Эволюция изотопного состава стронция в протерозойском океане

• Автор: Кузнецов, Антон Борисович
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 405 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние проблемы и методология исследований

1.1. Основы Rb-Sr изотопной систематики

1.2. Геохимия Sr в гидросфере

1.2.1. Континентальный речной и подземный сток

1.2.2. Гидротермальный поток в областях срединно-океанических хребтов и выветривания вулканических островов

1.2.3. Диагенетический карбонатный поток

1.3. Изотопное отношение 87Sr/86Sr в современном океане и сообщающихся морях

1.4. Карбонаты - природный материал для реконструкции отношения 87Sr/86Sr в морской воде прошлого
1.4.1. Формирование морских карбонатов
1.4.2. Карбонатонакопление и природное фракционирование изотопов стронция в морской воде
1.4.3. Диагенез карбонатных осадков
1.5. Заключение
Глава 2. Аналитическая методика
2.1. Предварительные этапы
2.2. Способы лабораторной обработки и селективного растворения образцов карбонатных пород
2.3. Изучение Rb-Sr систематики карбонатной составляющей образцов
Глава 3. Геохимическое и изотопное изучение карбонатных осадочных последовательностей протерозоя
3.1. Методический подход к реконструкции отношения 87Sr/86Sr в протерозойской морской воде
3.2. Ранний протерозой
3.2.1. Балтийский щит
3.2.1.1. Туломозерская свита (ятулий), Онежский прогиб
Геологическое положение, возраст и литология

ЯЬ-Бг систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 87Яг/868г в ятулийских морских бассейнах 2.09 млрд. лет назад
3.2.1.2. Куэтсярвинская свита (ятулий), Печенгский зеленокаменный пояс
Геологическое положение, возраст и литология
ЯЬ-Бг систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 87Бг/86Бг в морских бассейнах 2.06 млрд. лет назад
3.2.2. Канадский щит
3.2.2.1. Серия Ноб Лейк, Лабрадорский прогиб, Канада
Геологическое положение, возраст и литология
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 87Бг/86Бг в морских бассейнах 2.15 млрд. лет назад
3.3. Рифей
3.3.1. Башкирский антиклинорий, Южный Урал
3.3.1.1. Бурзянская серия (нижний рифей)
Г еологическое положение, возраст и литология
ЯЬ-Бг систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 87Бг/86Бг в морской воде бурзянского бассейна
3.3.1.2. Каратавская серия (верхний рифей)
Г еологическое положение, возраст и литология
ЯЬ-Бг систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 87Бг/8бБг в морской воде каратавского бассейна

3.3.2. Керпыльская (средний рифей) и лахандинская (верхний рифей) серии, Учуро-Майский регион, Восточная Сибирь
Геологическое положение, возраст и литология
ЯЬ-Эг систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Отношение 878г/868г в морской воде на границе среднего и верхнего рифея
3.4. Венд
3.4.1. Усть-юдомская свита, юдомская серия, Учуро-Майский регион
Г еологическое положение, возраст и литология
Rb-Sr систематика некогенетичных карбонатных фракций
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
3.4.2. Цаганоломская свита, Западная Монголия
Г еологическое положение, возраст и литология
Изотопно-геохимическая характеристика карбонатной составляющей пород
Постседиментационные изменения и выбор наименее измененных образцов
Глава 4. Эволюция изотопного состава Sr в протерозойском океане
(синтез оригинальных и опубликованных данных)
4.1. Палеопротерозой (ранний протерозой)
4.2. Мезопротерозой (ранний и средний рифей)
4.3. Неопротерозой (поздний рифей и венд)
Глава 5. Связь вариаций 87Sr/86Sr в докембрийском океане с крупными
геодинамическими событиями.
5.1. Палеопротерозой (ранний протерозой)
5.2. Мезопротерозой (ранний и средний рифей)
5.3. Неопротерозой (поздний рифей и венд)

обогащением карбонатов первоначально Мп, а затем Fe (Curtis et al., 1986; Ambatsian et al., 1997). Таким образом, может быть объяснено как отсутствие Мп и Fe в первично морских карбонатах, так и их наличие в молодых глубоководных осадках, никогда не соприкасавшихся с метеорными водами.
На более поздних этапах диагенеза в глубинных восстановительных условиях карбонатные породы могут взаимодействовать с элизионными и подземными водами, которые за счет растворения материала ассоциированных силикатных отложений обогащены Мп, Fe и радиогенным 87Sr по сравнению с морской водой (Hower et al., 1976; Blatt et al., 1980; Kharaka, Thordsen, 1992; Stueber et al., 1993). Поступление вод с изотопным составом Sr, отличающимся от такового во вмещающих карбонатах, способно привести к частичной или полной перекристаллизации последних и отложению новых карбонатных фаз с отношением 87Sr/86Sr, смещенным в сторону равновесия с позднедиагенетическим флюидом (Kupez, Land, 1991; Barnaby, Read, 1992; Montanez, Read, 1992).
Следовательно, содержания малых элементов (Sr, Мп и Fe) и отношение 87Sr/86Sr в карбонатах можно использовать в качестве индикаторов вторичного преобразования. В общем случае, измененные карбонатные породы частично теряют Sr и способны обогащаться Мп, Fe и радиогенным 87Sr (Brand, Veizer, 1980; Banner, Hanson, 1990; Горохов, 1996).
1.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Величина отношения 87Sr/s6Sr морской воды отражает глобальный баланс вещества, поступающего в океан в виде двух главных потоков Sr: континентального стока, формирующегося в ходе денудации континентальной коры речными и подземными водами, и мантийного потока, образующегося при взаимодействии морских вод с базальтами в гидротермальных ячейках срединно-океанических хребтов. Отношение 87Sr/86Sr в первом потоке (~0.712) заметно выше, чем во втором (-0.704), поэтому любые крупные тектонические перестройки в земной коре, приводящие к увеличению или уменьшению долей названных потоков Sr, вызывали изменение изотопного состава стронция в водах Мирового океана во времени.
Несмотря на высокую концентрацию Sr в морской воде (7.85±0.03 мкг/г), она недостаточна для того, чтобы этот элемент мог образовывать самостоятельные минеральные фазы. Однако Sr изоморфно соосаждается с Са в аутигенных минералах - сульфатах, фосфатах и карбонатах. В отличие от карбонатов, сульфаты