The first data on the n-isotopic composition of the Permian and Triassic of North-Eastern Russia and their significance for palaeotemperature reconstructions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

It is proposed that oscillating temperature conditions in the late Wuchiapingian and early Changhsingian (Late Permian) followed in the Boreal Superrealm to less variable climatic conditions in the late Changhsingian and early Induan (the time of trap formation of the Siberian Platform), with stable trend of increasing temperature in the Early Triassic. The Problem of the absence of signs of mass extinction of marine organisms at the Permian-Triassic boundary in the Boreal Superrealm is discussed.

Full Text

Известны лишь редкие публикации по результатам N‑изотопных исследований разрезов пермских и триасовых отложений в Тетической [1–3], Бореальной [4, 5] надобластях.

В нашей работе приведены результаты сопоставления N‑изотопных данных, полученных по перми, триасу Колымо-Омолонского региона (Балыгычанский блок, р. Паутовая [7]), и результатов О‑изотопных исследований пермских, триасовых конодонтов северо-западного Ирана [6] с целью контроля версии [3], касающейся возможности косвенного использования N‑изотопных данных для палеотемпературных реконструкций.

Значения δ15N в 88 пробах, отобранных в разрезе Паутовая, были рассчитаны в Визельбурге на основе замеров, выполненных с помощью анализатора Flash-EA (Thermo, Bremen), соединённого через CONFLO IV (Thermo, Bremen) c масс-спектрометром Finnigan Delta (V Thermo, Bremen/Germany).

Результаты проведённых исследований позволили выделить в разрезе Паутовая три N‑изотопных интервала (I–III) и 14 их более дробных подразделений (рис. 1).

Согласно [2], по неопротерозою, фанерозою глинистые отложения морского происхождения, сформированные в холодных условиях ледниковых периодов и в промежуточные интервалы времени между холодными и жаркими периодами, характеризуются в среднем относительно высокими значениями δ15N, в то время как осадочные отложения, соответствующие периодам парниковых условий, — относительно более низкими их значениями (рис. 2). На основе детального исследования нижнетриасового разреза Абрек в Южном Приморье [3] и корреляции его с разрезом Наммал в Пакистане [12] было высказано предположение, что часто повторяющиеся в разрезе интервалы с высокими значениями δ15N в значительной мере отражают условия доминирования в морском бассейне более низких температур по сравнению со смежными интервалами, охарактеризованными более низкими значениями δ15N.

N‑изотопная кривая, полученная по разрезу Паутовая, обнаруживает сходство с кривой разреза Уэст-Блайнд-Фьёрд (о. Эллесмиэ, Арктическая Канада), также построенной по N‑изотопным данным [4, рис. 10]. Это позволяет коррелировать N‑изотопные интервалы I, II, III разреза Паутовая соответcтвенно с формацией Линдстрём, нижней и верхней частями формации Блайнд-Фьёрд [4].

Возможность использования N‑изотопных дан­ных в целях палеотемпературных реконструкций подтверждается результатами сравнения изотопных данных по разрезам Паутовая и Кух-Е‑Али-Баши Ирана [6] (рис. 1).

Отсутствие в двух разрезах Бореальной над­области (Уэст-Блайнд-Фьёрд [4], Паутовая) отрицательных значений δ15N, установленных в Южном Китае [1] и Приморье [3], может быть объяснено формированием разрезов в более глубоких/холодных условиях.

Контрастные температурные условия позднего вучяпиня – раннего чансиня в исследованном районе сменились, вероятно, на менее изменчивые климатические условия в конце ­чансиня, несмотря на возможное влияние туфообразований [10] на севере Сибири, что ­согласуется с устойчивым развитием голосеменных в это время в районе Норвегии [13] и проявлениями высокого таксономического разнообразия в составе сибирской флоры [12].

Полученные данные позволяют предполагать, что в раннеиндское время, непосредственно после излияния основной массы базальтов трапповой формации, сопровождаемой, возможно, выбросом большого объёма метана в атмосферу, в ­Бореальной надобласти наметился устойчивый климатический тренд, направленный в сторону повышения температур.

Отсутствие признаков массового вымирания морских организмов на границе перми и триаса в Бореальной надобласти [4, 14, 15] может быть частично объяснено ослаблением термального фактора воздействия на биоту в начале индского века в ряде регионов. В Тетической надобласти, напротив, палео- температуры раннетриасового времени неред­ко достигали экстремально высоких значений ([6] и др.).

 

Рис. 1. Корреляция разрезов Паутовая, Кух-Е‑Али-Баши. O — оводовская свита; Ot. c. — Otoceras concavum; T. p. — pascoei; C. i. — inflecta; C. bach. — Clarkina bachmanni; n — nodosa; ch/d — changxingensis–deflecta; i/z — iranica–zhangi; m/p — meishanensis–praeparvus; u — ultima–mostleri; H. p. — hindeodus parvus; I. isarc — isarcicella isarcica, Ved. — Vedioceras, Pl. — Pleuronodoceras, Кон. зона — конодонтовая зона, Ам. зона — аммонитовая зона, Дж. — Джульфа. Стратиграфическое положение Сибирских траппов определено на основе корреляции позднепермских отложений Сибири, Германии, Ирана по конхостракам и конодонтам [10].

 

Рис. 2. δ15N — кривая [2] (с дополнением). Лед. — ледниковые условия, П. — переходные условия, Пал.–ч. — палеогеновая–четвертичная системы, Карб. — карбон, С. — силур, Орд. — ордовик, Кемб. — кембрий, K. — криоген.

 

Авторы признательны Э. Риглеру (Rigler) из Исследовательского центра BLT в Визельберге, Австрия, за выполнение N-изотопных анализов, проф. Т. Элджео (Algeo; университет в Цинцинати, США) за помощь в поиске литературных данных.

Исследования выполнены при поддержке грантов РФФИ 17–05–00109, 18–05–00191, 18–05–00023А и частично в рамках государственной программы повышения конкурентоспособности Казанского

(Приволжского) федерального университета среди ведущих мировых научно-образовательных центров, а также за счёт средств суб­сидии, выделенной Казанскому университету для выполнения государственного задания № 5.2192.2017/4.6 в сфере научной деятельности.

×

About the authors

Y. D. Zakharov

Far East Geological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yurizakh@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. S. Biakov

North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute of Far East Branch of the Russian Academy of Sciences; Kazan Federal University

Email: yurizakh@mail.ru
Russian Federation, Magadan; Kazan

M. Horacek

HBLFA Francisco-Josephinum-Research Center BLT;  Institute of Lithosphere Research, Vienna University

Email: yurizakh@mail.ru
Austria, Wieselburg; Vienna

N. A. Goryachev

North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute of Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yurizakh@mail.ru
Russian Federation, Magadan

I. L. Vedernikov

North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute of Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yurizakh@mail.ru
Russian Federation, Magadan

References

  1. Luo G., Wang Y., Algeo T. J., et al. // Geology. 2011. V. 39. №. 7. P. 647–650.
  2. Algeo T. J., Meyers P. A., Robinson R. S., et al. // Bio-geosciences. 2014. V. 11. P. 1273–1295.
  3. Захаров Ю. Д., Хорачек М., Шигэта Я. и др. // ДАН. 2018. Т. 478. № 5. С. 556–560.
  4. Algeo T., Henderson C. M., Ellwood B., et al. // Geol. Soc. Amer. Bull. 2012. V. 124. P. 1424–1448.
  5. Knies J., Grasby S. E., Beauchamp B., et al. // Geology. 2013. V. 4. P. 167–170.
  6. Schobben M., Joachimski M. M., Korn D., et al. //Gondwana Res. 2014. V. 26. P. 675–683.
  7. Бяков А. С. Пермские отложения Балыгчанского поднятия (Северо-Восток Азии). Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2004. 89 с.
  8. Бяков А. С., Хорачек В. М., Горячев Н. А. и др. // ДАН. 2017. Т. 474. № 3. С. 347–350.
  9. Бяков А. С., Горячев Н. А., Ведерников И. Л. и др. // ДАН. 2017. Т. 477. №. 3. С. 331–336.
  10. Kozur H. W., Weems, R. E. // Palaeogeogr., Palaeocli­matol., Palaeoecol. 2011. V. 308. P. 22–40.
  11. Садовников Г. Н. // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 1. С. 34–60.
  12. Садовников Г. Н. // Палеонтол. журн. 2016. № 2. С. 87–99.
  13. Hermann E., Hochuli P. A., Bucher H., et al. // Global Planet. Change. 2010. V. 74. P. 156–167.
  14. Захаров Ю. Д., Бяков А. С., Рихоц С., Хорачек М. // ДАН. 2015. Т. 460. № 1. С. 60–64.
  15. Бяков А. С., Кутыгин Р. В., Горячев Н. А. и др. //ДАН. 2018. Т. 480. № 1. С. 121–124.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Correlation of sections Pautovaya, Kukh-E-Ali-Bashi. O - Govod's suite; Ot. c. - Otoceras concavum; T. p. - pascoei; C. i. - inflecta; C. bach. - Clarkina bachmanni; n - nodosa; ch / d - changxingensis – deflecta; i / z - iranica – zhangi; m / p - meishanensis – praeparvus; u - ultima – mostleri; H. p. - hindeodus parvus; I. isarc - isarcicella isarcica, Ved. - Vedioceras, Pl. - Pleuronodoceras, Kon. zone - conodont zone, Am. zone - ammonite zone, J. - Julfa. The stratigraphic position of the Siberian traps is determined on the basis of the correlation of the Late Permian sediments of Siberia, Germany, Iran by konhostraks and conodonts [10].

Download (1022KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. δ15N - curve [2] (with addition). Ice. - glacial conditions, P. - transitional conditions, Pal.– h. - Paleogene – Quaternary systems, Carb. - Carbon, S. - Silur, Ord. - Ordovician, Kemb. - Cambrian, K. - cryogen.

Download (368KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies