Ризоидные известняки среднепермских отложений Казанского Поволжья

В данной работе представлены результаты исследования ризоидных известняков уржумского яруса средней перми на типичном примере полевыми и лабораторными методами с целью уточнения особенностей их формирования. Использовались: рентгено-флуоресцентный анализ (РФА), анализ стабильных изотопов углерода и кислорода, оптическая и сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), рентгеновская компьютерная томография (РКТ) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).

Исследуемый известняк имеет двучленное строение: нижняя (основная) часть пронизана густой сетью корневых каналов (ризоидный известняк), а верхняя часть сложена тонкослоистым известняком (слоистый известняк) с трещинами усыхания, заполненными темно-серым массивным известняком. Все типы известняков содержат озерную фауну остракод, пелеципод и рыб. ризоидный известняк имеет микритовую биотурбированную структуру. Перекрывающий его слоистый известняк характеризуется микробиально индуцированной тонкослоистой микрит-остракодовой структурой. Массивный известняк имеет микритово-пелоидную структуру и вмещает интракласты ризоидного известняка.

Массивный известняк, заполняющий трещины усыхания, резко отличается от вмещающих известняков более легким изотопным составом углерода, наличием микробиальных пленок с развитием коккоидных и нитчатых бактериоморфных форм. спектры ЭПР массивного известняка содержат сульфатные радикалы и сигналы органических радикалов неуглефицированной органики растительного ряда. с помощью РКТ в ризоидном известняке выявлена структура расположения корневых каналов, по которым оценено расстояние между растениями в 10–12 см. Морфология корневых каналов позволяет их отнести к ихнотаксонам Radicites sp. и Radicites erraticus.

Изученный ризоидный известняк интерпретируется как озерный карбонатный осадок, подвергшийся переработке корнями растений при обмелении озера. слоистый известняк интерпретируется как бактериальный мат, сформированный в палюстринных условиях. Массивный известняк представляет собой бескаркасную микробиальную постройку, сформированную в литоральных условиях. Повторяемость в разрезе уржумских отложений горизонтов ризоидных известняков отражает цикличность, связанную с короткопериодными колебаниями климата, где ризоидные известняки приурочены к условно трансгрессивным фазам развития озерных бассейнов. Литостратиграфический потенциал ризоидных известняков требует дальнейшего изучения.

1. Алексеева Т.В. (2020). Ризолиты в палеопочвах девона и раннего карбона и их палеоэкологическая интерпретация. Почвоведение, 4, с. 398–413. https://doi.org/10.31857/S0032180X20040024

2. Aлексеева Т.В., Aлексеев А.О., Губин С.В. (2016). Палеопочвенный комплекс в кровле михайловского горизонта (визейский ярус нижнего карбона) на территории южного крыла Московской синеклизы. Палеонтологический журнал, 4, с. 5–20. https://doi.org/10.7868/S0031031X16040024

3. Алексеева Т.В., Алексеев А.О., Калинин П.И. (2018). Палеопочвы нижнего карбона в карьере “Бронцы” (Калужская область). Почвоведение, 7, с. 787–800. https://doi.org/10.1134/S0032180X1807002X

4. Арефьев М.П. (2016). Идеальный циклит компенсированного прогиба и природа цикличности красоцветной пермо-триасовой формации Восточно-Европейской платформы. Осадочные комплексы Урала и прилежащих регионов и их минерагения. Материалы 11 Уральского литологического совещания. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, с. 22–24.

5. Арефьев М.П., Гоманьков А.В., Кухтинов Д.А. (2012). Цикличность и палеонтологическая характеристика нюксеницких слоев сухонской свиты (верхняя пермь) восточного крыла Сухонского мегавала. Бюллетень Региональной межведомственной стратиграфической комиссии по центру и югу Русской платформы, 5. М.: РАЕН, с. 41–48.

6. Арефьев М.П., Наугольных С.В. (1998). Изолированные корни из отложений татарского яруса бассейна рек Сухоны и Малой Северной Двины. Палеонтологический журнал, 1, с. 86–99.

7. Арефьев М.П., Силантьев В.В. (2014). Седиментологические и геохимические критерии выделения цикличности в эталонном разрезе уржумского и северодвинского яруса «Монастырский овраг» (Казанское Поволжье). Виртуальные и реальные литологические модели. Материалы 10 Уральского литологического совещания. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, с. 18–20.

8. Геологический словарь в трех томах. (2010). Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, Т. 1.

9. Игнатьев В.И. (1963). Татарский ярус центральных и восточных областей Русской платформы. Ч.II. Фации. Палеогеография. Казань: Изд-во Казанского университета, 335 с.

10. Иноземцев С.А., Наугольных С.В., Якименко Е.Ю. (2011). Верхнепермские палеопочвы на известняках: Морфология и генезис (среднее течение р. Волга). Почвоведение, 6, с. 660–674.

11. Иноземцев С.А., Таргульян В.О. (2010). Верхнепермские палеопочвы: свойства, процессы, условия формирования. М.: ГЕОС, 188 с.

12. Кулешов В.Н., Арефьев М.П., Покровский Б.Г. (2019). Изотопные особенности (δ13C, δ18O) континентальных карбонатов их отложений рубежа перми и триаса северо-востока Русской плиты:палелклиматические и биотические причины, хемостратиграфия. Литология и полезные ископаемые, 6, с. 568–591. https://doi.org/10.31857/S0024-497X20196568-591

13. Мизенс Г.А., Бакаева Ж.М. (2016). Каличе в составе палеозойских отложений Южного Урала и Зауралья. Труды Института геологии и геохимии УрО РАН, вып. 163, с. 58–65.

14. Мосейчик Ю.В. (2009). Раннекаменноугольная флора Подмосковного бассейна. Т. I. Состав, экология, эволюция, фитогеографические связи и стратиграфическое значение. М.: ГЕОС, 187 с.

15. Мосейчик Ю.В. (2014). Раннекаменноугольная флора Подмосковного бассейна. Т. II. Членистостебельные, папоротники, голосеменные. М.: ГЕОС, 72 с.

16. Муравьев Ф.А. (2007). Литолого-минералогическая характеристика пермских маркирующих карбонатных горизонтов РТ: Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. Казань, 24 с.

17. Муравьев Ф.А., Винокуров В.М., Галеев А.А., Булка Г.Р., Низамутдинов Н.М., Хасанова Н.М. (2006). Парамагнетизм и природа рассеянного органического вещества в пермских отложениях Татарстана. Георесурсы, 19(2), с. 40–45.

18. Муравьев Ф.А., Арефьев М.П., Силантьев В.В., Гареев Б.И., Баталин Г.А., Уразаева М.Н., Кропотова Т.В., Выборнова И.Б. (2016). Палеогеографические условия накопления красноцветных алевропелитов средней-верхней перми на территории Казанского Поволжья. Ученые записки Казанского университета, сер. Естественные науки, 158(4), с. 548–568.

19. Муравьев Ф.А., Хасанова Н.М., Юнусова Э.З. (2021). Доломитовые калькреты из красноцветных отложений верхней перми Оренбургского Приуралья. Ученые записки Казанского университета, сер. Естественные науки, 163(3), с. 371–389. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2021.3.371-389

20. Наугольных С.В. (2007). Казанская и татарская растительность пермского периода. Геологические памятники природы Республики Татарстан. Казань: Акварель-Арт, с. 236–254.

21. Седаева К.М. (2024). Структурно-компонентная характеристика рифоподобных микробиальных образований нижнего девона северо-востока Европейской части России (Республика Коми). Современные вопросы литологии и морской геологии - 2024. Наука. Обучение. Практика: тезисы докладов. Москва: МАКС Пресс, с. 202–206.

22. Сементовский Ю.В. (1973). Условия образования месторождений минерального сырья в позднепермскую эпоху на востоке Русской платформы. Казань: Тат. кн. изд-во, 256 с.

23. Твердохлебов В.П. (2001). Каличе в континентальных красноцветных формациях на востоке Европейской части России. Известия вузов. Геология и разведка, 6. с. 145–148.

24. Фор Г. (1989). Основы изотопной геологии. М.: Мир, 590 с.

25. Фролов В.Т. (1995). Литология, кн. 3. М.: Изд-во Моск. ун-та, 352 с.

26. Швецов М.С. (1922). К вопросу о стратиграфии нижнекаменноугольных отложений южного крыла Подмосковного бассейна. Вестн. Моск. Горн. Акад, 1(2), c. 223–242.

27. Швецов М.С. (1938). История Московского каменноугольного бассейна в динантскую эпоху. Тр. МГРИ, 12, c. 3–107.

28. Alekseeva T.V., Alekseev A.O., Gubin S.V., Kabanov P.B., Alekseeva V.A. (2016). Palaeoenvironments of the Middle-Late Mississippian Moscow Basin (Russia) from multiproxy study of palaeosols and palaeokarsts. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 450, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2016.02.030

29. Alonso-Zarza A.M. (2003). Palaeoenvironmental significance of palustrine carbonates and calcretes in the geological record. Earth-Science Reviews, 60, pp. 261–298. https://doi.org/10.1016/s0012-8252(02)00106-x

30. Freytet P., Verrecchia E.P. (2002). Lacustrine and palustrine carbonate petrography: an overview. Journal of Paleolimnology, 27, pp. 221–237. https://doi.org/10.1023/A:1014263722766

31. Klappa C.F. (1980). Rhizoliths in terrestrial carbonates: classification, recognition, genesis and significance. Sedimentology, 27, pp. 613–629. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1980.tb01651.x

32. Leng M.J., Marshall J.D. (2004). Palaeoclimate interpretation of stable isotope data from lake sediment archives. Quaternary Science Review, 23, pp. 811–831. https://doi.org/10.1016/J.QUASCIREV.2003.06.012

33. Lokier S.W., Andrade L.L., Court W.M., Dutton K.E., Head I.M., van der Land C., Paul A., Sherry A. (2017). A new model for the formation of microbial polygons in a coastal sabkha setting. The Depositional Record, 3(2), pp. 201–208. https://doi.org/10.1002/dep2.33

34. Machette M.N. (1985). Calcic soils of the southwestern United States // Weide D.L. (Ed.) Soils and Quaternary Geology of the Southwestern United States. Geological Society of America Special Paper, 203, pp. 1–21. https://doi.org/10.1130/SPE203-p1

35. Mouraviev F., Arefiev M., Silantiev V., Balabanov Yu., Bulanov V., Bakaev A., Zharinova V. (2018). Stratotype of the Urzhumian Regional Stage in the Monastery Ravine, Kazan Volga Region, Russia. Advances in Devonian, Carboniferous and Permian Research: Stratigraphy, Environments, Climate and Resources. Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2017. Bologna: Filodiritto International Proceedings, pp. 188–196.

36. Noffke N., Gerdes G., Klenke T., and Krumbein W. E. (2001a). Microbially induced sedimentary structures – a new category within the classification of primary sedimentary structures. Journal of sedimentary research, 71(5), pp. 649–656. https://doi.org/10.1306/2dc4095d-0e47-11d7-8643000102c1865d

37. Noffke N., Gerdes G., Klenke T. and Krumbein W.E. (2001b) Microbially induced sedimentary structures indicating climatological, Hydrological and depositional conditions within recent and pleistocene coastal facies zones (Southern Tunisia). Facies, 44, pp. 23–30. https://doi.org/10.1007/bf02668164

38. Nurgaliev D.K., Silantiev V.V., Nikolaeva S.V. (Eds) (2015). Type and Reference Sections of the Middle and Upper Permian of the Volga and Kama River Regions. A Field Guidebook of XVIII International Congress on Carboniferous and Permian. Kazan: Kazan University Press, 208 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2619.1206

39. Reitner J., Quéric N.-V., Arp G. (2011). Advances in Stromatolite Geobiology. Lecture Notes in Earth Sciences. Heidelberg: Springer Berlin Publ., 560 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-642-10415-2

40. Wright V.P. (2007). Calcrete. Geochemical Sediments and Landscapes. Oxford, UK: Wiley-Blackwell, pp. 10–45.