Изотопный состав стронция морских карбонатных раковин может быть успешно использован для решения стратиграфических задач. Изучение стабильных изотопов С и О в древних карбонатных раковинах дает информацию об изотопном составе воды древних бассейнов. На основе этих данных возможна реконструкция солености и температуры воды палеобассейнов. Отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr неперекристаллизованных морских раковин позволяет определять их возраст с помощью метода стронциевой изотопной хемостратиграфии SIS (Кузнецов и др., 2012). Здесь впервые представлены возможности метода SIS для датирования морских карбонатных раковин позднекайнозойских отложений Усть-Енисейского района Западной Сибири.

По северу Западной Сибири сложилось две точки зрения на возраст рыхлого осадочного чехла. Большая часть исследователей придерживается взглядов о четвертичном возрасте осадков, несогласно перекрывающих мел-палеогеновые толщи низменности (Сакс, 1953; Троицкий, 1979; и др.). В то же время, есть мнение о плиоцен-эоплейстоцен-четвертичном возрасте рыхлого чехла (Загорская и др., 1965; Слободин и Суздальский, 1969; Суздальский, 1976; Волкова, 1999 и др.). Неогеновый возраст нижней части толщи неоднократно оспаривался (Гудина, 1969; Троицкий, 1979; Гладенков и Петров, 1990 и др.).

Ранее возраст отложений Усть-Енисейского района определялся методами: радиоуглеродным (¹⁴С), уран-ториевым (²³⁰Th-U), оптически инфракрасно-стимулированной люминесценции зерен полевых шпатов (ИК-ОСЛ), а также электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) (Гусев и др., 2011; Гусев, Молодьков, 2012). С помощью перечисленных методов был обоснован возраст осадков как средний неоплейстоцен (МИС 6-МИС 7) – поздний неоплейстоцен (МИС 5 – МИС 3) – голоцен.

В настоящей работе нами изучен изотопный состав Sr в инститных карбонатных раковинах морских моллюсков Hiatella arctica (Linnaeus), Cyrtodaria jenissae (Sachs), Glycimeris sp., Astarte invocata (Merklin et Petrov), Portlandia arctica (Gray), Arctica islandca (Linnaeus), Serripes groenlandicus (Mohr), Macoma sp., Mytilus edule (Linnaeus), Buccinum groenlandicum (Morch), Astarte pseudoactis (Merklin et Petrov). Помимо инситных раковин, нами исследовались раковины, содержащиеся в конкрециях неправильной формы.

Измеренные отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в большинстве раковин варьируют в пределах от 0.70917 до 0.70901, а в одной раковине это отношение достигает 0.70746. Анализ стабильных изотопов показал, что многие карбонатные раковины попадают в область нормально-соленых океанических бассейнов.

Вычисленный по методу SIS возраст для раковин из обнажений Воронцово, Кареповск и мыс Каргинский равен 70-180 тыс. лет (рис. 1) и практически совпадает с определениями, полученными для этих разрезов методами ИК-ОСЛ и U-Th (Гусев и др., 2011). Инситные раковины из разреза Ладыгин Яр показали более древний возраст (350-570 тыс. лет), чем полученный для этого разреза методами ИК-ОСЛ, ЭПР и U-Th (70-80 тыс. лет, Гусев и Молодьков, 2012). Интересным является определение, полученное по раковине Portlandia arctica (Gray), отобранной из основания мощного разреза ленточных алевритов с карбонатными конкрециями (мыс Дорофеевский, левый берег Енисея) – 1,47 млн. лет (рис. 1). Такое значение совпадает с эоплейстоценовым возрастом ленточно-слоистых алевритов у мыса Лескина (Каплянская и др., 1986), находящегося в 150 км к северо-западу от мыса Дорофеевского.

Самый древний возраст получен для обломков толстостенных раковин Glycimeris sp. из смятых в складки и пронизанных жилами кальцита суглинков, обнажающихся в основании берегового клифа к северу от урочища Ладыгин Яр. Согласно методу SIS кристаллизация раковины происходила в меловое время, а наиболее вероятный интервал для этого – 80-140 млн. лет назад (рис. 1). В 1960-ых годах из этих суглинков калий-аргоновым методом был определен возраст глауконита, который составил 81 млн. лет (Фирсов и Сухорукова, 1968). Возможно, эта часть разреза имеет позднемеловой возраст.

Интересный результат получен по разрезу Воронцово, находящемуся на правом берегу Енисея у его устья. Здесь в средней части разреза обнажаются мелкооскольчатые суглинки, содержащие следующий комплекс моллюсков: Cyrtodaria jenisseae, Astarte arctica, A. jenisseae, A. montagui, A. placenta, Chlamys islandica, Cryptonatica groenlandica, Hiatella arctica, Lepeta caeca, Macoma calcarea, Mya truncata, Siliqua alta. Наиболее многочисленны раковины циртодарий. К сожалению, сохранность их плохая, моллюски с раскрытыми и сомкнутыми створками при отборе из осадка рассыпаются. По данным В.Н. Сакса (1953), Cyrtodaria jenisseae не встречается в отложениях моложе казанцевских, т.е. является вымершей формой. Морфологически этот моллюск наиболее близок к Cyrtodaria angusta (Nyst et Westendorp), распространенному в отложениях занклского-гелазского ярусов Западной Европы и Исландии. Возраст раковины Cyrtodaria jenisseae, установленный методом SIS, близок к 5,6 млн. лет. Таким образом, впервые Sr-изотопным методом подтверждено присутствие неогеновых отложений в разрезе (поселок Воронцово) рыхлого осадочного чехла севера Западной Сибири.

Важная находка сделана в обнажении у Сопочной Карги. В фаунистически охарактеризованных казанцевских песках и алевритах в составе комплекса диатомовых водорослей найден вид Neodenticula kamtschatica, являющийся индекс-видом зональной диатомовой шкалы Северной Пацифики, стратиграфический диапазон распространения которого в высоких широтах Северной Пацифики ограничен поздним миоценом - ранним плиоценом (7,2 – 2,6 млн. назад). В Норвежско-Гренландском бассейне этот вид встречается лишь в плиоценовых осадках. Скорее всего, створка этого вида переотложена из осадков более древнего морского бассейна.

В казанцевских отложениях Ладыгина Яра встречено большое количество конкреций неправильной формы. Конкреции содержат фауну, сходную с таковой из вмещающих отложений. О.В.Суздальский (1976) по ряду структурных признаков считал такие конкреции инситными образованиями. И.Д.Данилов и О.Б.Парунин (1982) определили близкий радиоуглеродный возраст раковин из разреза и из конкреций. Наше изотопное исследование раковин, отобранных из конкреций, показало, что отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в них заметно ниже, чем в инститных раковинах, взятых в этих же отложениях (в среднем 0.70911 против 0.70916). Это предполагает, что инситные раковины моложе раковин из конкреций на 0.5-2.0 млн. лет (рис. 1). Таким образом, конкреции вместе с содержащимися в них раковинами моллюсков переотложены из эоплейстоценовых морских осадков.

Полученные первые хемостратиграфические данные по изотопам стронция, кислорода и углерода, содержащимся в раковинах позднекайнозойских моллюсков енисейского севера, позволили датировать вмещающие отложения. Подтвержден неогеновый и эоплейстоценовый возраст нижних горизонтов рыхлых осадков севера Западной Сибири.

ЛИТЕРАТУРА

Волкова В.С. Палиностратиграфия четвертичных отложений полуостровов Ямал и Тазовский (проблемы плиоцена) // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 8. С. 1119-1134.

Гладенков Ю.Б., Петров О.М. Дискуссионные проблемы стратиграфии верхнего кайнозоя севера СССР // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1990. № 59. С. 5-12.

Гудина В.И. Морской плейстоцен сибирских равнин. Фораминиферы Енисейского севера. М.: Наука, 1969. 80 с.

Гусев Е.А., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Молодьков А.Н., Кузнецов В.Ю., Смирнов С.Б., Чернов С.Б., Жеребцов И.Е., Левченко С.Б. Новые геохронологические данные по неоплейстоцен-голоценовым отложениям низовьев Енисея // Проблемы Арктики и Антарктики. 2011. № 2(88). С. 36-44.

Гусев Е.А., Молодьков А.Н. Строение отложений заключительного этапа казанцевской трансгрессии (МИС 5) на севере Западной Сибири // Доклады АН. 2012. Т. 443. № 6. С. 707-710.

Данилов И.Д., Парунин О.Б. Сравнительные результаты радиоуглеродного датирования карбонатных конкреций и растительных остатков из верхнеплейстоценовых отложений каргинской террасы низовьев Енисея // Доклады АН СССР. 1982. Т. 262. № 2. С. 402-404.

Загорская Н.Г., Яшина З.И., Слободин В.Я., Левина Ф.М., Белевич А.М. Морские неоген(?)-четвертичные отложения низовьев реки Енисея // Труды НИИГА. Том 144, М. «Недра». 1965. 92 с.

Каплянская Ф.А., Никольская М.В., Тарноградский В.Д. Доледниковые морские отложения на севере Западной Сибири (Лескинская толща). В кн.: Кайнозой шельфа и островов Советской Арктики. Л., 1986. С. 100-109.

Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Изотопный состав Sr в водах Мирового океана, окраинных и внутренних морей: возможности и ограничения Sr-изотопной хемостратиграфии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2012. Т. 20. № 6. С. 3-19.

Сакс В.Н. Четвертичный период в Советской Арктике. Л.; М., Водтрансиздат, 1953, 627 с.

Слободин В.Я., Суздальский О.В. Стратиграфия плиоцена и плейстоцена северо-востока Западной Сибири // Материалы к проблемам геологии позднего кайнозоя. Л., 1969. С. 115-130.

Суздальский О.В. Палеогеография арктических морей СССР в неогене и плейстоцене. М.: Наука, 1976. 112 с.

Троицкий С.Л. Морской плейстоцен сибирских равнин. Стратиграфия. Новосибирск: Наука, 1979. 293 с.

Фирсов Л.В., Сухорукова С.С. О «четвертичном» глауконите мелового возраста в низовье Енисея // Доклады АН СССР. 1968. Том 183, № 4, с. 914-917.

THE FIRST SR-ISOTOPE STRATIGRAPHIC DATA FROM YENISSEY NORTH LATE CENOZOIC SEDIMENTS

E.A. Gusev¹, A.B.Kuznetsov², E.I.Polyakova³, A.V.Krylov⁴

1 – I.S.Gramberg’s VNIIOkeangeologia, Saint-Petersburg

2 – Institute of Precambrian Geology and Geochronology, RAS, Saint-Petersburg

3 – M.V.Lomonosov Moscow State University, the Faculty of Geography, Moscow

4 – Polargeo, Saint-Petersburg