C-, O-, S-изотопная хемостратиграфия нижне- и среднедевонских отложений в зоне сочленения Оршанской впадины и Воронежской антеклизы (параметрическая скважина Климовичская)

Статья посвящена результатам изотопно-хемостратиграфического исследования отложений нижнесреднедевонского разреза параметрической скважины Климовичская в зоне сочленения Оршанской впадины и Воронежской антеклизы. Изучались изотопы углерода и кислорода в карбонатах и серы в гипсе. Витебский горизонт верхнего эмса, доломитовая и глинисто-мергельная пачки городокского горизонта среднего эйфеля характеризуются нормально-морскими δ13C. Адровский и освейский горизонты нижнего эйфеля и доломитово-мергельная пачка городокского горизонта отличаются большими флуктуациями δ13C (от морских до –11,6 ‰), что связано с вариациями интенсивности притока континентальных вод в морской бассейн при его обмелении, сопровождавшемся образованием сульфатных осадков. Величины δ18О во всем нижне-среднедевонском разрезе попадают в диапазон (–4…–2 ‰), характерный для морских карбонатов верхнего эмса – эйфеля, что обусловлено приэкваториальным положением территории Беларуси в девоне и не противоречит генетическим выводам, сделанным при анализе динамики δ13C. На кривой вариаций δ34S гипса отчетливо выделяются два интервала: нижний (карбонатно-сульфатная пачка освейского горизонта, адровский и витебский горизонты, а также нижний венд) с более низкими значениями δ34S (в среднем 18,2 ‰) и верхний (доломитово-мергельные пачки городокского и освейского горизонтов) с более высокими значениями (в среднем 21,7 ‰). Это обусловлено разным долевым участием вод суши с изотопно-легкой континентальной серой в составе гипсообразующих эвапоритовых рассолов (бóльшим для нижней части разреза, чем для верхней) и согласуется с поведением δ13C.

1. 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.

2. 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.

3. Геология Беларуси / А. С. Махнач [и др.]. – Минск : Ин-т геолог. наук НАН Беларуси, 2001. – 815 с.

4. Гриненко, В. А. Геохимия изотопов серы / В. А. Гриненко, Л. Н. Гриненко. – М. : Наука, 1974. – 274 с.

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

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

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

8. Кузнецов, А. М. О волокнистом гипсе в кунгурской толще Приуралья / А. М. Кузнецов // Изв. Естеств.-науч. ин-та при Молотовск. ун-те. – 1952. – Т. 13, вып. 6. – С. 503–518.

9. 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.

10. 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.

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

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

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

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

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

16. Холодов, В. Н. Новое в познании катагенеза / В. Н. Холодов // Литология и полезные ископаемые. – 1982. – № 3. – С. 3–22.

17. Bundy, W. M. Petrology of gypsum-anhydrite deposits in South-Western Indiana / W. M. Bundy // J. Sed. Petrol. 1956. – Vol. 26, № 3. – P. 240–252.

18. Fricke, H. C. The correlation between18O/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.

19. Grossman, E. L. Oxygen Isotope Stratigraphy / E. L. Grossman // The Geologic Time Scale 2012 / eds. F. M. Gradstein [et al.]. – Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo : Elsevier, 2012. – Vol. 1. – P. 181–206.

20. Grossman, E. L. Oxygen Isotope Stratigraphy / E. L. Grossman, M. M. Joachimski // The Geologic Time Scale 2020 / eds. F. M. Gradstein [et al.]. – Amsterdam, Oxford, Cambridge (MA, US) : Elsevier, 2020. – Vol. 1. – P. 279–307.

21. Holser, W. T. Isotope geochemistry of sedimentary sulfates / W. T. Holser, I. R. Kaplan // Chemical Geology. – 1966 – Vol. 1. – P. 93–135.

22. Kampschulte, A. The sulfur isotopic evolution of Phanerozoic sea water based on the analysis of structurally substituted sulphate in carbonates / A. Kampschulte, H. Strauss // Chem. Geol. – 2004. – № 204. – P. 255–286.

23. 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. – № 93 (4). – P. 542–553.

24. Pierre, C. Isotope composition of Messinian sediments from the Mediterranean Sea as indicators of paleoenvironments and diagenesis / C. Pierre, J. C. Fontes // Init. Repts. Deep Sea Drill. Proj. – 1978. – Vol. 42. – P. 635–650.

25. 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.

26. Sulfur Isotope Stratigraphy / A. Paytan [et al.] // The Geologic Time Scale 2020 / eds. F. M. Gradstein [et al.]. – Amsterdam, Oxford, Cambridge (MA, US) : Elsevier, 2020. – Vol. 1. – P. 259–278.

27. The age curves of sulfur and oxygen isotopes in marine sulfate and their mutual interpretation / G. E. Claypool [et al.] // Chemical Geology. – 1980. – Vol. 28. – P. 199–260.

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

29. 87Sr/86Sr, δ13C and δ18О evolution of Phanerozoic seawater / J. Veizer [et al.] // Chemical Geology. – 1999. – № 161 (1–3). – P. 59–88.