Variations of the carbon and oxygen isotopic composition in the emsian and eifelian deposits in the south-east of the Latvian saddle

The results of investigation of carbon and oxygen isotopes distribution in dolomites, dolomite marls and dolomite clays of the Emsian-Eifelian section of the North-Polotskaya parametric borehole in the south-east of the Latvian Saddle are given. The section is mainly characterized by near-zero δ13C values that are typical for sedimentary marine carbonates. There are negative excursions of δ13C with an amplitude of up to 4‰, marking gypsum-bearing intervals in the middle parts of the Vitebsk and Osveya horizons and at the border of the Adrov and Osveya horizons. These excursions are explained by the activation of the continental waters inflow enriched with soil carbon, under conditions of a strong basin shallowing and, possibly, its division into separate evaporate ponds. A monotonous 4‰ decrease of δ13C values upwards from the bottom is noted in the Kostjukovichi horizon. It’s due to the activation of a continental runoff during the sediment accumulation of this part of the section, which subsequently led to formation of a 5 meters thick member of carbonate-free clays. It has been suggested that the oxygen isotopic composition of the Early-Middle Devonian sea water in the studied area was slightly lighter (δ18О ~ -5…-4.5‰) than that shown on the Global Chemostratigraphic curve. δ18О values over than ~ -5…-4.5‰, are interpreted as a result of evaporative water concentration, which is most clearly depicted by the numbers in the gypsum-bearing part of the section (0.5‰ – in the Vitebsk horizon, 0.2‰ – in the Adrov and -0.8‰ – in Osveya ones).

1. Бродская, Н. Г. Донные отложения и процессы осадкообразования в Аральском море / Н. Г. Бродская // Труды Института геологических наук, вып. 115, геологическая серия (57). – Москва : Изд-во АН СССР, 1952. – 108 с.

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. Высоцкий, Э. А. Калиеносные бассейны мира / Э. А. Высоцкий, Р. Г. Гарецкий, В. З. Кислик. – Минск : Наука и техника, 1988. – 387 с.

4. Зайцев, А. В. Изотопный состав углерода и кислорода в карбонатных отложениях нижнего и среднего ордовика на северо-западе Русской плиты / А. В. Зайцев, Б. Г. Покровский // Литология и полезные ископаемые. – 2014. – № 3. – С. 283–291.

5. Зоненшайн, Л. П. Тектоника литосферных плит территории СССР / Л. П. Зоненшайн, М. И. Кузьмин, Л. М. Натапов. – Москва : 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.] // Лiтасфера. – 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.] // Лiтасфера. – 2019. – № 1 (50). – С. 136–148.

8. Кудельский, А. В. Подземные воды Оршанской впадины / А. В. Кудельский. – Минск : Беларуская навука, 2019. – 131 с.

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

10. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов / В. Н. Шванов [и др.]. – Санкт-Петербург : Недра, 1998. – 352 с.

11. 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. – P. 279–307.

12. 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.

13. Rozanski, K. Isotopic Patterns in Modern Global Precipitation / K. Rozanski, L. Araguas-Araguas, R. Gonfiantini // Climate Change in Continental Isotope Records: Geophysical Monograph. – 1978. – 36 p.

14. 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.