Первые данные о возрасте зёрен циркона из верхнемезозойской лесковской толщи Ундино-Даинской впадины Восточного Забайкалья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Впервые приводятся результаты определения возраста зёрен циркона из туффитов лесковской толщи Ундино-Даинской впадины Восточного Забайкалья. Возраст самой молодой популяции зёрен циркона имеет значение 145.8±3.8 млн лет, что приходится приблизительно на рубеж юры и мела и позволяет предполагать раннемеловой возраст большей части лесковской толщи. С учётом сходства таксономического состава остракод из средней части лесковской толщи и валанжинско-нижнеготеривской формации Дабейгоу северо-восточного Китая полученная для нижней части лесковской толщи U–Pb-датировка позволяет уверенно сопоставлять эти литостратоны.

Полный текст

Континентальные верхнемезозойские отложения широко распространены на территории Забайкалья. Они приурочены к многочисленным впадинам и характеризуются разнообразным фациальным составом и генезисом. Несмотря на долгую историю изучения, возраст многих толщ остаётся предметом дискуссий.

Новая волна интереса к континентальному мезозою Забайкалья связана с открытием остатков позвоночных уникальной сохранности, включая птерозавров, оперённых динозавров, птиц и млекопитающих, в отложениях группы Джехол на северо-востоке Китая (биота Джехол) [1]. Ядро этой биоты составляет комплекс организмов, включающий конхострак Eosestheria, насекомых Ephemeropsis и костистых рыб Lycoptera, широко распространённый в нижнемеловых отложениях за пределами северо-восточного Китая, в том числе и в Забайкалье [2–4]. В развитии биоты Джехол установлено три эволюционные фазы, последовательно сменяющие друг друга [5, 6]. К настоящему времени возраст толщ, вмещающих остатки организмов, относящихся ко всем трём фазам эволюции биоты Джехол, установлен с высокой точностью, благодаря многочисленным изотопным датировкам, что позволяет использовать разрезы континентального нижнего мела северо-восточного Китая в качестве эталонных для уточнения возраста и корреляции континентального нижнего мела востока Азии.

Район местонахождений комплексов остатков организмов, характеризующих раннюю фазу эволюции биоты Джехол, наиболее ограничен по сравнению со средней и поздней фазами, и охватывает узкую область, вытянутую в северном направлении от севера китайской провинции Хэбэй до Восточного Забайкалья. Вопросы, касающиеся происхождения, палеогеографического распространения и путей миграции организмов, относящихся к этой эволюционной фазе, остаются наименее изученными.

В Забайкалье известно несколько местонахождений с фауной, отождествляющейся с ранней фазой эволюции биоты Джехол. Конхостраки Keratestheria известны из местонахождения Утан в Оловской впадине, Nestoria – из усть-карской свиты в Усть-Карской впадине, где они встречаются совместно с конхостраками Defretinia [7, 8]. На юго-востоке Забайкалья между верхнеюрской ундино-даинской серией и перекрывающей её нижнемеловой тургинской свитой распознается так называемый переходный усть-карский (дэфретиниевый) горизонт (охарактеризованный конхостраками Defretinia) [8]. Одним из немногих разрезов, в котором этот горизонт прослеживается, является хорошо доступный и охарактеризованный фауной разрез лесковской толщи вблизи д. Унда.

Разрез “Унда” расположен на правом берегу р. Унда в 500 м выше от д. Унда в узком крутом овраге и в его западном борту на южном склоне г. Малая Березовая [7, 9] (рис. 1). В тектоническом отношении разрез приурочен к Лесковскому грабену, наложенному на Ундино-Даинскую впадину. Лесковская толща мощностью около 50 м с угловым несогласием залегает на вулканогенно-осадочных породах средне-верхнеюрской шадоронской серии [9]. Базальная пачка лесковской толщи представлена конглобрекчиями с редкими тонкими прослоями песчаников и алевролитов мощностью около 25 м. Нами в 8 м от подошвы пачки обнаружен прослой туффитов мощностью около 0.5 м, откуда была взята проба для определения абсолютного возраста зёрен циркона. Средняя и верхняя части разреза (пачки 2–6) сложены преимущественно алевролитами и аргиллитами. В основании каждой из пачек залегают конгломераты или песчаники (см. рис. 1). Разрез лесковской толщи с угловым несогласием перекрывают конгломераты нижнемеловой каменской толщи.

 

Рис. 1. Местонахождение, внешний вид и литологическая колонка разреза лесковской толщи вблизи д. Унда

 

Представления о возрасте лесковской толщи

Лесковская толща наиболее полно представлена в разрезе “Унда”. Существуют различные точки зрения на её возраст. Г.Г. Мартинсон [10] относил лесковскую толщу к ундино-балейской свите, которую считал по возрасту моложе тургинской свиты. А.Н. Олейников [7] относил лесковскую толщу к балейской свите, которая, согласно его стратиграфической схеме Забайкалья, также моложе тургинской свиты и соотносится с верхней частью нижнего мела. В региональной стратиграфической схеме меловых отложений Забайкалья лесковская толща рассматривается в составе даинской свиты, которая относится к верхней части тургинского горизонта [11]. На современных геологических картах эта толща отнесена к тургинской свите, возраст которой принят как берриас–баррем [12].

Наиболее полный список палеонтологических остатков, обнаруженных в разрезе “Унда”, приведён С.М. Синица [9]. Из базального горизонта (соответствует пачкам 1–4 на рис. 1) указаны остракоды Daurina и “Torinina”, гастроподы Radix и конхостраки Defretinia. В вышележащих алевролитах многочисленны остатки насекомых, а из стратиграфически важных фоссилий – таксоны, характерные для тургинской свиты: конхостраки Eosestheria [=Bairdestheria] middendorfii (Jones, 1862), рыбы Lycoptera middendorfii Müller, 1847, насекомые Ephemeropsis trisetalis Eichwald, 1864, растения Pseudolarix. Делается вывод о соответствии верхней части разреза тургинской свите, а нижняя часть разреза по присутствию конхострак Defretinia относится к усть-карскому переходному горизонту [8, 9]. Авторами настоящей статьи при исследовании разреза “Унда” характерные для комплексов фоссилий тургинской свиты конхостраки Eosestheria, насекомые Ephemeropsis, рыбы Lycoptera обнаружены не были.

Данные по остракодам из нижнего мела северо-восточного Китая показывают, что вид Ocrocypris obesa (Pang et al., 1984) из формации Дабейгоу очень близок забайкальскому виду Ocrocypris [=Torinina] tersa (Sinitsa, 1992) [13]. В комплексе ископаемых из формации Дабейгоу, характеризующем раннюю фазу эволюции биоты Джехол [6], характерны остракоды рода Daurina, также описанные и из лесковской толщи [8]. В разрезе “Унда”, по данным С.М. Синицы [8, 9], найдены конхостраки Defretinia, встречающиеся совместно с конхостраками Nestoria в разрезе усть-карской свиты в Усть-Карской впадине [8].

Можно заключить, что по крайней мере средняя часть разреза лесковской толщи, залегающая на базальных конглобрекчиях и охарактеризованная остракодами Daurina и Ocrocypris, может быть сопоставлена с формацией Дабейгоу на северо-востоке Китая, возраст которой датируется в пределах валанжина–раннего готерива [13]. Свидетельством в пользу такого сопоставления являются результаты впервые проведённого исследования абсолютного возраста зёрен циркона из туффитов, приуроченных к нижней части этой толщи, которые обсуждаются в настоящей работе.

Методика определения абсолютного возраста зёрен циркона из туффитов лесковской толщи

Для проведения U–Pb-датирования зёрен циркона использовалась система лазерной абляции на основе эксимерного лазера (длина волны 193 нм) Analyte Excite (“Teledyne Cetac Technologies”), соединённая с квадрупольным масс-спектрометром с ионизацией в индуктивно-связанной плазме “ThermoScientific” iCAP Q центра Геотермохронологии Казанского федерального университета (КФУ). Диаметр лазерного луча составлял 35 мкм, частота повторения импульсов 5 Hz и плотность энергии лазерного излучения 3.0 Дж/см2. Для анализа использовались эталонные образцы зёрен циркона: 91500 – контрольный образец (1065 млн лет) и Plešovice – внешний стандарт (337 млн лет). В начале, середине и в конце сессии измерений дополнительно измерялось стандартное синтетическое стекло NIST SRM 612 для учёта чувствительности масс-спектрометра. Обработка масс-спектрометрических данных, учёт коррекций, выбор оптимального участка сигнала, расчёт изотопных отношений и соответствующих возрастов проводился с помощью программы Iolite 3.65, встроенной в Igor Pro 7. Расчёт средневзвешенных значений возраста по изотопным отношениям, построение диаграмм с конкордией выполнялись в Microsoft Excel со встроенным пакетом Isoplot 4.15. Для расчёта дискордантности применялись формулы D = 100*(Возраст(207Pb/235U)/Возраст(206Pb/238U)–1). Измерения, где дискордантность < –5% или >5% исключались из выборки.

Результаты исследований

В образце Унда-1 было проанализировано 131 зерно циркона, из которых 96 возрастов зёрен циркона попали в интервал дискордантности от –5% до 5%. В пробе доминируют зёрна циркона с осцилляторной зональностью, реже с полосчатой (рис. 2). В некоторых зёрнах наблюдаются вторичные, более молодые зоны роста кристаллов и перекристаллизации. Th/U-отношение во всех проанализированных зёрнах циркона более 0.1, что является характерным для зёрен циркона магматических пород.

 

Рис. 2. Результаты U–Pb-датирования зёрен циркона из туффитов в нижней части разреза лесковской толщи у д. Унда

 

Для построения гистограммы относительной вероятности использовалось отношение 206Pb/238U. В рамках изученной пробы выделяется четыре популяции зёрен циркона, при этом характерной особенностью является увеличение доли зёрен циркона от более древних к молодым. Наиболее древняя популяция зёрен циркона представлена пятью зёрнами с силур-раннедевонским возрастом (433–403 млн лет) (здесь и далее по [14]). Следующая популяция из 12 зёрен имеет возрастной интервал 373–339 млн лет, что предполагает участие позднедевонско-раннекаменноугольных источников сноса. Среднепермско-среднетриасовая популяция содержит 37 зёрен с возрастным интервалом 271–237 млн лет. Наибольшая и самая молодая популяция из 41 зерна имеет возрастной интервал 187–144 млн лет (ранняя-поздняя юра вплоть до рубежа с мелом). Возраст самой молодой популяции, определённый по средневзвешенному возрасту трёх самых молодых зёрен циркона, имеет значение 145.8±3.8 млн лет (СКВО = 0.72), что приблизительно отвечает юрско-меловому рубежу.

Обсуждение результатов

Потенциальными источниками сноса зёрен циркона для наиболее древнего кластера раннепалеозойского возраста могут являться породы олёкминского гранодиорит-гранитного комплекса, которые обнажаются в бассейнах рек Унда и Урульга в непосредственной близости от местоположения разреза “Унда”. Возраст гранитоидов олёкминского комплекса определён Rb–Sr-методом как 438±39 млн лет [12], что в пределах ошибки соответствует возрасту наиболее древней популяции зёрен циркона в продатированном образце. Также следует учитывать, что зёрна циркона этого возраста могут присутствовать в породах Агинско-Борщовочного динамометаморфического комплекса среднего палеозоя, вероятным протолитом для которого являлись более древние породы олёкминского комплекса.

Вероятным источником материала для позднедевонско-раннекаменноугольного кластера зёрен циркона могли служить породы аленуйского гранодиорит-риолитового комплекса, формировавшие покровные вулканические структуры в восточной части (Газимурский блок) Аргунского террейна. Возраст пород аленуйского комплекса принимается как ранне-среднекаменноугольный [12].

Источником сноса для крупного кластера зёрен циркона пермско-триасового возраста вероятнее всего являются породы ундинского гранодиорит-гранитного комплекса, имеющего широкое распространение в пределах исследуемого района. Возраст гранитоидов ундинского комплекса, согласно данным Rb–Sr-изохронного датирования, составляет 275–250 млн лет [15], а по данным U–Pb-датирования – 254–249 млн лет [16]. Геодинамическая природа пород ундинского комплекса на данный момент дискуссионна.

Самый молодой кластер зёрен циркона в исследованном туффите имеет мезозойский возраст. В пределах Аргунского террейна широко развиты гранитоидные комплексы, имеющие юрско-меловой возраст, – борщовочный, шахтаминский, амуджикано-сретенский (163–142 млн лет) [17, 18], связанные с внутриплитным этапом развития региона. Также, вероятнее всего, значительная часть мезозойских зёрен циркона продатированной пробы является собственными зёрнами циркона вулканических пород лесковской толщи. Полученный возраст наиболее молодой популяции в образце (145.8±3.8 млн лет) подразумевает, что формирование продатированных вулканогенно-осадочных пород происходило не раньше титонского века поздней юры.

Полученные новые данные о возрасте зёрен циркона из туффитов нижней части разреза лесковской толщи позволяют сделать вывод о том, что большая часть разреза имеет раннемеловой возраст, при этом нельзя исключать позднеюрский возраст для базальных конглобрекчий. Присутствие в средней части разреза остракод Daurina и Ocrocypris – типичных таксонов остракодовой зоны Luangpingella–Ocrocypris–Eoparacypris, выделенной в формации Дабейгоу на северо-востоке Китая, позволяет предполагать валанжин-раннеготеривский возраст средней части лесковской толщи и коррелировать её с формацией Дабейгоу. Присутствие остракод Daurina и Ocrocypris, конхострак Nestoria и Keratestheria в разрезах толщ, объединяемых в усть-карский горизонт, является свидетельством того, что ареал организмов, относимых к ранней фазе эволюции биоты Джехол, простирался на север вплоть до Восточного Забайкалья. Это позволяет рассматривать территорию Восточного Забайкалья вместе с северо-востоком Китая как центр происхождения биоты Джехол, откуда впоследствии шло её расселение.

Источники финансирования

Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 22-17-00228, https://rscf.ru/project/22-17-00228/, на базе Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН при научно-методическом сопровождении ФНИ FWZZ-2022-0004.

×

Об авторах

И. Н. Косенко

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

В. Д. Ефременко

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Е. К. Метелкин

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

О. С. Дзюба

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Б. Н. Шурыгин

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Новосибирск

П. Д. Котлер

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук; Казанский федеральный университет

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск; Казань

А. В. Куликова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук; Казанский федеральный университет

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск; Казань

А. Е. Игольников

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: KosenkoIN@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. The Jehol Fossils: The emergence of feathered dinosaurs, beaked birds and flowering plants. M.-M. Chang, P.-J. Chen, Y. Wang, Y.-Q. Wang (Eds.). Beijing: Academic Press, 2008. 208 p.
  2. Синица С. М., Решетова С. А., Вильмова Е. С. Классические разрезы тургинской свиты Забайкалья как возможный аналог динозавровой формации Исянь провинции Ляонин Китая // Вестник ЗабГУ. 2016. Т. 22. № 11. С. 24–41.
  3. Косенко И. Н., Пещевицкая Е. Б., Ефременко В. Д. и др. Тургинский лагерштетт (обнажение Миддендорфа, Восточное Забайкалье, баррем – апт): стратиграфическое положение и палеообстановки // Геология и геофизика. Т. 64. № 11. С. 1628–1653.
  4. Bugdaeva E. V., Golovneva L. B. Siberian Jehol Biota / Cretaceous Project 200. M. B. Hart, S. J. Batenburg, B. T. Huber et al. (Eds.). Volume 2: Regional Studies. London: Geol. Soc. London Spec. Publ., 2024. V. 545.
  5. Zhou Z., Meng Q., Zhu R., Wang M. Spatiotemporal evolution of the Jehol Biota: Responses to the North China craton destruction in the Early Cretaceous // PNA S. 2021. V. 118. № 34. e2107859118.
  6. Qin Z., Xi D., Wagreich M. et al. Living environment of the early Jehol Biota: A case study from the Lower Cretaceous Dabeigou Formation, Luanping Basin (North China) // Cretaceous Res. 2021. V. 124. 104833.
  7. Олейников А. Н. Стратиграфия и филлоподы юры и мела Восточного Забайкалья. М.: Недра, 1975. 171 с.
  8. Синица С. М. Переходные горизонты в стратиграфии верхнего мезозоя Забайкалья // Вестник ЧитГ У. 2011. № 3 (70). C. 98–103.
  9. Синица С. М., Вильмова Е. С., Юргенсон Г. А. и др. Геологические памятники Забайкалья: кадастр стратиграфических и палеонтологических геологических памятников природы. Новосибирск: Наука, 2014. 312 с.
  10. Мартинсон Г. Г. Мезозойские и кайнозойские моллюски континентальных отложений Сибирской платформы, Забайкалья и Монголии. М.–Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1961. 358 с.
  11. Решения 4-го межведомственного регионального стратиграфического совещания по докембрию и фанерозою юга Дальнего Востока и Восточного Забайкалья (Хабаровск, 1990) / Ред. М. Т. Турбин, В. А. Бажанов, Г. В. Беляева и др. Хабаровск: ХГГГП, 1994. 124 с, 38 схем.
  12. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Лист М-50 – Борзя. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2010. 553 с.
  13. Qin Z., Xi D., Shi Z., Wan X. Ostracod biostratigraphy of Lower Cretaceous lacustrine sequences in northern Hebei, North China: A revision // Cretaceous Res. 2023. V. 141. 105340.
  14. Cohen K. M., Finney S. C., Gibbard P. L., Fan J.-X. The ICS International Chronostratigraphic Chart // Episodes. 2013 (updated, v2023/09). V. 36. P. 199-204.
  15. Kozlov V. D., Efremov S. V., Dril S. I., Sandimirova G. P. Geochemistry, isotopic geochronology, and genesis of the Verkhnyaya Unda granitoid batolith // Geochemistry International. 2003. V. 41. № 4. P. 364–378.
  16. Dril S. I., Noskova Yu. V., Wang K.-L. et al. Geochronology and Sr-Nd isotope geochemistry of Late Paleozoic collisional granitoids of Undinsky complex (Eastern Transbaikal region) // Geodynamics & Tectonophysics. 2017. V. 8 (3). P. 455–459.
  17. Nevolko P. A., Svetlitskaya T. V., Savichev A. A. et al. Uranium-Pb zircon ages, whole-rock and zircon mineral geochemistry as indicators for magmatic fertility and porphyry Cu-Mo-Au mineralization at the Bystrinsky and Shakhtama deposits, Eastern Transbaikalia, Russia // Ore Geol. Rev. 2021. V. 139. Pt B. 104532.
  18. Нарыжнова А. В., Хромых С. В., Крук Н. Н., Котлер П. Д. Новые геохронологические и изотопные данные по мезозойским гранитоидам Восточного Забайкалья // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 510. № 2. C. 181–188.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Местонахождение, внешний вид и литологическая колонка разреза лесковской толщи вблизи д. Унда

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты U–Pb-датирования зёрен циркона из туффитов в нижней части разреза лесковской толщи у д. Унда

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Дополнительные материалы
Скачать (43KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).