Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Изотопный состав кислорода, неорганического и органического углерода верхнедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири

ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Изотопный состав кислорода, неорганического и органического углерода верхнедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири"

На правах рукописи

ИЗОХ Ольга Петровна

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ КИСЛОРОДА, НЕОРГАНИЧЕСКОГО И ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА ВЕРХНЕДЕВОНСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

25.00.09 - геохимия, геохимические методы поиска полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск 2009

1 О ДЕК 2009

003487620

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева СО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Пономарчук Виктор Антонович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Покровский Борис Глебович

доктор геолого-минералогических наук Летникова Елена Феликсовна

Ведущая организация: Институт геохимии им. А.П. Виноградова

СО РАН, г. Иркутск.

Защита состоится 22 декабря 2009 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 003.067.02 при Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева СО РАН в конференц-зале.

Адрес: пр-т ак. В.А. Коптюга, 3, г. Новосибирск, 630090 Факс: 8(383) 333-35-05

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Автореферат разослан 17 ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.г.-м.н.

О.Л. Гаськова

Актуальность исследований. Изучение вариаций изотопного состава углерода, кислорода и стронция в карбонатных породах нашло широкое применение в осадочной геологии. Различные по своей масштабности и длительности отклонения на вариационных Бг, С и О кривых свидетельствуют об изменениях в природных циклах этих элементов, обусловленных глобальными геологическими процессами, и служат хорошими маркерами для проведения корреляционных построений. Наиболее полная охарактеризованность Бг, С и О данными свойственна периодам глобальных перестроек на планете и приуроченных к ним рубежам массовых вымираний, что обусловлено высокой информативностью 513Скар, 813Сорг, 5180 и 87Бг/8бБг данных при выявлении абиотических причин этих событий.

В геологической истории фанерозоя выделяется пять глобальных событий массовых вымираний первого порядка, которые фиксируются на границах ордовика-силура (О-Б), франского и фаменского ярусов верхнего девона (Р-Р (03)), перми-триаса (Р-Т), триаса-юры (Т-1), мела-палеогена (K-Pg). В пределах позднедевонского биотического кризиса максимум в сокращении биоразнообразия приходится на границу франского и фаменского ярусов. Большая часть работ по реконструкции изотопного состава С и О в верхнедевонских морских карбонатах большей частью приурочены к пограничному интервалу франа и фамена и характеризуют приэкваториальные бассейны седиментации (.ГоасЫтвЫ е1 а1., 2002). В связи с тем что в последнее время появились данные о ступенчатом характере массовых вымираний и большой продолжительности (до 15 млн лет) биотических кризисов, возникла необходимость проведения детальных и повсеместных изотопных исследований осадочных последовательностей, характеризующих интервалы, предшествующие финальным этапам массовых вымираний биоты. В настоящее время только начали появляться С изотопные данные, характеризующие низкоширотные бассейны франского времени и свидетельствующие о нарушениях глобального углеродного цикла в этой эпохе (Яаск1 е1 а1., 2008).

Таким образом, полученные в результате выполнения данной работы кривые вариаций 513Скар, 513Сорг, и 8180 имеют огромную ценность, как для изучения позднедевонского этапа событийной, палеоклиматической и палеоэкологической истории Земли, так и для стратиграфических исследований верхнедевонских отложений. Последнее особенно актуально в свете того, что в настоящее время проводятся работы по уточнению положения границ региональных подразделений юга Западной Сибири.

Целью работы является реконструкция вариаций 813Скар, 513Сорг и 5180 в позднедевонском морском бассейне умеренных широт на основе изучения наименее измененных карбонатных пород в типовых разрезах верхнего девона юга Западной Сибири.

Основные этапы исследований: 1. Проведение специализированного для изотопных исследований отбора образцов осадочных карбонатных пород из типовых разрезов верхнего девона Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса. 2. Изучение постседиментационных преобразований пород с отбраковкой образцов, не пригодных для изотопных исследований на основе петрографических данных и геохимических критериев. 3. Обоснование открытости бассейна седиментации и его сообщения с позднепалеозойским океаном на основе палеобиогеографического анализа фауны и Бг изотопных характеристик карбонатных пород. 4. Отработка методики анализа изотопного состава углерода и кислорода в карбонатных породах и изотопного состава углерода в рассеянном органическом веществе в этих же образцах на базе метода проточной масс-спектрометрии. 5. Сопоставление полученных данных об изотопном составе кислорода, органического и неорганического углерода в верхнедевонских карбонатных породах юга Западной Сибири с кривыми вариаций 813Скар, 513Сорг и 6180 того времени. 6. Анализ влияния палеоширотного фактора на изотопные характеристики позднедевонских карбонатных осадков шельфа Сибирского континента.

Объектами исследования послужили верхнедевонские осадочные комплексы франского и фаменского ярусов, расположенные на юге Западной Сибири. Образцы отбирались из гериховской свиты Рудного Алтая (разрезы БЯ 9011 - 9012), пожарищевского и соломинского горизонтов (разрез Б-8152), шубкинской свиты (разрез Б-066) и косоутесовских слоев (разрез Е-896) Северо-Западного Кузбасса.

Фактический материал. В основе диссертации лежит коллекция образцов карбонатных пород, собранных автором в ходе экспедиционных работ на Рудном Алтае и Северо-Западном Кузбассе в 2004-2007 гг. В работе использованы данные 177 анализов изотопного состава углерода и кислорода в карбонатном веществе, 100 анализов изотопного состава органического углерода, 107 атомно-адсорбционных анализов химического состава карбонатов (Са, М§, Бе, Бг), 13 анализов изотопного состава Бг и 40 анализов содержания Сорг. Изотопные и геохимические исследования выполнены в Аналитическом центре ИГМ СО РАН и лаборатории № 342 «Геохимии нефти и газа» ИНГГ СО РАН.

Защищаемые положения

1. Установлено, что верхнедевонские осадочные карбонатные породы из типовых разрезов юга Западной Сибири характеризуются высокой степенью сохранности первично-осадочных изотопно-геохимических характеристик. Палеобиогеографический анализ фауны и отношение 87Sr/86Sr в карбонатных образцах свидетельствуют о формировании отложений в условиях открытого морского бассейна.

2. Вариации изотопного состава углерода и кислорода указывают на проявление трех глобальных событий (Alamo, Нижний и Верхний Кельвассер) в позднедевонском осадочном бассейне шельфа Сибирского континента.

3. Значение 813С в верхнедевонских карбонатных породах юга Западной Сибири на 1...2%о выше, чем в приэкваториальных морских бассейнах позднего девона и связано с расположением бассейна седиментации в умеренных широтах.

Научная новизна работы. Впервые в мировой практике для типовых разрезов верхнего девона юга Западной Сибири установлены 513Скарб-, 513Сорг- и 5180- кривые, характеризующие вариации изотопного состава углерода и кислорода в осадочных бассейнах умеренных широт. Полученные данные позволили сопоставить особенности вариаций изотопного состава углерода и кислорода в процессе осадконакопления карбонатных отложений в различных палеоширотных обстановках.

Практическая значимость работы. Представленный в работе комплексный подход, сочетающий петрографические, геохимические и изотопные данные, имеет огромный потенциал для проведения палеоэкологических и палеоклиматических реконструкций при изучении осадочных карбонатных пород. Помимо этого, полученные кривые вариаций 513С могут быть использованы в качестве дополнительного инструмента региональной корреляции и расчленения позднедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири.

Апробация работы и публикации. Основные результаты данной работы были доложены на XVII и XVIII симпозиумах по геохимии изотопов (Москва, 2004, 2007), на геологических молодежных (Иркутск, 2005, Новосибирск, 2006) и международных конференциях: "Devonian Terrestrial and Marine Environments: from Continent to Shelf' (IGCP 499 Project / SDS joint field meeting), Россия, Новосибирск, 2005; "Rapid Global Change in the Devonian" (SDS Annual Meeting, IGCP 499), США, Невада, 2007 и "Global alignments of the Lower Devonian carbonate and clastic sequences" (SDS / IGCP Project 499 joint field meeting), Узбекистан, Китабский государственный геологический заповедник, 2008.

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе статья в журнале «Геология и геофизика». Полученные результаты частично были использованы при подготовке Путеводителя к международной экскурсии (IGCP 499 Project / SDS joint field meeting).

Работа выполнена в рамках проекта НИР (№ 7.2.1.2), проектов РФФИ (№№ 05-05-64672, 05-05-64676 и 08-05-00575), и международного проекта IGCP 499.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 144 страницы состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований, в том числе зарубежных - 59, содержит 30 рисунков и 5 таблиц и 8 фототаблиц. Содержание автореферата соответствует структуре работы.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю В.А. Пономарчуку, а также всему коллективу лаборатории № 321 ИНГГ СО РАН, в особенности Н.Г. Изох, О.Т. Обут, Н.К. Бахареву, Н.В. Сенникову и Е.А. Елкину за всестороннюю поддержку в экспедиционных работах и неоднократные консультации в процессе выполнения работы. Автор благодарен аналитикам лаборатории № 770, без которых было бы невозможным получение данных по химическому (Са, Mg, Mn, Fe и Sr) и изотопному (Sr) составу карбонатов - Г.А. Докукиной, В.А. Киселевой, О.Г. Галковой. Также хотелось бы поблагодарить Д.В. Семенову за бесценную помощь при выполнении исследований. За ознакомление с работой, сделанные замечания и консультации автор искренне благодарен А.Б. Кузнецову.

Глава 1. Причины вариаций изотопного состава углерода, кислорода и стронция

Вариации 513Скарб и 513Сорг в карбонатных породах морского генезиса, кроме фактора фракционирования изотопов углерода обусловленного кинетическим и термодинамическим эффектами, контролируются изменениями в глобальном углеродном цикле. Формирование карбонатных осадков в океане происходит в равновесии с растворенным в воде НС032~ и воздушным С02, как в результате хемогенного, так и биогенного осаждения. В общем виде, динамика вариации 813С в осадочных карбонатах моделируется следующим уравнением:

d/dt (М„ 5кар6) = Fe 5„ +

-^вулк ^вулк ~ Fb карб ^карб ~ ^Ъ орг (§карб + Дв)

где М0 - содержание неорганического углерода в океане и атмосфере, Fe - привнос углерода в результате выветривания, FBynK -привнос углерода за счет процессов дегазации в ходе процессов

вулканизма и метаморфизма, ^ - захоронение углерода в виде осадков (орг и карб - органический и карбонатный соответственно), значения 5 - средние значения 5,3С для этих потоков углерода, а Дв - разница в изотопном составе захороненного органического и карбонатного углерода. Помимо этого, значения 813Скарб зависят также от температуры, солености и щелочности морской воды.

Определяющим фактором в формировании изотопного состава углерода в органическом веществе являются процессы фракционирования изотопов С при фотосинтезе и дыхании. Следующими по значимости влияния на величину 813Сорг являются изотопный состав атмосферного СОг, контролируемый изменениями в углеродном цикле, температура океана и содержание в нем растворенного С02.

Вариации 5180 в океане во многом зависят от палеоклиматического фактора, смены периодов глобальных оледенений и потеплений. Кроме того, изотопный состав О в морской воде контролируется палеофациальными особенностями бассейна (соленостью и степенью замкнутости), а так же показывает зависимость от палеогеографического положения бассейна (широтной позиции), что связано с различной интенсивностью испарения и выпадения осадков.

Вариации 87Бг/8бБг в морских карбонатах несут в себе информацию о балансе двух наиболее значимых источников стронция в мировом океане. Среди них выделяется континентальный поток, характеризующий усиление выветривания континентальной поверхности в эпохи горообразования (87Бг/86Бг ~ 0.7120), и мантийный поток, отражающий интенсивность гидротермального преобразования океанических базальтов в зоне спрединга (87Бг/86Бг ~ 0.7035).

К изменению исходных величин 813С, 8180 и 86Бг/87Бг в карбонатных породах могут приводить эпигенетические преобразования. Для выявления образцов с ненарушенными или минимально нарушенными изотопными системами привлекаются петрографические, геохимические (отношения Мп/Бг и Бе/Бг) и изотопные критерии (корреляция между величинами 813С и 5180).

Глава 2. Методика исследований

Основная задача наиболее важного по значимости предварительного этапа работ, заключалась в отборе материала, пригодного для изотопных исследований. Для ее решения проводилось макроскопическое и петрографическое изучение карбонатных пород и исследование их химического состава. Необходимые для оценки степени преобразования пород содержания

Ca, Mg, Fe, Mn и Sr в карбонатной части образцов определялись атомно-адсорбционным методом на приборе SP9 PI UNIKAM. Погрешность измерений составляла не более 10 %.

Обоснование открытости бассейна проводилось на основе палеобиогеографического анализа фауны и стронциевой изотопной хемостратиграфии. Определение изотопного состава Sr в осадочных карбонатах осуществлялось согласно методике двуступенчатого растворения образцов карбонатных пород (Горохов и др., 1995). Измерение изотопного состава Sr проводилось в одноколлекторном режиме на масс-спектрометре МИ 1201Т (АЦ ИГМ СО РАН). Первичное отношение 87Sr/86Sr вычислялись из измеренных с учетом содержания Rb и оценочного возраста каждого образца. Точность измерений изотопных отношений Sr контролировалась параллельными измерениями в каждой серии образцов стандарта ВНИИМ 0.70800+10 (1с). Дублирующие измерения отношения 87Sr/86Sr в образцах на масс-спектрометре Finnigan МАТ-262 (ИЗК СО РАН) показали удовлетворительную сходимость, не превышающую погрешности измерений (в среднем ±9*10"5).

Исследование изотопного состава С и О в карбонатных породах проводилось на масс-спектрометре Finnigan МАТ-253 с применением линии пробоподготовки Gas Bench II. Методика анализа изотопного состава углерода в известняках основана на классической работе (МсСгеа, 1950). Однако, в отличие от традиционного технического исполнения, включающего разложение образцов в ортофосфорной кислоте в условиях вакуума, использовался современный метод проточной масс-спектрометрии. Точность анализов изотопного состава углерода и кислорода контролировалась международными (NBS-19) и российскими (ДВГИ) стандартными образцами, а также повторными измерениями образцов, погрешность составляла 0,1%о как для величин 513С, так и 6180 значений.

Исследование изотопного состава углерода рассеянного органического вещества проводилось по общему органическому углероду, содержащемуся в карбонатных породах. В ходе пробоподготовки карбонатный материал удалялся при разложении в 10 % соляной кислоте в течение нескольких часов при комнатной температуре. После завершения реакции нерастворимый остаток тщательно отмывался в дистиллированной воде и высушивался при температуре 100 °С в течение 3 часов. Анализ изотопного состава органического углерода осуществлялся на масс-спектрометре Finnigan МАТ-253 с использованием элементного анализатора Flash ЕА. Точность анализа контролировалась международным стандартным

образцом ЫВБ-22 (513С = -30,03%о). Погрешность, полученная повторными измерениями, составляла не более 0,5%о.

Глава 3. Геологическая характеристика осадочных комплексов юга

Западной Сибири

Выбор в качестве объектов исследований типовых разрезов верхнего девона юга Западной Сибири обусловлен их богатой охарактеризованностью космополитными видами фауны (Типовые разрезы..., 1992; Ключевые разрезы..., 2004) и формированием в условиях океанического бассейна умеренных широт (Филиппова и др., 1999).

Наиболее полно верхнедевонские осадочные комплексы вскрываются в пределах Алтае-Салаиро-Кузнецкого и Рудно-Алтайского блоков Алтае-Саянской складчатой области и представлены преимущественно мелководными терригенно-карбонатными фациями. В девонский период эти территории входили в состав шельфового пояса окраины Сибирского континента, который в настоящее время прослеживается в центральной части Западно-Сибирской плиты и через Салаир и Кузбасс имеет прямое продолжение на Алтай. В пределах этого шельфа в течение позднего девона формировались мелководные карбонатно-терригенные отложения. Их характерными чертами являются рифогенность известняков с широким развитием каркасных органогенных построек, а также быстрые латеральные замещения одних литофаций другими. В этих отложениях обильны остатки бентосной фауны, областью обитания которой была наиболее благоприятная для придонных организмов фотическая зона с преобладающими глубинами от первых до 80 метров.

В пределах Рудно-Алтайского блока карбонатные отложения входят в состав гериховской свиты. В Алтае-Салаиро-Кузнецком блоке, в пределах Северо-Западного Кузбасса, верхнедевонские карбонатные породы представлены отложениями пожарищевского и соломинского горизонтов, их аналогами - вассинским горизонтом и шубкинской свитой франского яруса и косоутесовскими слоями фаменского яруса. Наиболее полно отложения гериховской свиты вскрываются в районе нижнего течения по правому борту р. Грязнуха. Отложения шубкинской свиты верхнего франа вскрываются в Вассинском районе, по правому берегу р. Изылы. Стратотипические разрезы пожарищевского и соломинского горизонта, а также косоутесовских слоев выходят на поверхность в виде скальных обнажений по правому берегу р. Томь, ниже по течению от г. Кемерово. Возраст отложений гериховской свиты обоснован по конодонтами как ранне-среднефранский (конодонтовые

зоны falsiovalis-punctata) (Изох и др., 2004). Возраст пожарищевского и соломинского горизонтов, на основе анализа комплексов брахиопод, фораминифер и конодонтов, а также стратиграфического положения определен как средне-позднефранский (Ключевые разрезы..., 2004), шубкинская свита содержит комплексы кораллов, остракод и брахиопод, которые позволяют соотнести ее с позднефранским интервалом (Типовые разрезы..., 1992). Возраст косоутесовских слоев на основе анализа комплексов конодонтов определен как раннефаменский (конодонтовая зона L.-M. triangularis) (Ключевые разрезы..., 2004).

Глава 4. Петрографические и изотопно-геохимические характеристики верхнедевонских карбонатных пород Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса

Петрографическое изучение карбонатных пород типовых разрезов верхнего девона Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса показало, что все они относятся к органогенно-обломочному типу с незначительной примесью терригенного материала (менее 5%). Для большей части образцов не фиксируется признаков значительной эпигенетической перекристаллизации как раковинного, так и микритового карбонатного материала. Лишь некоторые фрагменты раковин и карбонатного цемента в известняках верхней части соломинского горизонта в разрезе Косой Утес показали наличие вторичных генераций карбоната.

Известняки гериховской свитой характеризуются повышенным содержанием Мп (до 2650 мкг/г) при достаточно низком содержании Fe (не выше 70 мкг/г), низкими величинами 6180 (до -13,6 %о), при достаточно высоких значениях 613С (не ниже 2,6 %о). Анализ бинарной диаграммы 5180-Mn/Sr показал наличие ковариационной зависимости (рис. 1), в то время на бинарных диаграммах 5180-513С и §13C-Mn/Sr подобная зависимость отсутствует (см. рис. 1). Это свидетельствует о том, что постседиментационные преобразования затронули только изотопно-кислородную систему.

Полученная вариационная 513Скарб кривая характеризуется двумя отрицательными экскурсами, где снижение значений происходит в пределах +5,2 %о...+3 %о и +5,3 %о...+2,6 %о соответственно (рис. 2).

Карбонатные породы пожарищевского и соломинского горизонтов характеризуются широким разбросом содержаний Мп (37...337 мкг/г) и Fe (35...1011 мкг/г), при этом значения Mn/Sr не превышают 1,2, a Fe/Sr - 2,5 (см. рис. 1). Отсутствие корреляционной зависимости на бинарной диаграмме 5180-Mn/Sr, указывает на

отсутствие значительной постседиментационной перекристаллизации. Однако образцы, характеризующиеся повышенным содержанием Мп, при Мп/5г>1 рассматривались как измененные и исключались из дальнейшего рассмотрения.

Величины 5180, 513Сорг и 513Скарб в нижней части пожаршцевского горизонта достигают максимальных, для франского яруса, значений (-6,2 %о, +6,8 %о и -22,3 %> соответственно), после чего в средней части разреза фиксируется снижение 513Сорг и 5,3Скарб значений до +0,6 %о и -25,8 %о. В пределах верхней части разреза на б180- и 5|3Сор|- кривых наблюдаются ряд флуктуаций с амплитудой 1,5-2 %>, при средних значениях -7,2 %о и -25,6 %о (см. рис. 2).

Карбонатные породы шубкинской свиты характеризуются низкими содержаниями Мп (39-410 мкг/г) при широком разбросе содержаний Бе (580-41800 мкг/г). Присутствие в разрезе прослоев глинистых пород является наиболее вероятной причиной увеличения содержания Бе в шубкинских известняках, об этом свидетельствует повышенное до 11800 мкг/г содержание Ре в образцах, отобранных вблизи черносланцевых горизонтов.

Изменение изотопного состава С и О в шубкинской свите происходит в пределах +0,8...+4,2 %о и -5,4...-7,4 %> соответственно и характеризуется синхронностью вариаций 813Скарб и 6,80 значений. Изотопный состав углерода органического вещества характеризуется пониженными значениями 813Сорг (-26,6...-30,6 %о) (см. рис 2.).

Известняки разреза Косой Утес, карбонатная часть которого сопоставляется с верхней частью соломинского горизонта и косоутесовскими слоями, на бинарных диаграммах в координатах Ре/Бг-Мп/Бг, 513С-Мп/8г и 6 О-Мп/Бг подразделяются на две группы. Первая группа, соответствующая образцам из отложений соломинского горизонта, характеризуется высокими значениями Бе/Бг и Мп/Бг, низкими величинами 813С и пониженными 5180 (см. рис. 1), что свидетельствует о проявлении постседиментационных изменений. Для второй группы характерны Ре/8г<4 и Мп/8г< 1 (см. рис. 1), что свидетельствует об отсутствии эпигенетических преобразований пород. Значения 813Скарб, б13Сорг и 5180 в образцах этой группы в пределах 0,3...5,4 %о, -25...-27,1 %о и -7,1...-9,4 %о соответственно (см. рис. 2).

В 13 образцах известняков, характеризующихся наименьшими значениями Ре/8г и Мп/Бг, был определен изотопный состав Бг. Отношение 878г/8бБг в этих образцах изменяется в пределах 0.707890.70868 с тенденцией к увеличению от основания франского яруса до нижней части фаменского.

а

0.0 5.0 10.0 15.0

Mn/Sr

Ч ■

5.0 10.0

Mn/Sr

15.0

8.0

6.0

4.0

•

2.0

0.0 -

-14.0

i «t ■ « * %

.л y*

-7.0

г

10.0 20.0 Ре/Б г

30.0

а? О

-14.0 +

10.0 20.0 Ге/вг

30.0

• 1 2 » 3 • 4-5

Рис. 1. Зависимость значений 5180 и 513С от отношений Мп/Эг и Ре/8г в верхнедевонских карбонатных породах Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса.

Условные обозначения: 1 - пожарищевский и соломинский горизонты, 2 -косоутесовские слои, 3 - шубкинская свита, 4 - гериховская свита, 5 -значения Ре/8г=5 и Мп/8г=1.

СИСТЕМА ОТДЕЛ ЯРУС Глобальные события БИОСТРАТИ-графичктсик ЗОНЫ 1Ю КОНОДОНТАМ (Сгас151ст С1 а1.. со!1 2004) 1 ? 1 1 Й " 1

в « гЬотЫмёеа

о X а 5 е сгер1(1а

< щ СП X • 5 йм^алв I 374,5 IV

и ВЕРХ. 1т2ш1ипт

о •4 гЬепапа III

3|| ]агшеае

а: У Ч" • 2 Иа^ II

о £ ^ о. и риш^а —

СО У N 1

¡1 385,3

• 1

ш 1 а н ш й (¿¡вртИв

е=£ 1 ш ш Иегтапш-о^Пк

уагсш

=5"

н—ь

5'3Сорг%о

-Ю -8 -6

5180 %о

О

Скар6%0

Рис. 2. Изменение изотопного состава углерода и кислорода в карбонатных отложениях юга Западной Сибири. Глобальные события: 1 - Франское, 2 - Аламо, 3 - Зет/с/гЛотае Тг, 4 - Нижний Кельвассер, 5 - Верхний Кельвассер. I - геориховская свита, II - пожарищевский и соломинский горизонт, III - шубкинская свита, IV — косоутесовские слои.

Глава 5. Сравнительный анализ Sr, Скар6, Сорг и О изотопных характеристик верхнедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири

Сопоставление Sr-изотопных данных, полученных для верхнедевонских карбонатных пород типовых разрезов юга Западной Сибири, с кривой вариаций отношения 87Sr/86Sr в океане позднего девона показало схожесть абсолютных значений и характера их изменения. По данным Я. Вейзера и др. (Veizer et al., 1999) отношение 87Sr/86Sr в океане составляло 0.70775 в раннефранское время и повышалось до 0.70875 в раннефаменское время. Отношение 87Sr/86Sr в карбонатных отложениях франского яруса повышается от 0.70789 до 0.70837 и достигает 0.70868 в нижней части фаменского яруса. Совпадение отношений 87Sr/86Sr предполагает, что карбонатные отложения изученных разрезов юга Западной Сибири накапливались в морском бассейне, который соединялся с позднедевонским океаном. Этот вывод согласуются с проведенным палеобиогеографическим анализом фауны (конодонтов, брахиопод и остракод) и указывают на формирование карбонатных отложений юга Западной Сибири в условиях открытого морского бассейна.

Сравнительный анализ 513Скар6-, 513Сорг- и 5180- кривых, в карбонатных отложениях умеренных широт, с одновозрастными кривыми вариаций изотопного состава С и О, приводимыми для низкоширотных бассейнов седиментации, приводимыми для низкоширотных бассейнов седиментации, показал, что основные сдвиги, фиксируемые в карбонатных последовательностях юга Западной Сибири, изохронны общемировым экскурсам. С и О изотопные сдвиги, фиксируемые в конодонтовых зонах punctata, U. rhenana, L. triangularis, соответствуют трем глобальным событиям позднего девона: Аламо (Alamo), Нижний Кельвассер (Lower Kellwasser) и Верхний Кельвассер (Upper Kellwasser). Однако в среднем абсолютные значения 513Скарб и 5180 в карбонатных отложениях юга Западной Сибири соответственно выше на 1.5...2%0 и ниже на 2...3%о по сравнению с этими величинами, приводимыми для карбонатных отложений по другим регионам мира.

Глава 6. Причины вариаций 5|3Скар6, 513Сорг и 6180 в карбонатных отложениях юга Западной Сибири

Согласно одной из моделей, объясняющей вариации изотопного состава углерода (Ripperdan, 2001), увеличение значений 513Скарб обусловлено повышением биопродуктивности и/или увеличением степени сохранности захороненного органического углерода в осадке.

На основе анализа полученных 813С-кривых через призму этой модели, в позднедевонской истории развития окраинного бассейна Сибирского континента можно выделить три периода, характеризующихся увеличением биопродуктивности - нижнефранский подъярус (конодонтовые зоны falsiovalis- punctata), верхнефранский подъярус (конодонтовая зона U. rhenana) и нижнефаменский подъярус (U.-M. triangularis).

Анализ парных вариаций §13С карбонатного и органического вещества показал одновременные положительные и отрицательные экскурсы на кривых 613Скарб и 513Сорг в средней части франского яруса. Синхронное изменение этих величин, согласно моделям Л.Кампа и М.А.Артура (Kump, Arthur, 1999), может объясняться изменением содержания С02 в атмосфере. Картина парных вариаций 513Скарб и 513Сорг, которая зафиксирована в пределах события Верхний Кельвассер, также отвечает этой модели.

Снижение значений 513С вблизи верхней части конодонтовой зоны punctata может трактоваться как следствие резкого сокращения биопродуктивности и/или снижения скорости захоронения органического вещества в осадке, что в некоторой степени может подтверждаться снижением содержания Сорг в осадке. Однако, в отложениях этой зоны не фиксируется резкого сокращения фаунистического биоразнообразия (Yans et al., 2007; Racki et al., 2008).

Одной из возможных причин отрицательного экскурса 8,3С в верхней части конодонтовой зоны punctata, могло быть так называемое событие Аламо (Alamo impact), следы которого фиксируются в верхнедевонских разрезах штата Невады (Morrow et al., 2003; Yans et al., 2007). Предполагается, что это событие, связанное с падением метеорита, могло привести к разложению захороненных в осадках метано-гидратов, обогащенных 12С. Поступление значительного количества 12С в атмосферу и водную среду океана привело к формированию в то время карбонатных осадков с низким 5I3C (Yans et al., 2007).

Анализируя изменение изотопного состава кислорода в периоды положительных изотопно-углеродных сдвигов, следует отметить, что увеличение значений 6180 происходит синхронно с изменением 513Сорг и 613Скарб. Так как изменение значений 5180 в осадочных карбонатных породах контролируется в основном температурным фактором (Jaffres et. al., 2007), то можно предположить, что периоды, маркируемые положительными экскурсами на 513Сорг- и 513Скарб- кривых, сопровождались изменением температурного режима бассейна седиментации.

Вероятно, что более высокие значения 5,3Скарб в карбонатах сибирских разрезов могли быть связаны с расположением осадочного бассейна в позднедевонское время в более высоких широтах, относительно разрезов Австралии, Европы, Америки и Китая. Такое расположение предполагает более низкие, по сравнению с экваториальной областью, температуры воды бассейна седиментации. Существование зависимости изотопного состава С в карбонатных осадках от географической широты может подтверждаться С изотопными данными, приводимыми для раковин брахиопод видов Rhynchonellida, Terebratulida и Thecideida. Различие в изотопном составе С в современных брахиоподах, обитающих в областях низких и средних широт составляет около 1.5%о (Brand et al., 2003). Это различие согласуется с наблюдаемой разницей значений 513С в карбонатах одновозрастных отложений, сформировавшихся в палеоэкваториальных областях и на шельфе Сибирского континента в позднем девоне. Кроме того, высокоширотные бассейны характеризуются более высокой степенью биопродуктивности (Лисицин, 2004; Покровский, 2006), что так же может являться причиной повышенных значений 513С в позднедевонских карбонатных осадках шельфа Сибирского континента.

Заключение

В результате комплексного изотопно-геохимического изучения верхнедевонских осадочных карбонатных отложений юга Западной Сибири, были получены следующие результаты:

• Выделены известняки, пригодные для определения изотопного состава С и О в исходном карбонатном осадке. Все отобранные образцы не содержат следов эпигенетической перекристаллизации, а их геохимические характеристики соответствуют неизмененным карбонатным породам.

• Палеобиогеографический анализ и Sr хемостратиграфические данные (отношение 87Sr/86Sr в неизмененных образцах) свидетельствуют о формировании карбонатных отложений в условиях открытого морского осадочного бассейна.

• Впервые для карбонатных отложений юга Западной Сибири построены кривые вариаций 613Скард, б13Сорг и б180, которые характеризуют изменение изотопного состава С и О в бассейне седиментации умеренных широт в позднедевонское время.

• На основе анализа построенных кривых вариаций §13Скарб, 813Сорг и 6180 в карбонатных отложениях юга Западной Сибири выявлено проявление о трех глобальных событиях позднего девона: Аламо, Нижний Кельвассер и Верхний Кельвассер.

• Полученные изотопно-геохимические данные дают возможность судить об изменении абиотических факторов (таких как содержание С02 и температура), влиявших на развитие биотического мира в позднем девоне.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Изох О.П., Изох Н.Г. Изотопный состав углерода и кислорода франских карбонатных отложений на территории Рудного Алтая. Тез. докл. XVII Симпозиума по геохимии изотопов М.: ГЕОХИ РАН, 2004. С. 100.

2. Изох О.П. Изотопный состав углерода и кислорода франских карбонатных отложений на территории Рудного Алтая и СевероЗападного Кузбасса. Тез. докл. XXI молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" Иркутск, 2005. С. 84-86.

3. Изох О.П. С and О isotope geochemistry of carbonates from late Devonian reefs of the Rudny Altai and Kuznetsk basine. Тез. докл. международной конференции "Девонские наземные и морские обстановки: от континента к шельфу". Новосибирск, изд-во СО РАН, филиал "Гео" 2005. С. 72-73.

4. Изох О.П., Изох Н.Г. Изменение изотопного состава углерода и кислорода в карбонатных отложениях франского яруса Рудного Алтая и Северо-западного Кузбасса. Материалы научного совещания по Программе фундаментальных исследований, Иркутск 2005 г. С. 109-111.

5. Изох О.П., Талибова А.Г. Вариации 513СсагЬ и 813Corg в верхнедевонских известняках С-3 Кузбасса. Тез. докл. Третьей Сибирской международной конференция молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2006. С. 86-87.

6. Изох О.П. Особенности эволюции 513С и ô180 в верхнедевонском (F/F) разрезе Кузбасса. Тез. докл. Третьей Сибирской международной конференция молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2006. С. 87-88.

7. Izokh O.P., Izokh N.G. Isotope composition ô13C and 5,80 in the upper Devonian (F/F) section from the north-western Kuznetsk basine. Contribution of international conference «Rapid Global Change» Eureka, Nevada, USA, 2007. P. 40.

8. Изох О.П., Талибова А.Г. Изотопно-углеродные отклонения в карбонатном и органическом веществе, как индикаторы изменения уровня С02 в франском ярусе. Тез. докл. XXI молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" Иркутск, 2007. С. 80-82.

9. Изох О.П. Особенности изменения изотопного состава

кислорода, органического и неорганического углерода в верхнедевонском разрезе Северо-западного Кузбасса. Тез. докл. XVIII Симпозиума по геохимии изотопов М.: ГЕОХИ РАН, 2007. С. 111-112.

10. Izokh O.P. Pecularities of ô13Ccarb, 513Corg and 5180 in the Upper Devonian sections from the Kuznetsk Basin. Contribution of international conference «Global alignments of Lower Devonian carbonate and clastic sequences» Kitab State Geological Reserve, Uzbekistan, 2008. P. 40-42.

11. Изох О.П. Изотопный состав углерода и кислорода в верхнедевонских карбонатных отложениях Северо-Западного Кузбасса и Западного склона Южного Урала. Тез. докл. Четвертой Сибирской международной конференция молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 2008. С. 130-131.

12. Изох О.П., Изох Н.Г., Пономарчук В.А., Семенова Д.В. 013Скарб, ô13Copr и ô180 в отложениях фран-фаменского (верхний девон) разреза Кузбасса (юг Западной Сибири) // Геология и Геофизика, 2009. Т. 50. №7. С. 786-795.

15. Izokh O.P. Isotopic composition of carbon and oxygen in the upper Devonian (Frasnian-Famennian) sections from the Kuznetsk Basin and Western part of South Urals. Contribution of international conference EGU-2009, Vienna, Austria, 2009.

14. Изох О.П. Изотопный состав неорганического и органического углерода и кислорода в верхнедевонских карбонатных отложениях Юго-Западного обрамления Сибирской платформы (Рудный Алтай и Северо-Западный Кузбасс). Мат. международной научно-практической конференции «Сатпаевские чтения». Алматы, 2009, С. 329-335.

Технический редактор О.М.Вараксина

Подписано в печать 06.11.2009 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме

_Печ. л. 0,9. Тираж 120. Зак. № 35_

ИНГГ СО РАН, ОИТ, пр-т Ак. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Изох, Ольга Петровна

Введение

Глава 1. Причины вариаций изотопного состава углерода, кислорода и стронция

1.1. Углерод

1.2. Кислород

1.3. Стронций

1.4. Постседиментационные изменения карбонатных пород

Глава 2. Методика исследований

Глава 3. Геологическая характеристика осадочных комплексов юга Западной

Сибири

3.1. Геодинамические условия развития осадочных бассейнов юга Западной 29 Сибири

3.2. Общая характеристика верхнего девона

3.3. Характеристика стратиграфических верхнедевонских подразделений

3.3.1. Рудный Алтай

3.3.2. Северо-Западный Кузбасс

3.4. Палеобиогеографический анализ фауны (беспозвоночных) в изученных 69 разрезах

Глава 4. Петрографические и изотопно-геохимические характеристики 72 верхнедевонских карбонатных пород Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса

Глава 5. Сравнительный анализ Sr, Скарб? С0рг и О изотопных характеристик верхнедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири

Глава 6. Причины вариаций 513Скарб, 513Сорг и 6180 в карбонатных отложениях юга 101 Западной Сибири

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Изотопный состав кислорода, неорганического и органического углерода верхнедевонских карбонатных отложений юга Западной Сибири"

Актуальность исследований. Изучение вариаций изотопного состава углерода, кислорода и стронция в карбонатных породах нашло широкое применение в осадочной геологии. Различные по своей масштабности и длительности отклонения на вариационных Sr, С и О кривых, свидетельствующие об изменениях в природных циклах этих элементах, так же служат хорошими маркерами для проведения корреляционных построений (Семихатов и др., 2004; Хабаров, Пономарчук, 2005; Кузнецов и др., 2006; Покровский 2006; Knoll et al., 1986; Melezhik et al, 2001, 2008 и др.). Причины, вызывающие изменения в изотопном составе С и О, в первую очередь обусловлены тем, что изотопы этих элементов подвержены фракционированию в ходе как биологических, так и геологических процессов (Галимов, 1981; Kump, Arthur, 1999 и др.), в то время как изотопный состав Sr в морской воде контролируется преимущественно превалированием одного из источников - континентального или мантийного, привноса стронция в океан (Banner, 2004 и др.). Наиболее полная охарактеризованность Sr, С и О данными свойственна периодам глобальных перестроек на планете и приуроченных к ним рубежам массовых вымираний, что обусловлено высокой информативностью 513СКаР, 513Сорг, 5180 и 87Sr/86Sr при выявлении абиотических причин этих событий.

В истории фанерозоя выделяется пять событий массовых вымираний первого порядка, которые фиксируются на границах ордовика - силура (О-S), франского и фаменского ярусов верхнего девона (F-F (D3)), перми - триаса (Р-Т), триаса - юры (T-J), мела и палеогена (K-Pg) (McLaren, 1970; Веймарн, Корнеева, 2007). В пределах верхнедевонского биотического кризиса максимум в сокращении биоразнообразия приходится на границу франского и фаменского ярусов. В общей сложности за время этого массового вымирания исчезло порядка 15% семейств и 50% родов морских животных, почти полностью исчезают рифы, сложенные кораллами и строматопороидеями (Алексеев, 2000; Copper, 2002). Причины данного биосферного кризиса широко обсуждаются в литературе (Алексеев, 2000; Вейрман, Корнеева, 2007; Joachimski, Buggisch, 1993; McGhee, 2001; Murphy et al., 2000; Ormiston, Oglesby, 1995; Racki, 1998). Так как в последнее время появились данные о ступенчатом характере массовых вымираний и большой продолжительности (до 15 млн. лет) биотических кризисов (Алексеев, 2000), становится актуальным проведение исследований осадочных последовательностей, предшествующих финальным этапам массовых вымираний биоты. В последнее время увеличилось количество работ, свидетельствующих о проявлении в средней части франского века глобального события, фиксирующегося по изотопным данным (Изох, 2005; Morrow et al., 2009; Yans et al., 2007; Racki et al., 2009).

Таким образом, полученные в результате выполнения данной работы 513Скар, 513Сорг,

1 о ибО кривые имеют ценность, как для изучения позднедевонского этапа событийной, палеоклиматической и палеоэкологической истории Земли, так и для стратиграфических исследований верхнедевонских отложений. Последнее особенно актуально в свете того, что в настоящее время проводятся работы по уточнению положения границ региональных подразделений юга Западной Сибири.

Целью работы является реконструкция 513Скар , 513С0рГ, и 6180 вариационных кривых, отражающих изменение изотопного состава углерода и кислорода в позднем девоне на основе изучения наименее измененных карбонатных пород типовых разрезов верхнего девона юга Западной Сибири.

Основные этапы исследований: 1. Проведение специализированного для изотопных исследований отбора образцов осадочных карбонатных пород из типовых разрезов верхнего девона Рудного Алтая и Северо-Западного Кузбасса. 2. Установление степени сохранности карбонатного вещества с отбраковкой образцов, не пригодных для изотопных исследований на основе петрографических и химических данных, с использованием геохимических критериев. 3. Обоснование открытости бассейна седиментации и сообщения с водными массами мирового океана на основе палеобиогеографического анализа фауны и стронциевой изотопной систематики. 4. На базе метода проточной масс-спектрометрии отработка методики анализа изотопов углерода и кислорода в карбонатах и примесного органического углерода в этих же образцах. 5. Исследование изотопного состава органического и неорганического углерода и кислорода в карбонатах осадочных разрезов Кузбасса и Рудного Алтая и их геохимическая интерпретация. 6. Сопоставление полученных вариационных кривых с мировыми данными и анализ влияния широтного фактора на изотопный состав углерода карбонатов при осадконакоплении.

Объектами исследования послужили позднедевонские осадочные комплексы франского и фаменского ярусов, расположенные на юге Западной Сибири, включающие отложения гериховской свиты (разрезы БЯ 9011 - 9012) Рудного Алтая, пожарищевского и соломинского горизонтов (разрез Б-8152), шубкинской свиты (разрез Б-066) и косоутесовских слоев (разрез Е-896) Северо-Западного Кузбасса.

Фактический материал. Материалом для диссертации являлись образцы карбонатных пород, собранные автором в ходе экспедиционных работ на Рудном Алтае и Северо-Западном Кузбассе в 2004-2007 гг. В работе использовано 177 анализов изотопного состава углерода и кислорода в карбонатном веществе, 100 анализов изотопного состава органического углерода, 107 атомно-адсорбционных анализов химического состава карбонатов (Са, Mg, Fe, Mg, Sr), 13 анализов изотопного состава Sr и 40 анализов содержания Сорг- Анализы выполнялись в Аналитическом центре ИГМ СО РАН и лаборатории № 342 «Геохимии нефти и газа» ИНГГ СО РАН.

Научная новизна работы. Впервые в мировой практике, для типовых разрезов верхнего девона юга Западной Сибири установлены кривые вариаций 813Скарб, 813Сорг и 6180, характеризующие вариации изотопного состава углерода и кислорода в осадочных бассейнах умеренных широт. Полученные данные позволили сопоставить особенности вариаций изотопов углерода и кислорода в процессе осадконакопления осадочных карбонатных отложений различных палеоширотных обстановок.

Практическая значимость работы. Представленный в работе комплексный подход, сочетающий петрографические, геохимические и изотопные данные, имеют огромный потенциал для проведения палеоэкологических и палеоклиматических реконструкций при изучении осадочных карбонатных пород. Помимо этого, полученные

1 Д вариационные 5 С кривые, могут быть использованы в качестве дополнительного инструмента корреляции и расчленения карбонатных отложений позднедевонского возраста.

Защищаемые положения I

1. Установлено, что верхнедевонские осадочные карбонатные породы из типовых разрезов юга Западной Сибири характеризуются высокой степенью сохранности первично-осадочных изотопно-геохимических характеристик. Палеобиогеографический анализ фауны и отношение 87Sr/86Sr в карбонатных образцах свидетельствуют о формировании отложений в условиях открытого морского бассейна.

2. Вариации изотопного состава углерода и кислорода указывают на проявление трех глобальных событий (Alamo, Нижний и Верхний Кельвассер) в позднедевонском осадочном бассейне шельфа Сибирского континента.

3. Значение 513С в верхнедевонских карбонатных породах юга Западной Сибири на 1.2%о выше, чем в приэкваториальных морских бассейнах позднего девона и связано с расположением бассейна седиментации в умеренных широтах.

Апробация работы и публикации. Основные результаты данной работы были доложены на XVII и XVIII симпозиумах по геохимии изотопов (Москва 2004, 2007), на геологических молодежных (Иркутск, 2005, Новосибирск, 2006) и международных конференциях: "Devonian Terrestrial and Marine Environments: from Continent to Shelf' (IGCP 499 Project / SDS joint field meeting), Россия, Новосибирск, 2005; "Rapid Global

Change in the Devonian" (SDS Annual Meeting, IGCP 499), США, Невада, 2007, и "Global alignments of the Lower Devonian carbonate and clastic sequences" (SDS / IGCP Project 499 joint field meeting) Узбекистан, Китабский государственный геологический заповедник, 2008.

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе статья в журнале «Геология и геофизика». Полученные результаты частично были использованы при подготовке Путеводителя к международной экскурсии (IGCP 499 Project / SDS joint field meeting).

Работа была выполнена в рамках проектов НИР № 7.2.1.2, грантов РФФИ № 05-0564672, 05-05-64676, 08-05-00575 и Международного проекта IGCP 499.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 144 страницы состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований, в том числе зарубежных - 59, содержит 30 рисунков, 5 таблиц и 8 фототаблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Изох, Ольга Петровна

Заключение

В работе приведены результаты комплексного изотопно-геохимического изучения верхнедевонских осадочных карбонатных отложений юга Западной Сибири, в ходе которого были получены следующие результаты:

• Выделены известняки, которые характеризуются низкими степенями перекристаллизации карбонатного материала и значениями геохимических критериев, соответствующих неизмененным карбонатным породам.

• Палеобиогеографический анализ фауны и 87Sr/86Sr данные свидетельствуют о формировании карбонатных отложений в условиях открытого морского осадочного бассейна.

• Впервые для карбонатных отложений юга Западной Сибири построены вариационные й13Скарб, 513С0Рг и 6180 кривые, которые характеризуют изменение изотопного состава С и О в бассейне седиментации умеренных широт в позднедевонское время (см. Рис. 24).

• На основе 513Скарб, 513Сорг и б180 экскурсов выявлено проявление трех глобальных событий (Alamo, Нижний Кельвассер и Верхний Кельвассер) (см. Рис. 24).

• Полученные данные дают возможность судить об изменении абиотических факторов, таких как содержание СОг и температура, влияющих на развитие биотического мира в позднем девоне.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Изох, Ольга Петровна, Новосибирск

1. Аристов В.А., Белый В.Ф. Первые находки франских конодонтов на Рудном Алтае // Известия Высших Учебных Заведений. Геология и разведка. 1976, № 7. С. 171-175.

2. Алексеев А.С. Типизация фанерозойских событий массового вымирания организмов // Вестник московского университета 2000, сер. 4, №5, с. 6-14.

3. Барсков И.С., Алексеев А.С., Кононова Л.И., Мигдисова А.В. Определитель конодонтов верхнего девона и карбона М.: МГУ, 1987. 142 с.

4. Барсков И.С., Воронцова Т. Н., Кононова Л.И., Кузьмин А.В. Определитель конодонтов верхнего девона и карбона М.: МГУ, 1991. 184 с.

5. Вельская Т.Н. Позднедевонское море Кузнецкой котловины история его развития, население и осадки // М.: Изд-во АН СССР, Тр. ПИН АН СССР, 1960, т. 82, 184 с.

6. Богословский Б.И. Девонские аммоноидеи Рудного Алтая. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 155 с.

7. Бубличенко Н.Л. Брахиоподы среднего и верхнего девона Рудного Алтая. Алма-Ата: Наука. 1974 170 с.

8. Буко А. Дж., Чень Су, Скотиз. К.Р. Климатические зоны и палеогеография фанерозоя с учетом содержания СО2 в атмосфере // Палеонтологический журнал. 2004, № 2. С. 3-11.

9. Веймарн А.Б., Корнеева. Глобальные катастрофические события на рубеже франского и фаменского ярусов // Бюллетень Московского общества испытателейприроды. Отделение геологии 2007, Т. 82, вып. 1. с.48-67.

10. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов М.: Изд-во Наука, 1981.250 с.

11. Геодинамика, магматизм и металлогения Колывань Томской складчатой зоны / Сотников В.И., Федосеев Г.С., Кунгурцев Л.В. и др. (науч. ред. д.г.-м.н. О.П. Иванов). Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999. 227 с.

12. Дубатолов В.Н. Табуляты, гелиолитиды и хететиды силура и девона Кузнецкого бассейна. Л.: Гостоптехиздат, 1959. - 472 с.

13. Дубатолов В.Н. Табуляты и гелиолитиды силурийских и девонских отложений Рудного Алтая. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1962, 110 с.

14. Дубатолов В.Н., Краснов В.Н. Палеобиогеография Западно-Сибирского моря в девонский период // Геология и геофизика. -1993. N 4. - С. 27-36.

15. Дубатолов В.Н., Краснов В.И. Фаменский этап в эволюции географических обстановок сибирских морей // Геология и геофизика, 2000а, т. 41, № 2, с. 239-254.

16. Дубатолов В.Н., Краснов В.И. Палеоландшафты среднедевопских и франских морей Сибири // Стратиграфия и геологическая корреляция, 20006, 8, N 6, 34-58

17. Елкин Е.А., Сенников Н.В., Буслов М.М. и др. Палеогеографические реконструкции западной части Алтае-Саянской области в ордовике, силуре и девоне и их геодинамическая интерпретация // Геология и геофизика, 1994, т. 35, № 7-8. С. 118-143.

18. Задорожный В.М. Фораминиферы и биостратиграфия девона Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления. / Новосибирск: Наука, 1987. 121с.

19. Захаров Ю.Д., Борискина Н.Г., Попов A.M. Реконструкция условий морской среды позднего палеозоя и мезозоя по изотопным данным (на примере севера Евразии). Владивосток: Дальнаука, 2001. 112 с.

20. Изох Н.Г., Елкин Е.А., Бахарев Н.К. Раннефранские конодонты Рудного Алтая (Западная Сибирь) Новости палеонтологии и стратиграфии, 2004, Выпуск 6. С. 100-108. Приложение к журналу Геология и геофизика, т. 45.

21. Изох О.П., Изох Н.Г., Пономарчук В.А., Семенова Д.В. Изотопы углерода и кислорода в отложениях фран-фаменского (верхний девон) разреза Кузнецкого бассейна (Юг Западной Сибири). // Геология и геофизика 2009, №7

22. Кероген. Методы изучения, геохимическая интерпретация // Богородская Л.И., Конторович А.Э., Ларичев А.И. Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал «Гео», 2005. 254 с.

23. Кузнецов А.Б. Эволюция изотопного состава стронция в позднерифейской морской воде: карбонаты Карагавской серии Южного Урала: Автореф. дисс. . канд. геол. мин. наук. - Санкт-Петербург, 1998. - 23 с.

24. Кузнецов А.Б., Семихатов М.А. и др. Изотопный состав Sr в карбонатных породах Каратавской серии Южного Урала и стандартная кривая вариаций отношения 87Sr/ 86Sr позднерифейском океане // Стратиграфия и геологическая корреляция. 2003. Е. 11. №5с. 339.

25. Лисицин А.П. Потоки осадочного вещества, природные фильтры и осадочные системы «живого океана» // Геология и геофизика, 2004, т. 45, №1, с. 15-48.

26. Максимова З.А. Девонские и каменноугольные трилобиты Рудного Алтая. М.: Госгеолтехиздат. 1960. 123 с.

27. Наливкин Д.В., Ржонсницкая М.А., Марковский Б.П. (Ред.). Стратиграфия СССР. Девонская система. М.: Недра. Книга 2. -1973. - 374 с.

28. Объяснительная записка к геологической карте Российской Федерации. Масштаб 1:200 000, лист М-44-Х (Горняк). Санкт-Петербург: Изд-во Санкт-Петербургская картографическая фабрика. 2001.

29. Объяснительная записка к геологической карте СССР масштаба 1:200000 лист №-45-II, составитель В. Ф. Лоскутов, М.: Изд-во Недра, 1965.

30. Покровский Б.Г. Граница протерозоя и палеозоя: изотопные аномалии в разрезах Сибирской платформы и глобальные изменения природной среды // Литология и полезные ископаемые, 1996, № 4. с. 376-392.

31. Покровский Б.Г., Мележик В.А., Буякайте М.И. Изотопный состав С, О, Sr и S в позднедокембрийских отложениях Патомского комплекса, Центральная Сибирь.1. JJIT

32. Сообщение 2. Природа карбонатов с ультранизкими и ультравысокими значениями С. Литология и полезные ископаемые, 20066, № 6. с. 1-13.

33. Поленова Е.Н. Девонские остракоды Кузнецкого бассейна и Минусинской котловины. Ленинград: Гостоптехиздат, 1960. 168 с.

34. Решения Всесоюзного стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и четвертичной системе Средней Сибири, Новосибирск, 1979). Часть II. Средний и верхний палеозой. Новосибирск. - 1982. - 128 с.

35. Решения Межведомственного совещания по разработке унифицированных стратиграфических схем Сибири. М.: Госгеолтехиздат, 1959. - 91 с.

36. Ржонсницкая М.А. Биостратиграфия девона окраин Кузнецкого бассейна. Т. 1. Л.: Недра, 1968. 286 с.

37. Ржонсницкая М.А. Спирифериды девонских отложений окраин Кузнецкого бассейна. М.: Госгеолиздат, 1952. 232 е., 25 табл.

38. Родыгин С.А. Девонские конодонты некоторых разрезов Рудного Алтая // 300 лет горно-геологической службе России: история горнорудного дела, геологическое строение и полезные ископаемые Алтая. Барнаул: Изд-во Алт. Ун-та. 2000а С. 208-210.

39. Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Подковыров В.Н, Бартли Дж., Давыдов Ю.В. Юдомский комплекс стратотипической местности: С-изотопные хемостратиграфические корреляции и соотношение с вендом // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2004. Т. 12. № 5. с. 3-29.

40. Стратиграфический словарь СССР. Кембрий, ордовик, силур, девон. Л.: Недра. -1975.-622 с.

41. Стратиграфический кодекс. Санкт-Петербург: Изд-во ВСЕГЕИ. - Тр. МСК. - 1992. -120 с.

42. Тыжнов А.В. К изучению девонских известняков северо-западной окраины Кузнецкого бассейна. Вестник Зап.-Сиб. геол. упр., вып. 3, 1931.

43. Тыжнов А.В. Материалы по стратиграфии и тектонике девонских отложений северо-западной окраины Кузнецкого бассейна. — Известия ЗСГУ, т. XI, № 1, 1931.

44. Филиппова И.Б., Буш В.А., Диденко А.Н., Среднепалеозойские субдукционные пояса ведущий фактор формирования структуры Центрально-Азиатского покровно-складчатого пояса // Российский журнал наук о Земле, 2001, Т.З, № 6, с 405-427.

45. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Изд-во Мир ,1989. 590 с.

46. Хабаров Е.М, Пономарчук В.А. Изотопы углерода в верхнерифейских отложениях байкальской серии западного Прибайкалья: стратиграфические следствия // Геология и геофизика, 2005, т. 46, №10. с. 1019-1037.

47. Хефс Й. Геохимия стабильных изотопов М.: Изд-во Мир ,1983.

48. Янов Э.Н., Предтеченский Н.Н. Палеогеография и фации девона Саяно-Алтайскойскладчатой области // Стратиграфия и палеогеография девона Саяно-Алтайской складчатой области.-JI., Недра,1968.-С. 116-139.

49. Becker R.T. SDS Annual Report 2007 to ICS, 2007 // SDS Newsletter, 2008, No 23, p. 519

50. Brand U., Logan A., Hiller N., Richardson J. Geochemistry of modern brachiopod: applications and implications for oceanograpy and palaeoclimatology. // Chemical Geology.2003, 198, p. 305-334

51. Brand U., Veiser J. Chemical diagenesis of a multicomponent carbonate system 1. Trace element // J. Sediment Petrology. 1980. 50. №4. p. 1219-1236.

52. Brand U., Veiser J. Chemical diagenesis of a multicomponent carbonate system — 2. Stable isotope // J. Sediment Petrology. 1981. 51. №3. p. 987-997.

53. Chen D., Qing H., Li R. The Late Devonian Frasnian Famenian (F/F) biotic crisis:• 14 14 07 oc ,1.sights from 8 Ссагь, 8 Corg and Sr/ Sr isotopic systematics // Earth and Planetary Science Letters, 2005,235, p.151-166.

54. Clark D.L. et al., Conodonta. In "Treatise on Invertebrate Paleontology, pt. W. Mincellanea". Geol.Soc. Amer., Univ. Kansas Press", 1981,202 pp.

55. Copper P. Reef development at the Frasnian/Famennian mass extinction boundary // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2002, 181. P. 27-65.

56. Eder W., Engel W., Franke W., Langenstrassen F., Walliser O.H., Witten W. Uberblick uber die palaogeographische Entwickiung des ostlichen Reinischen Schiefergebirges // Exk.-Fuhrer Goetagung'77,1977,1, Exk. A, p. 2-11.

57. Feist R., Schindler E. Trilobites during the Frasnian Kelwasser Crisis in European Late Devonian cephalopod limestones // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg. V.169. P. 195-223.

58. Gradstein F.M., Ogg J.G., Smith A.G. et al. (eds). A Geological Time Scale. Cambridge Univ. Press., 2004, 589 p.

59. Iiolser W.T. Geochemical events documented in inorganic carbon isotope // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 1997. 132. p. 173-182.

60. House, M.R., Becker, R.T., Feist, R., Girard, C., Klapper, G. The Frasnian/Famennian boundary GSSP at Coumiac, southern France // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg 2000a, 225, 59-75.

61. House, M.R., Feist, R., Korn, D.,. The Middle-Upper Devonian boundary GSSP at Puech de la Suque, southern France // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg 20006,225,49-57.

62. Joachimski M. M. Comparison of organic and inorganic carbon isotope patterns across the Frasnian Famenian boundary // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 1997. 132. p.133-145.

63. Joachimski M., Buggisch W. Anoxic events in the Late Frasnian causes of the Frasnian-Famennian faunal crisis? // Geology 21, 1993. p.75-678.

64. Joachimski M., Pancost R., Freeman K, Ostertag-Henning C., Buggisch W. Carbon isotope geochemistry of the Frasnian Famennian transition // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2002. 181. p. 91-109.

65. Joachimski M., van Geldern S., Breisig W. Buggisch J. Day. Oxygen isotope evolution of biogenic calcite and apatite during the Middle and Late Devonian // Int J. Earth Sci (Geol Rundsch) 2004. 93. p. 542-553.

66. Joachimski M.M., Breisig S., Buggisch W., Talent J.A., Mawson R., Gereke M., Morrow J.R.,Day J., Weddige K. Devonian climate and reef evolution: Insights from oxygen isotopes in apatite // Earth and Planetary Science Letters. 2009,284. p. 599-.609

67. Klapper, G., Feist, R., Becker, R. T. & House, M. R. Decision on the Boundary Stratotype for the Middle/Upper Devonian Series Boundary. Episodes, 1987, 10 (2): 97-101,

68. Klapper, G., Feist, R., Becker, R. T. & House, M. R. Definition of the Frasnian/Famennian Stage boundary. Episodes, 1993, 16 (4): 433-441,

69. Kump L.R., Arthur M.A. Interpreting carbon-isotope excursions: carbonates and organic matter//Chemical Geology. 1999. 161. p. 181-198.

70. Ma Xue-ping, Chen Dai-zhao, Yin Bao-an. The Devonian of the Guilin-Xianzhou area, South China: Stratigraphy and Sedimentology // Guide Book for Field Excursion A2. The 2nd International Palaeontological Congress, Beijing, China. 2006, 35 p.

71. McGhee G.R. The 'multiple impacts hypothesis for mass exctinction: a comparison of the Late Devonian and the Late Eocene // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 176, 2001. p. 47-58.

72. McLaren, D.J. Time, life, and boundaries // J. Paleontol. 1970, 44. p. 801-815.

73. Morrow J.R., Sandberg C.A., Malkowski K., Joachimski M.M. Carbon isotope chemostratigraphy and precise dating of middle Frasnian (lower Upper Devonian) Alamo Breccia, Nevada, USA. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2009, 282, p. 105118.

74. Obut O.T., Shcherbanenko T.A. Upper Devonian radiolarians from the Rudny Altai (South of West Siberia). Bulletin of Geosciences, 2008, vol. 83(4), 371-382.

75. Ormiston, A.R., Oglesby, R.J. E.ect of Late Devonian paleoclimate on source rock quality and location // Am. Assoc. Pet. Geol. Stud. Geol. 1995. 40. p. 05-132.

76. Racki G. Frasnian-Famennian biotic crisis: underevaluated tectonic control // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1998, 141. p. 177-198.

77. Ripperdan R. L. Stratigraphic Variation in Marine Carbonate Carbon Isotope Ratios // Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2001,43, p. 637-662.

78. Sandberg Ch., Ziegler W. & P. Bultynck. New Standard Conodont Zones and Early Ancyrodella Phylogeny across Middle-Upper Devonian Boundary // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg, 1989, 110: 195-230,

79. Schidlowski, M., Eichman, R., Junge, C.E. Precambrian sedimentary carbonates: carbon and oxygen isotope geochemistry and implications for the terrestrial oxygen budget. Precambrian Res. 1975, 2. P. 1-69.

80. Schindler E. Die Kellwasser-Krise (hohe Frasne-Stufe, Ober-Devon). Gottingen Arb. Geol. Paleont. 1990, V. 46,115 p.

81. Veizer J., Ala D., Azmy K. et al. 7Sr/86Sr, 513C and 6180 evolution of Phanerozoic seawater / Chemical Geology, 1999. 161 p.

82. Walliser O.H. Global Events in the Devonian and Carboniferous // Global Events end Event Stratigraphy in the Phanerozoic. Berlin. 1996. p. 225-250.

83. Yolkin E.A., Gratsianova R.T., Izokh N.G., Yazikov A.Yu., Bakharev N.K. Devonian sea-level fluctuations on the south-western margin of the Siberian Continent // Courier Forschunginstitut Senckenberg, 1997. 199. p. 83-98.

84. Yolkin, E.A., Gratsianova, R.T., Bakharev, N.K., Izokh, N.G. & Yazikov, A.Yu., Devonian sea-level fluctuations on the south-western margin of the Siberian continent: Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg., Frankfurt, 1997, 199: 83-98;

85. Ziegler W. (ed) Catalogue of conodonts, v. 3. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, 1977, 569 p., 39 pis., 17 figs.; Stuttgart.

86. Ziegler W. (ed) Catalogue of conodonts, v.l. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, 1973, 569 p., 39 pis., 17 figs. Stuttgart.

87. Ziegler W. (ed) Catalogue of conodonts, v.2. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, 1975,404 p.

88. Ziegler W., Ovnatanova N., Kononova L. Devonian Polygnathids from the Frasnian of the Reinisches Schiefergebirge Germany and the Russian Platform// Senckenberg. Lethaea. 2000. Vol. 80. № 2. P. 593-645.

89. Ziegler W., Sandberg C.A. The Late Devonian Standard Conodont Zonation // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg. 1990, V.l21. P.