Доломитовые калькреты из красноцветных отложений верхней перми Оренбургского Приуралья

Ф.А. Муравьев¹, Н.М. Хасанова¹, Э.З. Юнусова²

¹Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

²Инжиниринговая компания «Спектр», г. Казань, 480061, Россия

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2021.3.371-389

Для цитирования: Муравьев Ф.А., Хасанова Н.М., Юнусова Э.З. Доломитовые калькреты из красноцветных отложений верхней перми Оренбургского Приуралья // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2021. – Т. 163, кн. 3. – С. 371–389. – doi: 10.26907/2542-064X.2021.3.371-389.

For citation: Mouraviev F.A., Khasanova N.M., Yunusova E.Z. Dolomitic calcretes from the Changhsignian (Upper Permian) red beds of the Orenburg Cis-Urals, Russia. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2021, vol. 163, no. 3, pp. 371–389. doi: 10.26907/2542-064X.2021.3.371-389. (In Russian)

Аннотация

В работе приведены результаты литолого-минералогического и геохимического исследования двух профилей доломитовых калькретов (разрезы Боевая Гора и Туембетка) из верхней части отложений вятского яруса пермской системы Оренбургского Приуралья. Калькрет из разреза Боевая Гора сформирован на песчано-алевритовом равнинном пролювии с проточным режимом в обстановке медленного тектонического опускания территории. Калькрет из разреза Туембетка формировался на глинистых осадках бессточных приподнятых равнин на тектонически стабильной территории.

По геохимическим индикаторам иллювиальных горизонтов профилей реконструированы субтропические полуаридные климатические условия образования калькретов. Присутствие ангидрита в профилях калькретов указывает на засоленность почвенных вод во время их формирования. Микрокристаллические идиоморфные доломитовые зерна (1–3 мкм), а также низкие значения отношений содержания Mn²⁺ в Ca- и Mg-позициях доломита калькретов (0.7–1.8) свидетельствуют о его первичном происхождении и быстрой кристаллизации из почвенных вод. Свободные органические радикалы и фосфорные анионные центры в изученных педогенных доломитах, выявленные методом электронного парамагнитного резонанса, предполагают биогенный вклад в формирование доломита. В составе обоих калькретов с помощью сканирующей электронной микроскопии выявлено присутствие минерализованных гифов почвенных грибов и бактериальных образований. Сделано предположение о бактериальном происхождении доломита изученных калькретов.

Ключевые слова: калькрет, доломит, парамагнитные центры, биотурбация, палео­почва, вятский ярус, пермь, Оренбургское Приуралье

Литература

1. Холодов В.Н. Каличе – карбонатное пограничное почвенное новообразование // Литология и полезные ископаемые. – 2007. –№ 3. – С. 273–285.
2. Wright V.P., Tucker M.E. Calcretes: An introduction // Intern. Assoc. Sedimentol. Repr. Ser. – 1991. – V. 2. – P. 1–22.
3. Wright V.P. Calcrete // Nash D., McLaren S. (Eds.) Geochemical Sediments and Landscapes. – Oxford, UK: Blackwell, 2007. – P. 10–45.
4. Klappa C.F. Rhizoliths in terrestrial carbonates: classification, recognition, genesis and significance // Sedimentology. – 1980. – V. 27, No 6. – P. 613–629. – doi: 10.1111/j.1365-3091.1980.tb01651.x.
5. Твердохлебов В.П. Каличе в континентальных красноцветных формациях на востоке Европейской части России // Изв. вузов. Геология и разведка. – 2001. – № 6. – С. 145–148.
6. Retallack G.J. Soils of the Past: An Introduction to Paleopedology. – Oxford: Blackwell Sci., 2001. – xi+404 p. – doi: 10.1002/9780470698716.
7. Kearsey T., Twitchett R.J., Newell A.J. The origin and significance of pedogenic dolomite from the Upper Permian of the South Urals of Russia // Geol. Mag. – 2012. – V. 149, No 2. – P. 291–307. – doi: 10.1017/S0016756811000926.
8. Newell A.J., Benton M.J., Kearsey T., Taylor G., Twitchett R.J., Tverdochlebov V.P. Calcretes, fluviolacustrine sediments and subsidence patterns in Permo-Triassic salt-walled minibasins of the south Urals, Russia // Sedimentology. – 2012. – V. 59, No 5. – P. 1659–1676. – doi: 10.1111/j.1365-3091.2012.01320.x.
9. Surkov M.V., Benton M.J., Twitchett R.J., Tverdokhlebov V.P., Newell A. J. First occurrence of footprints of large therapsids from the Upper Permian of European Russia // Palaeonto­logy. – 2007. – V. 50, No 3. – P. 641–652. – doi: 10.1111/j.1475-4983.2007.00647.x.
10. Machette M.N. Calcic soils of the southwestern United States // Weide D.L. (Ed.) Soils and Quaternary Geology of the Southwestern United States. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. V. 203. – Geol. Soc. Am., 1985. – P. 1–21. – doi: 10.1130/SPE203-p1.
11. Retallack G.J. Field recognition of paleosols // Reinhardt J., Sigleo W.R. (Eds.), Paleosols and Applications. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. V. 216. – Geol. Soc. Am., 1988. – P. 1–20.
12. Mack G.H., James W.C., Monger H.C. Classification of paleosols // Geol. Soc. Am. Bull. – 1993. – V. 105. – P. 129–136. – doi: 10.1130/0016-7606(1993)105<0129:COP>2.3.CO;2.
13. Nordt L.C., Driese S.D. New weathering index improves paleorainfall estimates from Vertisols // Geology. - 2010. – V. 38, No 5. – P. 407–410. – doi: 10.1130/G30689.1.
14. Sheldon N.D., Tabor N.J. Quantitative paleoenvironmental and paleoclimatic reconstruction using paleosols // Earth-Sci. Rev. – 2009. – V. 95, No 1–2. – P. 1–52. – doi: 10.1016/j.earscirev.2009.03.004.
15. Sheldon N., Retallack G., Tanaka S. Geochemical climofunctions from North American soils and application to paleosols across the Eocene–Oligocene boundary in Oregon // J. Geol. – 2002. – V. 110, No 6. – P. 687–696. – doi: 10.1086/342865.
16. Муравьев Ф.А. Литолого-минералогическая характеристика пермских маркирующих карбонатных горизонтов РТ: Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. – Казань, 2007. – 24 с.
17. Муравьев Ф.А., Винокуров В.М., Галеев А.А., Булка Г.Р., Низамутдинов Н.М., Хасанова Н.М. Парамагнетизм и природа рассеянного органического вещества в пермских отложениях Татарстана // Георесурсы. – 2006. – № 2. – С. 40–45.
18. Franco R.W.A., Pelegrini F., Rossi A.M. Identification and valuation of paramagnetic radicals in natural dolomites as an indicator of geological events // Phys. Chem. Miner. – 2003. – V. 30. – P. 39–43. – doi 10.1007/s00269-002-0281-3.
19. Casado A.I., Alonso-Zarza A.M., La Iglesia A. Morphology and origin of dolomite in paleosols and lacustrine sequences. Examples from the Miocene of the Madrid Basin // Sediment. Geol. – 2014. – V. 312. – P. 50–62. – doi: 10.1016/j.sedgeo.2014.07.005.
20. Муравьев Ф.А. Ритмичность строения карбонатных разрезов пермских отложений Татарстана, выявляемая с помощью метода ЭПР // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2007. – Т. 149, кн. 4. – С. 152–159.
21. Galeev A.A., Vinokurov V.M., Mouraviev F.A., Osin Yu.N. EPR and SEM study of organo-mineral associations in Lower Permian evaporite dolomites // Appl. Magn. Reson. – 2009. – V. 35, No 3. – P. 473–479. – doi: 10.1007/s00723-009-0178-0.
22. Твердохлебов В.П., Твердохлебова Г.И., Сурков М.В. Континентальные палеоэко­системы рубежа палеозоя и мезозоя. Статья 2. Позднетатарское (северодвинское и вятское) время, юго-восток Восточно-Европейской платформы // Изв. вузов. Геология и разведка. – 2006. – № 1. – С. 3–12.
23. Твердохлебов В.П. Равнинный пролювий – генотип аридных и семиаридных зон // Изв. вузов Геология и разведка. – 2003. – № 1. – С. 22–24.
24. Tabor N.J., Myers T.S. Paleosols as indicators of paleoenvironment and paleoclimate // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. – 2015. – V. 43. – P. 333–361. – doi: 10.1146/annurev-earth-060614-105355.
25. Royer D.L. Depth to pedogenic carbonate horizon as a paleoprecipitation indicator? // Geology. – 1999. – V. 27, No 12. – P. 1123–1126. – doi: 10.1130/0091-7613(1999)027<1123:DTPCHA>2.3.CO;2.
26. Alonso-Zarza A.M. Palaeoenvironmental significance of palustrine carbonates and calcretes in the geological record // Earth Sci. Rev. – 2003. – V. 60, No 3–4. – P. 261–298. – doi: 10.1016/S0012-8252(02)00106-X.
27. Wright V.P. Estimating rates of calcrete formation and sediment accretion in ancient alluvial deposits // Geol. Mag. – 1990. – V. 127, No 3. – P. 273–276. – doi: 10.1016/S0012-8252(02)00106-X.
28. De La Horra R., Benito M. I., Lopez-Gomez J., Arche A., Barrenechea J. F., Luque J. Palaeoenvironmental significance of Late Permian palaeosols in the South-Eastern Iberian Ranges, Spain // Sedimentology. – 2008. – V. 55, No 6. – P. 1849–1873. – doi: 10.1111/j.1365-3091.2008.00969.x.
29. Mouraviev F.A., Arefiev M.P., Silantiev V.V., Khasanova N.M., Nizamutdinov N.M., Trifonov A.A. Red paleosols in the key sections of the Middle and Upper Permian of the Kazan Volga region and their paleoclimatic significance // Paleontol. J. – 2015. – V. 49, No 10. – P. 1150–1159. – doi: 10.1134/S0031030115110064.
30. Mouraviev F.A., Arefiev M.P., Silantiev V.V., Eskin A.A., Kropotova T.V. Paleosols and host rocks from the Middle–Upper Permian reference section of the Kazan Volga region, Russia: A case study // Palaeoworld. – 2020. – V. 29, No 2. – P. 405–425. – doi: 10.1016/j.palwor.2019.05.004.

Поступила в редакцию

08.07.2021

Муравьев Федор Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры общей геологии и гидрогеологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Nailia.Khasanova@kpfu.ru

Юнусова Эльвина Зарвановна, инженер 3 категории

Инжиниринговая компания «Спектр»

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.