Условия диагенетического карбонатообразования в кайнозойских отложениях Западной Камчатки по изотопным (С и О) данным

Покровский Б.Г., Гладенков Ю.Б.

Аннотация


Изотопный состав углерода и кислорода определен в 42 карбонатных конкрециях и 9 раковинах двустворок из палеоген-неогеновых отложений одного из опорных разрезов Западной Камчатки (бухта Квачина). Общий разброс значений δ13C в карбонатном материале конкреций превышает 40‰ (−29.0…14.7‰ PDB), и δ18О — 15‰ (17.2…32.4‰ SMOW), тогда как в раковинах двустворок эти параметры варьируют сравнительно слабо: δ13C от −2.8 до 2.3‰ и δ18О от 29.8 до 34.3‰). Конкреции нижней тигильской толщи (эоцен), сложенной мелководными песчаниками и конгломератами, характеризуются относительно низкими средними значениями δ13C (−12.2±8.0‰) и δ18О (24.0±4.6‰) по сравнению с конкрециями верхней белесоватой толщи (олигоцен — ранний миоцен), сложенной глубоководными алевролитами и аргиллитами с прослоями пеплов (соответственно 4.5±10.3‰
и 29.1±3.4‰). Различие в изотопном составе С и О диагенетических карбонатов является следствием изменения условий осадконакопления и постседиментационного преобразования органического вещества. Широкие вариации δ18О в конкрециях тигильской толщи свидетельствуют об образовании как в морской, так и в пресной воде в прибрежной зоне, а умеренно низкие значения δ13C позволяют предположить, что источником углерода в них были продукты окисления органического вещества, вероятно, сносившегося с суши. Более высокие и однообразные величины δ18О в конкрециях «белесоватой» толщи указывают на образование в морской воде при температурах не выше 5°С, а высокие значения δ13С на микробиальную ферментацию органического вещества с выделением обедненного 13С метана и обогащенной 13С углекислоты, которая консервировалась в конкрециях.


Ключевые слова


изотопы; углерод; кислород; диагенетические конкреции; палеоген; неоген; Камчатка

Полный текст:

PDF

Литература


Валяев Б.М., Гринченко Ю.И., Ерохин В.Е. и др. Изотопный облик газов грязевых вулканов // Литология и полезные ископаемые. 1985. № 1. С. 72–87.

Гладенков Ю.Б., Синельникова В.Н., Шанцер А.Е. и др. Эоцен Западной Камчатки. М.: Наука, 1991. 184 с.

Гладенков Ю.Б. Расчленение опорного разреза кайнозоя бухты Квачина западной Камчатки и проблемы его корреляции // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2016. Т. 24. № 6. С. 101–113.

Киквадзе О.Е., Лаврушин В.Ю., Покровский Б.Г., Поляк Б.Г. Изотопный и химический состав грязевулканических газов Таманского полуострова и проблемы их генезиса // Литология и полезные ископаемые. 2014. № 6. С. 525–538.

Колесник О.Н., Колесник А.Н., Покровский Б.Г. О находке аутигенного метанопроизводного карбоната в Чукотском море // ДАН. 2014. Т. 458. № 3. С. 330–332.

Криштофович Л.В. Стратиграфия и фауна тигильской толщи западного побережья Камчатки. Л.: Ленгостоптехиздат, 1947 (Труды ВНИГРИ. Новая сер. Вып. 23). 151 с.

Леин А.Ю., Гальченко В.Ф., Покровский Б.Г. и др. Морские карбонатные конкреции как результат процессов микробного окисления газ-гидратного метана в Охотском море // Геохимия. 1989. № 10. 1396–1406.

Плешаков И.Б. Третичные отложения Утхолокского района на западном побережье Камчатки. JI.—M.: ГОНГИ НКТП СССР, 1939 (Труды ИГРИ. Сер. А. Вып. 123). 38 с.

Покровский Б.Г. Условия образования диагенетических карбонатов кайнозойских отложений о. Карагинского (Восточная Камчатка). // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1980. № 12. С. 88–98.

Решения рабочих межведомственных региональных стратиграфических совещаний по палеогену и неогену восточных районов России — Камчатки, Корякского нагорья, Сахалина и Курильских островов. Объяснительная записка к стратиграфическим схемам. М.: ГЕОС, 1998. 147 с.

Серова М.Я. Фораминиферы и биостратиграфия верхнего палеогена Северной Пацифики. М.: Наука, 2001. 215 с.

Beaudoin G., Therrien P. The web stable isotope fractionation calculator. Handbook of stable isotope analytical techniques (I) / Ed. De Groot P.A. Elsevier, 2004. P. 1045–1047.

Curtis C.D. Coleman M.L. Love L.G. Pore water evolution during sediment burial from isotopic and mineral chemistry of calcite, dolomite and siderite concretions // Geochimica et Cosmochimica. 1986. V. 50. P. 2321–2334.

Deuser W.G. Extreme 13C/12C variations in Quaternary dolomites from the continental shelf // Earth Planetary Science Letters. 1970. V. 8. P. 118–124.

Gautier D.L., Claypool G.E. Interpretation of methanic diagenesis in ancient sediments by analogy with process in modern diagenetic environments // Clastic Diagenesis / Eds. Mcdonald D.A., Surdam R.C. Am. Assoc. Pet. Geol. Mem., 1984. V. 37. P. 111–123.

Grossman E.L. Oxygen isotope stratigraphy // The Geologic Time Scale / Eds. Gradstein F.M., Ogg J.G., Schmitz M.D., Ogg G.M.. Boston, USA. Elsevier, 2012. Ch. 10. P. 181–206.

Gu B., Schelske C.L., Hodel D.A. Extreme 13C enrichment in shallow hypereutrophic lake: Implication for carbon cycling // Limnology and Oceanography. 2004. V. 49. № 4. P. 1152–1159.

Irwin H., Curtis C., Coleman M. Isotopic evidence for the source of diagenetic carbonate during burial of organic-rich sediments // Nature. 1977. V. 269. P. 209–213.

Kim S.-T., O’Neil J.R. Equilibrium and nonequilibrium oxygen isotope effects in synthetic carbonates // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1997. V. 61. P. 3461–3475.

Lawrence J.R., Gieskes J.M. Constraints on water transport and alteration in the oceanic crust from the isotopic composition of pore water // JGR. 1981. V. 86. P. 7924–7934.

Murata К., Friedman I., Madsen В.M. Carbon-13 rich diagenetic carbonates in Miocene formations of California and Oregon // Science. 1967. V. 156. № 3781.

Nissenbaum A., Presley B.J., Kaplan I.R. Early diagenesis in reducing fiord Saxanish Inlet, British Columbia. // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1972. V. 36. № 9. P. 1007–1027.

Sun X., Turchin A.V. Significant contribution of authigenic carbonate to marine carbonate burial // Nature Geoscience. 2014. V. 7. № 3. P. 201–204.

Taran Yu. A., Fisher T.P., Pokrovsky B.G. et al. Geochemistry of the volcano-hydrothermal system of El Chichon volcano, Chiapas, Mexico // Bulletin of Volcanology. 1998. V. 59. № 6. P. 436–449.

Woo K.S., Khim B.-K. Stable oxygen and carbon isotopes of carbonate concretions of the Miocene Yeonil Group in the Pohang Basin, Korea: Types of concretions and formation condition // Sedimentary Geology. 2006. V. 183. № 1–2. P. 15–30.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.



© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»