УДК [(551.464.626): 546.264](551.761)

Н.Г. Борискина, Ю.Д. Захаров, А.В. Игнатьев

В литературе имеется крайне ограниченное количество публикаций, касающихся данных по изотопным палеотемпературам триасового периода. В основном это вызвано недостатком пригодного для такого исследования материала. По Тетическому поясу известны лишь две публикации [14, 16], посвященные исследованию изотопов кислорода арагонитовых раковин позднетриасовых цефалопод Альп. Что касается вод Бореальной области, то первые данные по изотопным температурам неполносоленых бассейнов были получены Р.В. Тейс [5, 12] на основе исследования преимущественно аммоноидей позднеоленекского возраста из низовьев р. Оленек. Недавно появились результаты изотопно-кислородных исследований раковин некоторых позднеоленекских, средне- и позднетриасовых двустворок Арктической Сибири по сборам Н.И. Курушина [3], свидетельствующие об обитании их в теплых водах: 24-25^о С в раннем триасе, 11-15^оС в анизии, 28-29^оС в карнии. Рассчитанные палеотемпературы для раннего и позднего триаса возможно завышены из-за местного опреснения вод.

Нами исследовались арагонитовые аммоноидеи из разрезов нижнего и среднего триаса бассейнов рек Буур, Оленек (ручей Менгилях), а также района Кешин Ключ и мыса Цветкова на п-ве Таймыр. Изотопный состав кислорода и углерода карбонатов определялся по общепринятой методике на модернизированном масс–спектрометрическом комплексе [8] с использованием стандартной аппаратуры масс-спектрометра МИ-1201В, ПЭВМ “Искра”-1256 и ПРМ-2. Точность измерений d ¹⁸O и d ¹³C была лучше ± 0,1 ‰ на 95 %-ном доверительном уровне. Калибровка лабораторного стандарта проведена по стандартам NBS 19 и V-SMOW. Применяемый в наших измерениях стандарт “Гребешок Приморский” (Patinopecten yessoensis) привязан через стандарт NBS 19, любезно предоставленный С.И. Кияшко, и составляет для кислорода относительно VPDB + 3,98 ± 0,10 ‰, для углерода - 0,75 ± 0,1 ‰.

C целью определения фазового состава и количественного кальцит–арагонитового соотношения раковинный материал беспозвоночных до изотопных исследований изучался на дифрактометре ДРОН-3 с монохроматизированным медным излучением по методу Т. Дэвиса и П. Хупера [13] (рентгено-структурный анализ).

Нижнеоленекские отложения зоны Hedenstroemia mojsisovicsi на побережье Оленекского залива и в бассейне р. Оленек представлены темно-серыми аргиллитами с крупными глинисто-карбонатными конкрециями - септариями, содержащими обычно остатки крупных аммоноидей - Hedenstroemia, Pseudosageceras, Clypeoceras. Мощность 7,5 м [7]. Нами исследовались различные участки крупной (диаметром до 20 см) раковины Hedenstroemia hedenstroemi (Keys.) из зоны Hedenstroemia mojsisovicsi района Кыра-Хос-Терек в бассейне р. Буур (коллекция М.Н. Вавилова). Все опробованные участки раковины окрашены в кремовый цвет и сложены почти полностью арагонитом, значения d ¹⁸O не превышают -4,9 ‰, а значения d ¹³C колеблются от -1,1 до -0,5 ‰ (табл. 1).

Верхнеоленекские отложения зоны Olenikites spiniplicatus в районе устья руч. Менгилях низовьев р. Оленек представлены темно-серыми аргиллитами с многочисленными известково-мергелистыми конкрециями, в обилии содержащими арагонитовые раковины цефалопод. Мощность 150 м [7].

Опробовались раковины шести видов аммоноидей из средней части зоны Olenikites spiniplicatus. Содержание арагонита в исследованных раковинах Olenikites, Keyserlingites, Arctomeekoceras, Boreomeekoceras и Nordophyceras колеблется от 80 ± 3 % до 96 ± 3 %, и лишь у Timoceras оно оказалось не превышающим 50 ± 5 % (табл. 1). В раковине последнего установлена значительная примесь a -кварца.

Значение d ¹⁸O в них, несмотря на разную степень перекристаллизации, довольно устойчиво (от -7,9 до -5,1 ‰). В раковинах большинства исследованных цефалопод значение d ¹³C изменяется в довольно узком интервале: от -5,4 до -2,4 ‰. Исключение составляют раковины, содержание вторичного кальцита у которых достигает 20 % и более.

Анизийские отложения на п-ве Таймыр представлены зонами Grambergia taimyrites, Lenotropites tardus (нижний подъярус); Czekanowskites decipiens, Arctohungarites kharaulakhensis (средний подъярус); Gymnotoceras rotelliforme, Frechites nevadanus, Arctogymnites spectori (верхний подъярус) [2]. Опробованы раковины пяти видов аммоноидей из нижнего, среднего и верхнего анизия Таймыра - мыс Цветкова и район Кешин Ключ (коллекция М.Н. Вавилова). Во всех исследованных раковинах, за исключением Grambergia sp., сложенной на 83 ± 5 % кальцитом, d ¹⁸O изменяется незначительно (от -6,2 до -3,6 ‰). Наиболее низкие содержания тяжелого изотопа углерода установлены у наиболее перекристаллизованных раковин: Grambergia sp. (проба 889-19), Parapopanoceras incostans Dagys et Ermakova (889-1), Arctohuungarites sp. (889-15), A. laevigatus Popov (889-17). У прочих исследованных аммоноидей, обладающих раковинами кремового цвета, с содержанием арагонита не менее 87 ± 3 %, d ¹³С колеблется в узких пределах: от -3,3 до -1,4 ‰ (табл. 2).

По мнению Р.В. Тейс [12], в некоторых случаях при значительном количестве тщательно отобранных и проверенных на минеральный состав образцов удается не только заметить опреснение, но и приблизительно оценить d ¹⁸O водного фона, а отсюда приблизительно определить и границы палеотемператур древних бассейнов. Единственный случай в ее практике, когда

Таблица 1

Соотношение изотопов кислорода и углерода в раковинах цератитов

оленекского яруса нижнего триаса Арктической Сибири

Таблица 2

Соотношение изотопов кислорода и углерода в раковинах цератитов

среднего триаса Таймыра

пришлось встретиться с явно значительным опреснением, это исследование арагонитовых раковин цефалопод (наутилоидей, аммоноидей и белемноидей) из верхней части оленекского яруса Арктической Сибири (коллекция Ю.Д. Захарова). Анализ этих арагонитовых раковин (Р.В. Тейс использовала шкалу, основанную на данных по d ¹⁸O химически осажденного карбоната кальция) показал значения d ¹⁸O от -5,0 до -8,0 ‰ , сгруппированные около линии среднего значения -7,21 ‰. Р.В. Тейс имела сравнительный материал по юрским (тоарским) белемнитам из этого же района Сибири (коллекция В.Н. Сакса). Значения d ¹⁸O по юрским образцам сгруппировались около линии, близкой к " нулевому" значению d ¹⁸O океанической воды. Отсюда, вводя в уравнение расчета палеотемператур найденную водную поправку, Р.В. Тейс были получены величины поздеоленекских палеотемператур: средняя температура этого времени равна 15,2^оС (с крайними значениями от 10,0 до 22,8^оС).

В отличие от Р.В. Тейс [12], мы пользовались при интерпретации палеотемператур обитания аммоноидей Арктической Сибири шкалой Е. Гроссмана и Т.-Л. Ку [15], учитывая замечания Р. Боуэна [1] о том, что шкалу, построенную на основе результатов d ¹⁸O химически осажденного карбоната кальция, не рекомендуется использовать при палеотемпературных определениях, выполняемых на арагонитовом материале.

Анализ раковин оленекских аммоноидей Арктической Сибири, выполненный нами, показал значения d ¹⁸O от –4,5 (нижний оленек) до –7,9 ‰ (верхний оленек). “Водная поправка”, в нашем случае определена равной –6,0 ‰. Максимальному значению d ¹⁸O = -4,5 ‰ соответствует значение температуры 8,8?^оС, минимальному значению d ¹⁸O = -7,9 ‰ - температура 23,6?^оС (учитывая некоторую условность в подсчетах, все значения температур, полученные с помощью " водной поправки" , мы сопровождаем знаком вопроса). Максимальное значение d ¹⁸O = -4,5 ‰ фактически является среднеарифметической величиной d ¹⁸O (получена по участкам раковины Hedenstroemia hedenstroemi (Keys) раннеоленекского возраста, отражающей различные стадии ее онтогенеза). Значения изотопных температур для ранне- и позднеоленекского времени составляет соответственно 8,8?^оС и 16,2?^оС.

С появлением этих данных появилась возможность судить о динамике изменения температур воды мелководных бассейнов Бореальной области в раннем триасе: в раннем оленеке температура вод в районе Оленекского залива была значительно ниже, чем в позднеоленекское время (если исключить возможность более резкого опреснения вод в конце рассматриваемого века).

Что касается температур позднего анизия, установленных нами по изотопным отношениям О¹⁸/О¹⁶ раковин цератитов Таймыра, то они несколько снизились по сравнению с позднеоленекскими: крайние значения палеотемператур составляют, вероятно, 12,1?^оС (при d ¹⁸O = -3,6 ‰) и 21,7?^оС (при d ¹⁸O = -5,9 ‰). Среднее значение температур равно 15,4?^оС. “Водная поправка” для этого времени по нашим данным составляет -4,4 ‰.

Необычно высокая температура в высоких широтах Сибири в раннем и среднем триасе подтверждается палеоботаническими данными [11] и находками здесь остатков теплолюбивых динозавров [3, 10]. И.А. Добрускина [4] первоначально считала раннетриасовые Pleuromeia, широко распространенные в низких широтах, руководящей растительной формой Евромерийской области. Находки Pleuromeia в нижнем триасе на севере Сибири, в том числе в верхнеоленекском подъярусе разреза руч. Менгилях [9], показали, что ангарская флора раннего триаса менее отличалась от евромерийской, чем это предполагалось первоначально. Это, несомненно было связано с явным ослаблением климатической зональности в конце оленекского века. Вместе с тем различие бореальных и тетических фаун раннего мезозоя проявилось довольно отчетливо, в то время как нотальные фауны имели более тесную связь с тетическими [6]. Эндемизм бореальных фаун раннего мезозоя мог быть вызван рядом факторов, в том числе и, как уже отмечалось выше, изменением солености прибрежной части Бореального бассейна.

1. Боуэн Р. Палеотемпературный анализ. Л.: Недра, 1969. 207 с.
2. Вавилов М.Н. Стратиграфия и аммоноидеи среднетриасовых отложений Северо-Восточной Азии. М.: Недра, 1992. 234 с.
3. Гольберт А.В., Казаков А.М., В.И.Николаев, Стрижов В.П. Температурный режим триасовых морей Северо-Восточной Азии в связи с проблемой нефтегазоносности // Проблемы геологии и нефтегазоносности верхнепалеозойских и мезозойских отложений Сибири. Новосибирск: СНИИГГиМС. 1984. С. 87-97.
4. Добрускина И.А. Триасовые флоры // Палеозойские и мезозойские флоры Евразии и фитогеография этого времени. М.: Наука, 1970. С. 158-212.
5. Захаров Ю.Д., Найдин Д.П., Тейс Р.В. Изотопный состав кислорода раковин раннетриасовых головоногих Арктической Сибири и соленость бореальных бассейнов в начале мезозоя // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1975. № 4. С. 101-113.
6. Захаров Ю.Д. Особенности географической дифференциации морских беспозвоночных раннего триаса // Эволюция органического мира Тихоокеанского пояса. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1977. С. 63-68.
7. Захаров Ю.Д. Раннетриасовые аммоноидеи Востока СССР. М.: Наука, 1978. 224 с.
8. Игнатьев А.В., Боровик Л.В., Веливецкая Т.А. Усовершенствование комплекса методов изотопного анализа кислорода и серы // Физико-химические методы исследования горных пород и руд. Владивосток. 1989. С. 41-56.
9. Красилов В.А., Захаров Ю.Д. Новая находка Pleuromeia в нижнем триасе реки Оленек // Палеонтол. журн. 1975. № 2. С. 133-139.
10. Курушин Н.И., Захаров В.А. Климат Северной Сибири в триасовом периоде // Бюлл. Моск. о-ва испыт. природы. Отд. геол. 1995. Т. 70, вып. 3. С. 55-60.
11. Могучева Н.К. Новая находка среднетриасовой флоры в Вост. Сибири // Страт. и палеонотол. Сибири. Новосибирск. 1981. С. 43-48.
12. Тейс Р.В. Использование изотопного состава кислорода раковин и скелетов морских организмов для решения некоторых вопросов геохимии // Разделение элементов и изотопов в геохимических процессах. М.: Наука, 1979. С. 155- 161.
13. Davis T.T., Hooper P.R. The determination of the calcite: aragonite ratio in mollusc shells by X-ray diffraction // Mineralogical Magazine. 1963. V. 33. № 262. P. 608-612.
14. Fabricius F., Friedrichsen H., Jacobshagen V. Palaotemperaturen und Palaeoklima in Obertrias und Lias der Alpen // Geol. Rundschau. 1970. V. 59. H.2. S. 124-141.
15. Grossman E.L., Ku T.-L. Oxygen and carbon isotope fractionation in biogenic aragonite: Temperature effects // Chemical Geology. 1986. V. 59. P. 59-74.
16. Kaltenegger W. Palaeotemperaturbestimmungen an aragonitischen Dibranchiatenrostren der Trias // Naturwissenschaften. 1967. Bd. 54. Hf. 19. S. 515.