Vendian mudrocks chemical composition and some paleoclimate quantitative features in the Middle Urals

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

It is shown that the lithogeochemical features of the Vendian non-glacial mudrocks in the Middle Urals (Serebryanka and Sylvitsa groups) give reason to believe that the average annual temperatures in paleo-catchments during their accumulation varied from 4 to 21°C. Such temperatures mainly comply to temperate and warmly temperate less often warm climates. Calculated RW-index values also suggest that the paleoclimate in the Vendian catchment areas was generally temperate. At the same time, some mudrock samples of the Garevka, Kernos, and Perevalok formations, as well as the Kobylii Ostrov Member of the Chernyi Kamen Formation, have RW-index values comparable to those of modern continental or subarctic climate. Variations in RW-index values and reconstructed MAP values demonstrate similar cooling/warming trends for clay rocks of non-glacial intervals of the Vendian in the Middle Urals.

Sobre autores

O. Melnichuk

Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Urals Branch of RAS

Email: melnichuk@igg.uran.ru, o.u.melnuchuk@mail.ru
Akademika Vonsovsky str., 15, Yekaterinburg, 620110 Russia

A. Maslov

Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Urals Branch of RAS; Geological Institute RAS

Email: amas2004@mail.ru
Akademika Vonsovsky str., 15, Yekaterinburg, 620110 Russia; Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017 Russia

Bibliografia

  1. Аблизин Б.Д., Клюжина М.Л., Курбацкая Ф.А., Курбацкий А.М. Верхний рифей и венд западного склона Среднего Урала. М.: Наука, 1982. 140 с.
  2. Алисов Б.П., Полтараус Б.В. Климатология. М.: МГУ, 1974. 298 с.
  3. Вендская система. Историко-геологическое и палеонтологическое обоснование. Т. 2. Стратиграфия и геологические процессы. М.: Наука, 1985. 238 с.
  4. Гражданкин Д.В., Марусин В.В., Меерт Дж. и др. Котлинский горизонт на Южном Урале // Докл. PАН. 2011. Т. 440. № 2. С. 201–206.
  5. Гражданкин Д.В., Маслов А.В. Место венда в международной стратиграфической шкале // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 4. С. 703–717.
  6. Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Крупенин М.Т. Строение и этапы формирования вендских отложений сылвицкой серии западного склона Среднего Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2009. Т. 17. № 5. С. 20–40.
  7. Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Крупенин М.Т., Ронкин Ю.Л. Осадочные системы сылвицкой серии (верхний венд Среднего Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 280 с.
  8. Ибламинов Р.Г., Курбацкая Ф.А., Лебедев Г.В. Металлогения рифея и венда западного склона Северного и Среднего Урала // Геология и минерагения докембрия северо-востока Европейской платформы и севера Урала. Сыктывкар: Геопринт, 1996. С. 76–77.
  9. Иванцов А.Ю., Разумовский А.А., Закревская М.А. Макрофоссилии верхнего венда Восточной Европы. Средний и Южный Урал. М.: ПИН РАН, 2018. 190 с.
  10. Климат в эпохи крупных биосферных перестроек / Отв. ред. М.А. Семихатов, Н.М. Чумаков. М.: Наука, 2004. 299 с.
  11. Клюжина М.Л. Вендская система Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 60 с.
  12. Клюжина М.Л. Этапы осадконакопления докембрийской и раннепалеозойской истории Урала // Стратиграфия и литология докембрийских и раннепалеозойских отложений Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1982. С. 9–22.
  13. Кузнецов Н.Б., Белоусова Е.А., Крупенин М.Т. и др. Результаты геохронологического и изотопно-геохимического изучения циркона из туфов сылвицкой серии (западный склон Среднего Урала): к происхождению пепловых прослоев в вендских толщах Восточно-Европейской платформы // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 3. С. 341–345.
  14. Курбацкая Ф.А. Магматизм, метаморфизм и металлогения ранневендского интракратонного рифта на Урале // Магматизм и геодинамика. Материалы 1-го Всерос. петрограф. совещания. Т. 1. Уфа: УНЦ РАН, 1995. С. 116–117.
  15. Курбацкая Ф.А. О строении и развитии зоны сочленения западного Урала и Восточно-Европейской платформы в позднем докембрии // Докембрийские вулканогенно-осадочные комплексы Урала. Свердловск: УНЦ РАН, 1986. С. 50–59.
  16. Маслов А.В. Венд Среднего Урала: палеоклиматические реконструкции на основе химических индексов изменения состава пород // Литосфера. 2022. Т. 22. № 2. С. 153–178.
  17. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Киселева Д.В. Литогеохимия тонкозернистых алюмосиликокластических пород серебрянской серии венда Среднего Урала // Геохимия. 2011. № 10. С. 1032–1062.
  18. Маслов А.В., Меерт Дж., Левашова Н.М. и др. Новые данные о возрасте ледниковых отложений венда Среднего Урала // Докл. РАН. 2013. Т. 449. № 3. С. 322–327.
  19. Маслов А.В., Подковыров В.Н. Индексы химического выветривания и их использование для палеоклиматических реконструкций (на примере разреза венда‒нижнего кембрия Подольского Приднестровья) // Литология и полез. ископаемые. 2023. № 3. С. 249–273.
  20. Маслов А.В., Подковыров В.Н. Категории водосборов-источников тонкой алюмосиликокластики для осадочных последовательностей венда северной и восточной частей Восточно-Европейской платформы // Литология и полез. ископаемые. 2021. № 1. С. 3–27.
  21. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гареев Э.З., Граунов О.В. Изменения палеоклимата в позднем докембрии (по данным изучения верхнедокембрийского разреза Южного Урала) // Литология и полез. ископаемые. 2016. № 2. С. 129–149.
  22. Мельничук О.Ю., Маслов А.В. Химический состав глинистых пород стратотипа рифея и некоторые количественные характеристики палеоклимата // Литосфера. 2025. Т. 25. № 4. С. 27–42.
  23. Ронкин Ю.Л., Гражданкин Д.В., Маслов А.В. и др. U-Pb (SHRIMP-II)-возраст цирконов из пепловых туфов чернокаменской свиты сылвицкой серии венда (Средний Урал) // Докл. РАН. 2006. Т. 411. № 3. С. 354–359.
  24. Рязанцев А.В., Разумовский А.А., Новиков И.А. и др. Возраст вулканических туфов в разрезах басинской и зиганской свит ашинской серии венда (эдиакария) на Южном Урале: результаты U–Th–Pb (SIMS и La–ICP–MS) датирования акцессорного циркона // Докл. РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 508. № 1. С. 68–78.
  25. Федорова Н.М., Левашова Н.М., Баженов М.Л. и др. Восточно-Европейская платформа в конце эдиакария: новые палеомагнитные и геохронологические данные // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 11. С. 1782–1794.
  26. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 2006. 582 с.
  27. Чумаков Н.М. Ледниковый и безледниковый климат в докембрии // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. М.: Наука, 2004а. С. 259–270.
  28. Чумаков Н.М. Общий обзор позднемезозойского климата и событий // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. М.: Наука, 2004б. С. 44–51.
  29. Чумаков Н.М. Оледенения Земли: История, стратиграфическое значение и роль в биосфере. М.: ГЕОС, 2015. 160 с.
  30. Чумаков Н.М., Сергеев В.Н. Проблема климатической зональности в позднем докембрии. Климат и биосферные события // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. М.: Наука, 2004. С. 271–289.
  31. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 2011. 742 с.
  32. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
  33. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. Геохимия титана. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2018. 432 с.
  34. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. Геохимия фосфора. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2020. 512 с.
  35. Algeo T.J., Li C. Redox classification and calibration of redox thresholds in sedimentary systems // Geochim. Cosmochim. Acta. 2020. V. 287. P. 8–26.
  36. Braccialli L., Marroni M., Pandolfi L., Rocchi S. Geochemistry and petrography of Western Tethys Cretaceous sedimentary covers (Corsica and Northern Apennines): from source areas to configuration of margins // Sedimentary Provenance and Petrogenesis: Perspectives from Petrography and Geochemistry / Eds J. Arribas, S. Critelli, M. Johnsson. J. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 2007. № 420. P. 73–93.
  37. Cho T., Ohta T. A robust chemical weathering index for sediments containing authigenic and biogenic materials // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2022. V. 608. 111288.
  38. Condie K.C. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales // Chem. Geol. 1993. V. 104. P. 1–37.
  39. Condie K.C., Wronkiewicz D.A. The Cr/Th ratio in Precambrian pelites from the Kaapvaal Craton as an index of craton evolution // Earth Planet. Sci. Lett. 1990. V. 97. P. 256–267.
  40. Dellinger M., Gaillardet J., Bouchez J. et al. Lithium isotopes in large rivers reveal the cannibalistic nature of modern continental weathering and erosion // Earth Planet. Sci. Lett. 2014. V. 401. P. 359–372.
  41. Deng K., Yang S., Guo Y. A global temperature control of silicate weathering intensity // Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 1781.
  42. Dinis P.A., Garzanti E., Hahn A. et al. Weathering indices as climate proxies. A step forward based on Congo and SW African river muds // Earth-Sci. Rev. 2020. V. 201. 103039.
  43. Duzgoren-Aydin N.S., Aydin A., Malpas J. Re-assessment of chemical weathering indices: case study on pyroclastic rocks of Hong Kong // Engineering Geol. 2002. V. 63. P. 99–119.
  44. Fedo C.M., Babechuk M.G. Petrogenesis of siliciclastic sediments and sedimentary rocks explored in three-dimensional Al2O3–CaO*+Na2O–K2O–FeO+MgO (A–CN–K–FM) compositional space // Can. J. Earth Sci. 2023. V. 60. P. 818–838.
  45. Fedo C.M., Nesbitt H.W., Young G.M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance // Geology. 1995. V. 23. P. 921–924.
  46. Floyd P.A., Leveridge B.E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones // J. Geol. Soc. (London). 1987. V. 144. P. 531–542.
  47. Gaillardet J., Dupré B., Louvat P., Allègre C.J. Global silicate weathering and CO2 consumption rates deduced from the chemistry of large rivers // Chem. Geol. 1999. V. 159. P. 3–30.
  48. Garzanti E., Resentini A. Provenance control on chemical indices of weathering (Taiwan river sands) // Sediment. Geol. 2016. V. 336. P. 81–95.
  49. Geiger R. Klassifikation der Klimate nach W. Köppen // Landolt-Börnstein – Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik, alte Serie V. 3. Berlin: Springer, 1954. P. 603–607.
  50. Geologic Time Scale 2020. V. 1 / Eds F.M. Gradstein, J.G. Ogg, M.D. Schmitz, G.M. Ogg. Amsterdam, Oxford, Camb- ridge: Elsevier, 2020. 562 p.
  51. Goldberg K., Humayun M. The applicability of the Chemical Index of Alteration as a paleoclimatic indicator: An example from the Permian of the Paraná Basin, Brazil // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2010. V. 293. P. 175–183.
  52. Grazhdankin D.V. Patterns of evolution of the Ediacaran soft-bodied biota // J. Paleontol. 2014. V. 88. Р. 269–283.
  53. Guo Y., Yang S., Su N. et al. Revisiting the effects of hydrodynamic sorting and sedimentary recycling on chemical weathering indices // Geochim. Cosmochim. Acta. 2018. V. 227. P. 48–63.
  54. Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sed. Petrol. 1988. V. 58. P. 820–829.
  55. Köppen W. Die Wärmezonen der Erde, nach der Dauer der heissen, gemässigten und kalten Zeit und nach der Wirkung der Wärme auf die organische Welt betrachtet (The thermal zones of the earth according to the duration of hot, moderate and cold periods and to the impact of heat on the organic world) // Meteorol. 1884. Z. 1. P. 215–226. (Translated and edited by E. Volken and S. Brönnimann. Meteorol. 2011. Z. 20. P. 351–360).
  56. Levashova N.M., Bazhenov M.L., Meert J.G. et al. Paleogeography of Baltica in the Ediacaran: paleomagnetic and geochronological data from the clastic Zigan Formation, South Urals // Precambrian Res. 2013. V. 236. P. 16–30.
  57. Li Z.-X., Evans D.A.D., Halverson G.P. Neoproterozoic glaciations in a revised global palaeogeography from the breakup of Rodinia to the assembly of Gondwanaland // Sediment. Geol. 2013. V. 294. P. 219–232.
  58. Li Z.-X., Liu Y., Ernst R. A dynamic 2000–540 Ma Earth history: From cratonic amalgamation to the age of supercontinent cycle // Earth-Sci. Rev. 2023.V. 238. 104336.
  59. McLennan S.M. Weathering and Global Denudation // J. Geol. 1993. V. 101. P. 295–303.
  60. Meunier A. Les mécanismes de l'altération des granites et le rôle des microsystèmes: étude des arènes du massif granitique de Parthenay (Deux-Sèvres) // Mém. Soc. Géol. Fr. 1980. V. 140. P. 1–80.
  61. Meunier A., Caner L., Hubert F. et al. The weathering intensity scale (WIS): An alternative approach of the Chemical Index of Alteration (CIA) // Am. J. Sci. 2013. V. 313. P. 113–143.
  62. Nesbitt H.W., Fedo C.M., Young G.M. Quartz and Feldspar Stability, Steady and Non-Steady-State Weathering, and Petrogenesis of Siliciclastic Sands and Muds // J. Geol. 1997. V. 105. P. 173–192.
  63. Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 715–717.
  64. Peel М.С., Finlayson B.L., McMahon T.A. Updated world map of the Koppen-Geiger climate classification // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007. V. 11. P. 1633–1644.
  65. Pu J.P., Bowring S.A., Ramezani J. et al. Dodging snowballs: geochronology of the Gaskiers glaciation and the first appearance of the Ediacaran biota // Geology. 2016. V. 44. P. 955–958.
  66. Roy D.K., Roser B.P. Climatic control on the composition of Carboniferous–Permian Gondwana sediments, Khalas- pir basin, Bangladesh // Gondwana Res. 2013. V. 23. P. 1163–1171.
  67. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry / Eds H.D. Holland, K.K. Turekian. Amsterdam: Elsevier, 2014. P. 1–51.
  68. Shao J.Q., Yang S.Y. Does chemical index of alteration (CIA) reflect silicate weathering and monsoonal climate in the Changjiang River basin? // Chin. Sci. Bull. 2012. V. 57. P. 1178–1187.
  69. Smith A.G. Paleomagnetically and tectonically based global maps for Vendian to Mid-Ordovician time // The ecology of the Cambrian radiation. N.Y.: Columbian University press, 2001. P. 11–16.
  70. Smith A.G., Pickering K.T. Oceanic gateways as critical factor to initiate icehouse Earth // J. Geol. Soc. (London). 2003. V. 160. P. 337–340.
  71. Spicer R.A., Yang J., Spicer T.E.V., Farnsworth A. Woody dicot leaf traits as a palaeoclimate proxy: 100 years of development and application // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2021. V. 562. 110138.
  72. Tabor N.J., Myers T.S. Paleosols as Indicators of Paleoenvironment and Paleoclimate // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2015. V. 43. P. 333–361.
  73. Turgeon S., Brumsack H.-J. Anoxic vs dysoxic events reflected in sediment geochemistry during the Cenomanian–Turonian Boundary Event (Cretaceous) in the Umbria–Marche basin of central Italy // Chem. Geol. 2006. V. 234. P. 321–339.
  74. van de Kamp P.C. Potassium Distribution and Metasomatism in Pelites and Schists: How and When, Relation to Postde- positional Events // J. Sediment. Res. 2016. V. 86. P. 683–711.
  75. White A.F., Blum A.E., Schultz M.S. et al. Chemical weathe- ring of the Panola Granite: Solute and regolith elemental fluxes and the weathering rate of biotite // Water-Rock Interactions, Ore deposits and Environmental geochemistry: A tribute to David Crerar / Geol. Soc. Spec. Publ. 2002. V. 7. P. 37–59.
  76. Zhang L., Wang C., Li X. et al. A new paleoclimate classification for deep time // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 2016. V. 443. P. 98–106.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».