witzke, G.A. Ludvigson, J. Day eds). Geol. Soc. Amer., Special. Paper, 306, 161-176.

Herrmann A.D., Haupt B.J., Patzkowsky M.E., Seidov D., Slingerland R.L. (2004) Response of Late Ordovician paleoceanography to changes in sea level, continental drift, and atmospheric pCO2: potential causes for long-term cooling and glaciations. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 210(2-4), 385-401.

Kaljo D., Hints L., Martma T., Nõlvak J., Oraspõld A. (2004) Late Ordovician carbon isotope trend in Estonia, its significance in stratigraphy and environmental analysis. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 210, 165-185.

Kaljo D., Hints L., Männik P., Nõlvak J. (2008) The succession of Hirnantian events based on data from Baltica: brachiopods, chitinozoans, conodonts, and carbon isotopes. Eston. J. Earth Sci., 57(6), 197-218.

Kaljo D., Männik P., Martma T., Nõlvak J. (2012) More about the Ordovician-Silurian transition beds at Mirny Creek, Omulev Mountains, NE Russia: carbon isotopes and conodonts. Eston. J. Earth Sci., 61(4), 277-294.

Кoren’ T.N., Sobolevskaya R.F. (2008) The regional stratotype section and point for the base of the Hirnantian Stage (the uppermost Ordovician) at Mirny Creek, Omulev Mountains, Northeast Russia. Eston. J. Earth Sci., 57(1), 1-10.

Kroger B., Ebbestad J.O.R., Lehnert O., Ullmann C.V., Korte C., Frei R., Rasmussen M.O. (2015) Sub-aerial speleotherms and deep karst in Central Sweden linked to Hirnantian glaciations. J. Geol. Soc., doi: 10 1144/igs2014-071.

Melchin M.J., Holmden C. (2006) Carbon isotope chemostratigraphy in Arctic Canada: Sea-level forcing of carbonate platform weathering and implications for Hirnantian global correlation. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 234, 186-200.

Melchin M.J., Mitchell C.E., Holmden C., Štorch P. (2013) Environmental changes in the Late Ordovician-early Silurian: Review and new insights from black shales and nitrogen isotopes. Geol. Soc. Amer. Bull., 125, 1635-1670.

Mergl M. (2011) Earliest occurrence of the Hirnantia Fauna in the Prague Basin (Czech Republic). Bull. Geosci., 86(1), 63-70.

Munnecke A., Calner M., Harper D.A.T., Servais T. (2010) Ordovician and Silurian sea-water chemistry, sea level, and climate: A synopsis. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol, 296, 389-13.

Ogg J.G., Ogg G., Gradstein F.M. (2008) The concise geologic time scale. Cambridge: Cambridge University Press, 177 p.

Scotese C.R., Boucot A.J., Chen Xu. (2015) Atlas of Phanerozoic Climatic Zones (Mollweide Projection), V. 1-6. Paleomap Project PaleoAtlas for ArcGIS, PALEOMAP Project, Evanston, IL.

Sheehan P.M. (2001) The Late Ordovician mass extinction. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 29, 331-364.

Sutcliffe O.E., Harper D.A.T., Salem A.A., Whittington R.J., Craig J. (2001) The development of an atypical Hirnantia-brachiopod fauna and the onset of glaciation in the Late Ordovician of Gondwana. Transactions of the Royal Society of Edinburgh - Earth Sciences, 92, 1-14.

Young S.A., Saltzman M.R., Ausich W.I., Desrochers A., Kaljo D. (2010) Did changes in atmospheric CO2 coincide with latest Ordovician glacial interglacial cycles? Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 296, 376-388.

Zhang S., Barnes C.R. (2007) Late Ordovician to Early Silurian conodont faunas from the Kolyma terrane, Omulev Mountains, northeast Russia, and their paleobiogeographic affinity. J. Paleontol., 81(3), 490-512.

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