Изотопы углерода и кислорода в отложениях пограничных горизонтов нижнего и среднего девона Беларуси

Выполнено изотопно-геохимическое изучение карбонатсодержащих отложений витебского (верхний эмс) и адровского (нижний эйфель) горизонтов Беларуси в разрезах скважин Северо-Полоцкая (юго-вос‑ ток Латвийской седловины), Быховская (зона сочленения Оршанской впадины и Жлобинской седловины), Кормянская (Жлобинская седловина), Приволье (Северо-Припятское плечо Припятского прогиба) и ГГК-1 (юго-западный край Воронежской антеклизы).
В отложениях витебского и адровского горизонтов Северо-Полоцкого, Быховского и Кормянского разре‑ зов преобладают значения δ13C, близкие величинам, свойственным для морских седиментационных карбо‑ натов, и значения δ18О, присущие карбонатам эмсского и эйфельского веков. Однако имеются изотопные сигналы усиления роли вод суши при обмелении бассейна (отрицательные экскурсы δ13C), эвапоритизации (увеличение значений δ18О) и периодического изменения температуры морской воды, связанного с колеба‑ ниями глубины бассейна (разнонаправленные сдвиги δ18О).
Синхронные отрицательные экскурсы δ13C и δ18О трассируют интервалы разрезов, испытавших воз‑ действие инфильтрационного катагенеза в обольских слоях витебского горизонта и адровском горизонте скв. ГГК-1, а также в лепельских слоях витебского горизонта скв. Кормянская.
Необычное сочетание нормально-морских δ13C и крайне низких δ18О в нижних частях витебского и адровского горизонтов разреза Приволье, расположенного в ареале самой высокой в Беларуси плотности теплового потока и на крыле палеовулкана, предположительно связано с катагенетическим новообразо‑ ванием карбонатов в среде захороненных морских вод или рассолов, не испытавших существенного влия‑ ния инфильтрации, в условиях повышенных (или высоких) температур.

1. Валюкявичюс, Ю. Ю. Девонская система / Ю. Ю. Валюкявичюс, В. К. Голубцов // Геологическая карта СССР. Масштаб 1:1000000 (новая серия) : объяснительная записка. Лист N-(34), (35). – Вильнюс ; Ленинград, 1986. – С. 53–68.

2. Вариации изотопного состава углерода и кислорода в нижне-среднедевонских отложениях на юго-западе Воронежской антеклизы / А. А. Махнач [и др.] // Літасфера. – 2021. – № 2 (55). – С. 80–94.

3. Вариации изотопного состава углерода и кислорода в эмсских и эйфельских отложениях на юго-востоке Латвийской седловины / А. А. Махнач [и др.] // Літасфера. – 2022. – № 1 (56). – С. 67–79.

4. Геология Беларуси / А. С. Махнач [и др.]. – Минск : Институт геологических наук НАН Беларуси, 2001. – 815 с.

5. Геотермический атлас Беларуси / под общ. ред. В. И. Зуя. – Минск : Национальная библиотека Беларуси, 2018. – 89 с.

6. Геохимические особенности минеральных вод отложений нижней части платформенного чехла Гомельской структурной перемычки и сопредельных территорий / В. И. Толстошеев [и др.] // Літасфера. – 2019. – № 1 (50). – С. 116–135.

7. Девон Воронежской антеклизы и Московской синеклизы / Г. Д. Родионова [и др.]. – М. : Изд-во Воронежского ун-та, 1995. – 265 с.

8. Девон и карбон Прибалтики / В. С. Сорокин [и др.]. – Рига : Зинатне, 1981. – 502 с.

9. Жарков, М. А. История палеозойского соленакопления / М. А. Жарков. – Новосибирск : Наука, 1978. – 272 с.

10. Зоненшайн, Л. П. Тектоника литосферных плит территории СССР / Л. П. Зоненшайн, М. И. Кузьмин, Л. М. Натапов. – М. : Недра, 1990. – Кн. 1. – 328 с.

11. Изотопная хемостратиграфия верхнеэмсско-среднеэйфельских отложений в разрезе параметрической скважины Кормянская на Жлобинской седловине / А. А. Махнач [и др.] // Лiтасфера. – 2019. – № 2 (51). – С. 64–74.

12. Изотопная хемостратиграфия нижне-среднедевонского разреза зоны сочленения Оршанской впадины и Жлобинской седловины (параметрическая скважина Быховская) / А. А. Махнач [и др.] // Лiтасфера. – 2019. – № 1 (50). – С. 136–148.

13. Кузьменкова, О. Ф. Разрез позднедевонских магматических пород параметрической скважины Приволье (Северо-Припятское плечо, Беларусь) / О. Ф. Кузьменкова, А. Г. Лапцевич // Актуальные проблемы наук о Земле: использование природных ресурсов и сохранение окружающей среды : сб. материалов V Междунар. науч.-практ. конф., Брест, 27–29 сент. 2021 г. – Брест : БрГУ, 2021. – Ч. 1. – С. 72–75.

14. Махнач, А. А. Вариации изотопного состава углерода и кислорода в эмсско-франских отложениях Северо-Припятского плеча (юго-восток Беларуси) / А. А. Махнач, Б. Г. Покровский, О. В. Мурашко // Літасфера. – 2022. – № 2 (57). – С. 101–115.

15. Махнач, А. А. Геохимия стабильных изотопов в платформенном чехле Беларуси / А. А. Махнач, Н. А. Махнач, Б. Г. Покровский. – Минск : Беларуская навука, 2022. – 373 с.

16. Махнач, А. А. Изотопы углерода и кислорода в среднеэйфельских отложениях Беларуси / А. А. Махнач, Б. Г. Покровский, О. В. Мурашко // Літасфера. – 2023. – № 1 (58). – С. 110–129.

17. Махнач, А. А. Изотопы C, O, S, Sr в отложениях освейского горизонта нижнего эйфеля на территории Беларуси / А. А. Махнач, Б. Г. Покровский, О. В. Мурашко // Литология и полезные ископаемые. – 2023. – № 4.– С. 387–406.

18. Махнач, А. А. Катагенез и подземные воды / А. А. Махнач. – Минск : Наука и техника, 1989. – 335 с.

19. Никаноров, А. М. Стабильные изотопы в гидрохимии / А. М. Никаноров, Ю. А. Федоров. – Л. : Гидрометеоиздат, 1988. – 247 с.

20. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов / В. Н. Шванов [и др.] – СПб. : Недра, 1998. – 352 с.

21. Стратиграфические схемы докембрийских и фанерозойских отложений Беларуси : объяснительная записка / под ред. С. А. Кручека [и др.]. – Минск : ГП «БелНИГРИ», 2010. – 282 с.

22. Фор, Г. Основы изотопной геологии: пер. с англ. / Г. Фор. – М. : Мир, 1989. – 590 с.

23. Fricke, H. C. The correlation between 18O/16O ratios of meteoric water and surface temperature: its use in investigating terrestrial climate change over geologic time / H. C Fricke, J. R O’Neil // Earth Planet. Sci. Lett. – 1999. – Vol. 170. – P. 181‒196.

24. Grossman, E. L. Oxygen Isotope Stratigraphy / E. L. Grossman // The Geologic Time Scale 2012 / еds. F. M. Gradstein [et al.]. – Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo : Elsevier, 2012. – P. 181–206.

25. Grossman, E. L. Oxygen Isotope Stratigraphy / E. L. Grossman, M. M. Joachimski // The Geologic Time Scale 2020 / еds. F. M. Gradstein [et al.]. – Amsterdam, Oxford, Cambridge (MA, US) : Elsevier, 2020. – P. 279–307.

26. Matthews, A. Oxygen isotope fractionation during the dolomitization of calcium carbonate / А. Matthews, А. Katz // Geochim. et Cosmochim. Acta. – 1977. – Vol. 41, No 10. – P. 1431–1438.

27. Oxygen isotope evolution of biogenic calcite and apatite during the Middle and Late Devonian / M. M. Joachimski [et al.] // International Journal of Earth Sciences. – 2004. – No 93 (4). – P. 542–553.

28. Rozanski, K. Isotopic Patterns in Modern Global Precipitation / K. Rozanski, L. Araguas-Araguas, R. Gonfiantini // Climate Change in Continental Isotope Records, Geophysical Monograph Series. – Washington DC : AGU, 1993. – Vol. 78. – 36 p.

29. Van Geldern, R. Carbon, oxygen and strontium isotope records of Devonian brachiopod shell calcite / R. van Geldern // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. – 2006. – No 240 (1–2). – P. 47–67.

30. 87Sr/86Sr, δ13C and δ18О evolution of Phanerozoic seawater / J. Veizer [et al.] // Chemical Geology. – 1999. – No 161 (1–3). – P. 59–88.