Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2021, T. 500, № 2, стр. 131-134

О положении границы вучапинского и чансинского ярусов на северо-востоке россии по радиоизотопным и хемостратиграфическим данным

А. С. Бяков 12*, Ю. Д. Захаров 3, М. Хорачек 4, член-корреспондент РАН Н. А. Горячев 1

1 Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт им. Н.А. Шило Дальневосточного отделения Российской академии наук
Магадан, Россия

2 Казанский федеральный университет
Казань, Россия

3 Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения Российской академии наук
Владивосток, Россия

4 Department of Lithospheric Research, Vienna University
Vienna, Austria

* E-mail: abiakov@mail.ru

Поступила в редакцию 07.06.2021
После доработки 18.06.2021
Принята к публикации 05.07.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

На основании сопоставления трендов δ13С, установленных в разрезах Южного Китая и Ирана, надобласти Тетис и разреза по р. Паутовая (Колымо-Омолонский регион, Бореальная надобласть) впервые определено примерное положение границы вучапинского и чансинского ярусов верхней перми на Северо-Востоке России. Эта граница проходит в средней части бивальвиевой зоны Intomodesma costatum хивачского регионального горизонта. Сделанный вывод подтверждается также ранее полученной датировкой цирконов из прослоя туфа ниже вучапинско-чансинской границы в этом же разрезе и значениями 87Sr/86Sr из раковин брахиопод-спириферид хорошей сохранности из стратотипического разреза верхней части хивачского регионального горизонта на Омолонском массиве.

Ключевые слова: хемостратиграфия δ13С и 87Sr/86Sr, граница вучапинского – чансинского ярусов, верхняя пермь, Северо-Восток России

Одной из наиболее сложных проблем стратиграфии Северо-Востока России является корреляция верхнепермских стратонов Региональной стратиграфической шкалы (РСШ) с ярусами Международной стратиграфической шкалы (МСШ) перми. Остатки конодонтов, по которым проводятся границы международных ярусов, почти не известны в разрезах Северо-Востока России, располагавшихся в перми в высоких широтах. Отсутствуют здесь и другие ортостратиграфические группы фауны, в частности, фузулиниды, другие же (аммоноидеи, брахиоподы и двустворчатые моллюски) представлены преимущественно эндемичными таксонами. Учитывая, что РСШ перми Северо-Востока России служит своего рода эталоном при сопоставлении всех бореальных пермских отложений не только северо-восточной России, но и ряда прилегающих регионов – Северной Монголии, Забайкалья, Новосибирских островов, севера Сибири, Таймыра и Новой Земли, осуществление достоверной трансрегиональной корреляции является весьма актуальной задачей.

Поэтому для решения обозначенной проблемы на первый план выступают другие (непалеонтологические) методы корреляции, к которым относятся, прежде всего, широкое использование прецизионного радиоизотопного датирования реперных стратиграфических уровней и современных методов хемостратиграфии. В последние несколько лет в этом направлении были сделаны первые значительные шаги, в частности, получен ряд важных прецизионных датировок ряда региональных стратонов [2, 3, 7, 8] и с помощью метода изотопной хемостратиграфии (на основании положения в разрезе крупного отрицательного экскурса δ13 Соrg.) определено примерное положение границы перми и триаса в Южном Верхоянье [5] и Колымо-Омолонском регионе [4].

Следующей важной реперной точкой верхней перми в РСШ Северо-Востока России является положение границы вучапинского и чансинского ярусов. Ранее авторами настоящей статьи на основании U–Pb SHRIMP-II-датирования цирконов из пограничных вучапинско-чансинских отложений было намечено примерное положение границы этих ярусов непосредственно выше датированного уровня, но оно не получило достоверного обоснования [2].

В настоящей статье мы приводим результаты детальной хемостратиграфической корреляции ранее изученного нами разреза по р. Паутовая, Балыгычанский бассейн Колымо-Омолонского региона [2, 4] с другими разрезами пограничных вучапинско-чансинских отложений мира, прежде всего, с разрезами Южного Китая и Ирана (рис. 1). Эта корреляция основана на положении отрицательного экскурса δ13С (как карбонатного, так и органического углерода), повсеместно выявляемого в пограничных пермо-триасовых отложениях мира ([5, 6, 9, 1113, 16, 1820] и др.), и общем тренде изотопной кривой ниже этого экскурса.

Рис. 1.

Корреляция вучапинско-чансинских отложений Северо-Востока России и надобласти Тетис.

Возможность сравнения изотопного состава углерода в биохемогенных карбонатах и терригенных алеврито-глинистых осадках чансинского (верхняя часть), индского и оленекского ярусов была показана, в частности, на примере разрезов района Чаоху Южного Китая, представленных частым чередованием известняков и аргиллитов [17].

Как известно, нижняя граница чансинского яруса определяется первым появлением конодонтов Clarkina wangi (Zhang), что зафиксировано во многих южно-китайских и иранских разрезах [16, 18, 20]. В отмеченных разрезах Южного Китая и Ирана чуть ниже границы вучапинского и чансинского ярусов, определяемой названным конодонтом, фиксируется отчетливый отрицательный экскурс δ13Сcarb. Такой же отрицательный экскурс выявлен недавно и по δ13Соrg. в регионе Янзцы Южного Китая [15].

В изученном нами разрезе по р. Паутовая, представленном преимущественно рассланцованными аргиллитами (см. рис. 1), также выявлен небольшой отрицательный экскурс δ13Соrg (–26‰). Этот экскурс расположен в средней части бивальвиевой зоны Intomodesma costatum, примерно в нижней части ее третьей подзоны – Intomodesma evenicum.

Непосредственно ниже этого экскурса, примерно в 28 м по мощности, из прослоя туфа ранее были датированы цирконы методом SHRIMP-II [3]. Их средневзвешенный возраст составляет 255 ± 2 млн лет и близок к современной границе вучапинского и чансинского ярусов МСШ пермской системы – 254.14 млн лет [10].

Таким образом, нами уточнено и конкретизировано положение вучапинско-чансинской границы в разрезе по р. Паутовая. Эта граница проходит, согласно проведенной межрегиональной корреляции, чуть выше отрицательного экскурса δ13Соrg. (–26‰) в средней, а не в верхней части бивальвиевой зоны Intomodesma costatum, как мы предполагали ранее [2].

С изложенным выше весьма хорошо согласуются данные по соотношению 87Sr/86Sr, недавно полученные нами из раковин брахиопод-спириферид хорошей сохранности из стратотипического разреза верхней части хивачского регионального горизонта (бивальвиевая зона Intomodesma costatum) на Омолонском массиве [1]. Для нижней части бивальвиевой подзоны Intomodesma evenicum соотношение 87Sr/86Sr составляет 0.706945–0.706986, что отвечает значениям стронциевого соотношения для границы вучапинского и чансинского ярусов [14].

Список литературы

  1. Бяков А.С., Брынько И.В., Бонд Д., Харвей Д., Горячев Н.А., Ведерников И.Л., Филимонова Т.В. Новые минимальные значения отношения 87Sr/86Sr в биогенных карбонатах перми Омолонского массива (Северо-Восток Азии) // ДАН. 2019. Т. 488. № 4. С. 397–402.

  2. Бяков А.С., Горячев Н.А., Ведерников И.Л., Брынько И.В., Толмачева Е.В. Новые результаты U-Pb SHRIMP датирования цирконов из верхневучапинских (верхняя пермь) отложений Северо-Востока России // ДАН. 2017. Т. 477. № 3. С. 331–336.

  3. Бяков А.С., Шпикерман В.И., Ведерников И.Л., Толмачева Е.В. Первые результаты U-Pb SIMS датирования цирконов из вучапинских (верхняя пермь) отложений Северо-Востока России: значение для межрегиональных корреляций // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2017. Т. 25. № 3. С. 19–28.

  4. Бяков А.С., Horacek M., Горячев Н.А., Ведерников И.Л., Захаров Ю.Д. Первая детальная запись δ13 Соrg. в пограничных пермо-триасовых отложениях Колымо-Омолонского региона (Северо-Восток Азии) // ДАН. 2017. Т. 474. № 3. С. 347–350.

  5. Захаров Ю.Д., Бяков А.С., Хорачек М. Глобальная корреляция базальных слоев триаса в свете первых изотопно-углеродных свидетельств по границе перми и триаса на Северо-Востоке Азии // Тихоокеан. геол. 2014. № 1. С. 3–19.

  6. Bjerager M., Seidler L., Stemmerik L., Surlyk F. Ammonoid Stratigraphy and Sedimentary Evolution across the Permian-Triassic Boundary in East Greenland // Geol. Magasine. 2006. V. 143. № 5. P. 635–656.

  7. Davydov V.I., Biakov A.S., Crowley J.L., Schmitz M.D., Isbell J.L., Vedernikov I.L. Middle Permian U-Pb Zircon Ages of the “Glacial” Deposits of the Atkan Formation, Ayan-Yuryakh Anticlinorium, Magadan Province, NE Russia: Their Significance for Global Climatic Interpretations // Gondwana Research. 2016. V. 38. P. 74–85.

  8. Davydov V.I., Biakov A.S., Schmitz M.D., Silantiev V.V. Radioisotopic Calibration of the Guadalupian Series: Review and Updates // Earth-Sci. Rev. 2018. V. 176. P. 222–240.

  9. Grasby S.E., Beauchamp B. Intrabasin Variability of the Carbon-isotope Record across the Permian-Triassic Transition, Sverdrup Basin, Arctic Canada // Chemical Geology. 2008. V. 253. P. 141–150.

  10. High-resolution integrative Permian stratigraphic framework // Permophiles. 2021. V. 70. P. 44.

  11. Horacek M., Brandner R., Abart R. Carbon Isotope Record of the P/T Boundary and the Lower Triassic in the Southern Alps: Evidence for Rapid Changes in Storage of Organic Carbon // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2007. V. 252. P. 347–354.

  12. Horacek M., Krystyn L., Baud A. Comment to Chen et al., 2020: “Abrupt warming in the latest Permian detected using high-resolution in situ oxygen isotopes of conodont apatite from Abadeh, central Iran.” Importance of correct stratigraphic correlation, reporting of existing data and their scientific interpretation. Permophiles. 2021. V. 70. P. 33–36.

  13. Korte C., Pande P., Kalia P., Kozur H.W., Joachimski M.M., Oberhänsli H. Massive Volcanism at the Permian-Triassic Boundary and Its Impact on the Isotopic Composition of the Ocean and Atmosphere // Journ. Asian Earth Sci. 2010. V. 37. P. 293–311.

  14. Korte C., Ullmann C.V. Permian Strontium Isotope Stratigraphy // Geol. Soc. Lond. Spec. Publ. 2018. V. 450. P. 105–118.

  15. Li L., Liao Z., Lei L., Lash G.G., Chen A., Tan X. On the Negative Carbon Isotope Excursion across the Wuchiapingian-Changhsingian Transition: A Regional Event in the Lower Yangtze Region, South China? // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2020. V. 540. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.109501

  16. Shen S.Z., Cao C.Q., Zhang H., Bowring S.A., Henderson C.M., Payne J.L., Davydov V.I., Chen B., Yuan D.X., Zhang Y.C., Wang W., Zheng Q.F. High–resolution δ13Ccarb. Chemostratigraphy from Latest Guadalupian through Earliest Triassic in South China and Iran // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. V. 375. P. 156–165.

  17. Tong J., Zakharov Y.D., Orchard M.J., Yin H., Hansen H.J. Proposed of Chaohu Section in the GSSP Candidate of the Induan-Olenekian Boundary // Albertiana. 2004. N. 29. P. 13–28.

  18. Yang B., Li H.X., Wignall P.B., Jiang H.S., Niu Z.J., Ye Q., Wu Q., Lai X.L. Latest Wuchiapingian to Earliest Triassic Conodont Zones and δ13Ccarb. Isotope Excursions from Deep-water Sections in Western Hubei Province, South China // J. Earth Sci. 2019. V. 30. N 5. P. 1059–1074.

  19. Yin H., Zhang K., Tong J., Yang Z., Wu S. The Global Stratotype Section and Point (GSSP) of the Permian-Triassic Boundary // Episodes. 2001. V. 24. № 2. P. 102–114.

  20. Yuan D.X., Shen S.Z., Henderson C.M., Chen J., Zhang H., Zheng Q.F., Wu H. Integrative Timescale for the Lopingian (Late Permian): A Review and Update from Shangsi, South China // Earth-Sci. Rev. 2019. V. 188. P. 190–209.

Дополнительные материалы отсутствуют.