Stratigraphy and Geological CorrelationStratigraphy and Geological CorrelationСтратиграфия. Геологическая корреляция0869-592X3034-6037The Russian Academy of Sciences22940310.31857/S0869592X2306008XYSLIGWArticlesСтатьиReference Sections, Fossil Ichthyofauna and Sr Isotope Signature of the Lower Frasnian Sediments of the Latvian Saddle and Orsha Depression, BelarusОпорные разрезы, ископаемая ихтиофауна и Sr-изотопная характеристика отложений нижнего франа Латвийской седловины и Оршанской впадины, БеларусьPlaxD. P.ПлаксД. П.agnatha@mail.ruKuznetsovA. B.КузнецовА. Б.antonbor9@mail.ruGavrilovaA. A.ГавриловаА. А.antonbor9@mail.ruKulkovA. M.КульковА. М.antonbor9@mail.ruИвановА.О.antonbor9@mail.ruBelarusian National Technical UniversityБелорусский национальный технический университетInstitute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of SciencesИнститут геологии и геохронологии докембрия РАНSaint-Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университет01112023316205024122023Copyright ©; 2023, Д.П. Плакс, А.Б. Кузнецов, А.А. Гаврилова, А.М. КульковCopyright ©; 2023, Д.П. Плакс, А.Б. Кузнецов, А.А. Гаврилова, А.М. Кульков2023Д.П. Плакс, А.Б. Кузнецов, А.А. Гаврилова, А.М. КульковД.П. Плакс, А.Б. Кузнецов, А.А. Гаврилова, А.М. Кульковhttps://ogarev-online.ru/0869-592X/article/view/229403

The article provides a lithological description of the sections of the Lower Frasnian Stage of the Upper Devonian: the Zhelon Regional Stage and the Saria Beds of the Sargaevo Regional Stage, exposing in the basin of the Saryanka river, the Latvian Saddle. The complete lithological description of the Sargaevo and Semiluki sediments of the Frasnian Stage in the Gralevo quarry of the Vitebsk region, Orsha Depression has been presented. Macro- and micro-dimensional remains of heterostracans, placoderms, acanthodians, sarcopterygians, actinopterygians, as well as scolecodonts and conodonts have been found in the Lower Frasnian sediments; their photographic images are presented. For the first time, the Sr isotope composition was measured in the remains of ichthyofauna from the Zhelon and Sargaevo sediments of Belarus. On the basis of palaeoichthyological and taphonomic data, lithology and Sr isotope composition of ichthyofauna fragments, depositional environments in the Zhelon and Saria times were clarified, and the distant sections were correlated. The 87Sr/86Sr values in ichthyofauna samples from the Saria Beds in sections of the Latvian Saddle (sections of Kalyuty 5a and 6, Virenka 1) and the Orsha Depression (Gralevo quarry) lie within similar ranges: 0.70825–0.70842 and 0.70837–0.70856, respectively. The 87Sr/86Sr values in the ichthyofauna from the Zhelon sediments in the Kalyuty 2 and Obukhovo 1 sections (Latvian Saddle) vary within 0.70898–0.70932 and 0.71065–0.71102, respectively. High 87Sr/86Sr values in the fossil ichthyofauna of both regional stages suggest that the Early Frasnian palaeobassin was significantly desalinated, and the salinity in the Saria palaeobassin was comparable to the salinity of the modern Baltic Sea.

В статье приведено литологические описание разрезов нижнефранского подъяруса верхнего девона: желонского горизонта и сарьянских слоев саргаевского горизонта, выходящих на поверхность в бассейне р. Сарьянка, Латвийская седловина. Представлено сводное литологическое описание саргаевских и семилукских отложений франского яруса в карьере Гралево Витебской области, Оршанская впадина. В нижнефранских отложениях обнаружены макро- и микромерные остатки гетеростраков, плакодерм, акантод, саркоптеригий, актиноптеригий, а также сколекодонты и конодонты; представлены их фотоизображения. Впервые определен изотопный состав Sr в остатках ихтиофауны из желонского и саргаевского горизонтов Беларуси. На основе палеоихтиологических и тафономических данных, литологии и изотопного состава Sr фрагментов ихтиофауны уточнены условия седиментации в желонское и сарьянское время, а также выполнена корреляция удаленных разрезов. Значения 87Sr/86Sr в образцах ихтиофауны из сарьянских слоев в разрезах Латвийской седловины (разрезы Калюты 5а и 6, Виренка 1) и Оршанской впадины (карьер Гралево) лежат в сходных пределах: 0.70825–0.70842 и 0.70837–0.70856 соответственно. Значения 87Sr/86Sr в ихтиофауне из желонского горизонта в разрезах Калюты 2 и Обухово 1 (Латвийская седловина) варьируют в пределах 0.70898–0.70932 и 0.71065–0.71102 соответственно. Высокие значения 87Sr/86Sr в ископаемой ихтиофауне обоих горизонтов предполагают, что раннефранский палеобассейн был значительно опреснен, а соленость в палеобассейне сарьянского времени была сравнима с соленостью современного Балтийского моря.

ichthyofaunaSr isotopeschemostratigraphyFrasnianDevonianихтиофаунаизотопы Srхемостратиграфияфранский ярусдевонАлейников А.А. Общая геологическая карта Европейской части СССР, западная половина и северо-восточная четверть 28-го листа 10-верстной карты. Труды ГГУ, 1933.Виноградов В.И., Головин Д.И., Буякайте М.И., Бурзин М.Б. Этапы эпигенетических преобразований верхнедокембрийских отложений центральной части Русской платформы (по данным Rb–Sr и K–Ar изотопно-геохронологических исследований) // Литология и полезн. ископаемые. 2003. № 2. С. 209–214.Воробьева З.П. Фауна девонских отложений Белорусской ССР // Изв. АН БССР. 1950. № 6. С. 99–103.Геккер Р.Ф., Обручев Д.В., Филиппова М.Ф. Отложения Главного девонского поля // Тр. Ленингр. геолого-гидрогеодез. треста. 1935. Вып. 9. 82 с.Голубцов В.К. Палеонтология и стратиграфия // История геологических наук в Белорусской ССР. Минск: АН БССР, 1978. С. 53–86.Голубцов В.К., Кедо Г.И., Кручек С.А., Авхимович В.И., Демиденко Э.К., Линник Л.С., Некрята Н.С., Обуховская Т.Г., Пушкин В.И. Стратиграфическая схема девонских отложений Белоруссии // Материалы по стратиграфии Белоруссии (к Межведомственному стратиграфическому совещанию). Минск: АН БССР, 1981. С. 46–63.Горохов И.М., Кузнецов А.Б., Мележик В.А., Константинова Г.В., Мельников Н.Н. Изотопный состав стронция в верхнеятулийских доломитах туломозерской свиты, Юго-Восточная Карелия // Докл. АН. 1998. Т. 360. № 4. С. 533–536.Горохов И.М., Мельников Н.Н., Кузнецов А.Б., Константинова Г.В., Турченко Т.Л. Sm–Nd систематика тонкозернистых фракций нижнекембрийских “синих глин” Северной Эстонии // Литология и полезн. ископаемые. 2007. № 5. С. 536‒551.Горохов И.М., Кузнецов А.Б., Азимов П.Я., Дубинина Е.О., Васильева И.М., Ризванова Н.Г. Sr- и C-изотопная хемостратиграфия метакарбонатных пород палеопротерозойской сортавальской серии, Фенноскандинавский щит, Северное Приладожье // Стратиграфия. Гео-л. корреляция. 2021. Т. 29. № 2. С. 3–22.Горохов И.М., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Константинова Г.В., Дубинина Е.О., Липенков Г.В., Ризванова Н.Г. Изотопные составы Sr и Pb в доломитах билляхской серии Анабарского поднятия: метод ступенчатого растворения в хемостратиграфии и геохронологии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2022. Т. 30. № 4. С. 22–51.Девон и карбон Прибалтики. Ред. Сорокин В.С., Лярская Л.А., Савваитова Л.С. и др. Рига: Зинанте, 1981. 502 с.Дочетвертичные отложения Республики Беларусь. Масштаб 1 : 1250 000 // Национальный атлас Беларуси. Государственный комитет по земельным ресурсам, геодезии и картографии при Совете министров Республики Беларусь. Минск: Белкартография, 2002. С. 38–39.Дубинин А.В., Кузнецов А.Б., Римская-Корсакова М.Н., Сафин Т.Х. Изотопный состав Nd и Sr в эмали зубов из Fe–Mn конкреций Капской котловины: возраст и источники вещества // Геохимия. 2018. № 12. С. 1173–1184.Иванов А.О., Плакса Д.П., Лукашевич Э.В. Раннефранская ихтиофауна окрестностей Рубы (северо-восток Беларуси) // Стратиграфия и палеонтология геологических формаций Беларуси. Минск: Институт геологических наук НАН Беларуси, 2003. С. 142.Кручек С.А., Махнач А.С., Голубцов В.К., Обуховская Т.Г. Девонская система // Геология Беларуси. Ред. Махнач А.С. и др. Минск: Ин-т геологических наук НАН Беларуси, 2001. С. 186–236.Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Изотопный состав Sr в водах Мирового океана, окраинных и внутренних морей: возможности и ограничения Sr-изотопной хемостратиграфии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2012. Т. 20. № 6. С. 3‒19.Кузнецов А.Б., Макарихин В.В., Покровский Б.Г., Константинова Г.В. 87Sr/86Sr и δ18О хемостратиграфия и фациальные условия обитания плейстоценовых моллюсков Карелии (пос. Гридино) // Докл. АН. 2014. Т. 459. № 2. С. 198‒202.Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Горохов И.М. Стронциевая изотопная хемостратиграфия: основы метода и его современное состояние // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2018. Т. 26. № 4. С. 3–23.Кузнецов А.Б., Горохов И.М., Азимов П.Я., Дубинина Е.О. Sr- и C-хемостратиграфический потенциал палеопротерозойских осадочных карбонатов в условиях среднетемпературного метаморфизма: мраморы Рускеалы, Карелия // Петрология. 2021. Т. 29. № 2. С. 172–194.Лиепиньш П.П. Стратиграфия франских отложений Латвийской ССР // Франские отложения Латвийской ССР. Рига: АН Латв. ССР, 1963. С. 3–94.Лунгерсгаузен Л.Ф. Уступ у геалогiю Беларусi // Працы Горы-Горыцкага навук. таварыства. Бел. АН, аддз. прыроды i нар. гаспадаркi. 1930. Т. 7. С. 181–213.Лярская Л.А., Лукашевич Э.В. Состав и распространение бесчелюстных и рыб в силурийских и девонских отложениях Латвии // Палеонтология и стратиграфия фанерозоя Латвии и Балтийского моря. Рига: Зинатне, 1992. С. 46–62.Махнач А.А., Колодны И., Старински А., Спиро Б. Стабильные изотопы стронция в сульфатных минералах Беларуси // Докл. НАН Беларуси. 2000. Т. 44. № 6. С. 92–95.Обручев Д.В. Значение ихтиофауны для стратиграфии северо-западного девона // Изв. ГГРУ. 1930. Т. 49. Вып. 9. С. 92–99.Обуховская Т.Г., Кручек С.А., Пушкин В.И., Некрята Н.С., Плакс Д.П., Саченко Т.Ф., Обуховская В.Ю., Антипенко С.В. Девонская система // Стратиграфические схемы докембрийских и фанерозойских отложений Беларуси. Объяснительная записка. Минск: ГП БелНИГРИ, 2010. С. 98–114 (с двумя стратиграфическими схемами по девонским отложениям Беларуси).Обуховская Т.Г., Обуховская В.Ю., Кручек С.А. О стратиграфии верхнефранских отложений Оршанской впадины в пределах Беларуси // Лiтасфера. 2018. Т. 1 (48). С. 88–104.Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Маслов А.В., Турченко Т.Л. Pb–Pb возраст преобразования осадочных фосфоритов в нижнерифейских карбонатных отложениях, саткинская свита Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 2. С. 35‒41.Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Васильева И.М., Горохов И.М., Крупенин М.Т., Гороховский Б.М., Маслов А.В. Pb–Pb возраст и Sr-изотопная характеристика среднерифейских фосфоритовых конкреций: зигазино-комаровская свита Южного Урала // Докл. АН. 2013. Т. 451. № 4. С. 430‒434.Петров Л.С. К сопоставлению разрезов девонских отложений Белорусской ССР и Советской Прибалтики // Сборник материалов по обмену опытом. Геология и разведка. М.–Л.: Гостоптехиздат, 1951. С. 7–8.Петров Л.С. Девонские отложения северо-запада Русской платформы. Л.: ВНИГРИ, 1956. 174 с.Плакс Д.П. Раннефранская ихтиофауна севера Беларуси // Лiтасфера. 2010. № 1 (32). С. 60–81.Плакс Д.П., Кручек С.А. Об ихтиофауне франских отложений Латвийской седловины бассейна реки Сарьянки (Беларусь) // Палеонтология и совершенствование стратиграфической основы геологического картографирования. LV сессия Палеонтологического общества РАН. Санкт-Петербург, 2009. С. 111–113.Плакс Д.П., Кручек С.А. Стратиграфия отложений среднего и верхнего девона Латвийской седловины (по данным изучения ихтиофауны из обнажений в долине реки Сарьянки, Беларусь) // Лiтасфера. 2010. № 1 (32). С. 43–59.Плакса Д.П. Комплекс ихтиофауны из верхнедевонских отложений карьера “Гралево” (пос. Руба, Витебская область) // Палеонтологическая летопись региональных и глобальных событий. LI сессия Палеонтологического общества РАН. Санкт-Петербург, 2005а. С. 96–98.Плакса Д.П. Предварительные результаты палеоихтиологического изучения девонских отложений бассейна р. Сарьянки (Витебская область) // Весцi НАН Беларусi. Сер. хiм. 2005б. № 5. С. 161–164.Сорокин В.С. Этапы развития северо-запада Русской платформы во франском веке. Рига: Зинанте, 1978. 282 с.Стратиграфический словарь СССР. Новые стратиграфические подразделения палеозоя СССР. Ред. Жамойда А.И., Ковалевский О.П., Котляр Г.В. и др. Л.: Недра, 1991. 556 с.Aberg G., Wickman F.E. Variation of 87Sr/86Sr in water from streams discharging into the Bothnian Bay, Baltic Sea // Nordic Hydrol. 1987. V. 18. P. 33–42.Alfimova N.A., Kuznetsov A.B., Klimova E.V., Bekker A. Archean-Proterozoic unconformity in the Fennoscandian Shield: geochemistry and Sr, C and O isotope composition of Paleoproterozoic carbonate-rich regolith from Segozero Lake (Russian Karelia) // Precambrian Res. 2022. V. 368. P. 106459.Bertram C.J., Elderfield H., Aldridge R.J., Morris C.S. 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd, and REEs in Silurian phosphatic fossils // Earth Planet. Sci. Lett. 1992. V. 113. P. 239–249.Blasius J.H. Reise im Europäischen Rußland in den Jahren 1840 und 1841. Bd. 1–2. Braunschweig, 1844.Ebneth S., Diener A., Buhl D., Veizer J. Strontium isotope systematics of conodonts: Middle Devonian, Eifel Mountains, Germany // Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 1997. V. 132. P. 79–96.Esin D., Ginter M., Ivanov A., Luksevics E., Avkhimovich V., Golubtsov V., Petukhova L. Vertebrate correlation of the Upper Devonian and Carboniferous on the East European Platform // Courier Forschungsinstitut Senckenberg (Final Report of IGCP 328 project). 2000. V. 223. P. 341–359.Gorokhov I.M., Clauer N., Turchenko T.L., Melnikov N.N., Kutyavin E.P., Pirrus E., Baskakov A.V. Rb–Sr systematics of Vendian-Cambrian claystones from the east European Platform: implications for a multi-stage illite evolution // Chem. Geol. 1994. V. 112. № 1/2. P. 71–89.Holmden C., Creaser R.A., Muehlenbachs K., Bergstrom S.M., Leslie S.A. Isotopic and elemental systematics of Sr and Nd in 454 Ma biogenic apatites: implications for paleoseawater studies // Earth Planet. Sci. Lett. 1996. V. 142. P. 425–437.Koch P.L., Halliday A.N., Walter L.M., Stearley R.F., Huston T.J., Smith G.R. Sr isotopic composition of hydroxyapatite from recent and fossil salmon: the record of lifetime migration and diagenesis // Earth Planet. Sci. Lett. 1992. V. 108. P. 277–287.Kuznetsov A.B., Melezhik V.A., Gorokhov I.M., Melnikov N.N., Konstantinova G.V., Kutyavin E.P., Turchenko T.L. Sr isotopic composition of Paleoproterozoic 13C-rich carbonate rocks: the Tulomozero Formation, SE Fennoscandian Shield // Precambrian Res. 2010. V. 182. № 4. P. 300–312.Mark-Kurik E. The Middle Devonian fishes of the Baltic States (Estonia, Latvia) and Belarus // Courier Forschungsinstitut Senckenberg (Final Report of IGCP 328 project). V. 223. 2000. P. 309–324.Martin E.E., Scher H.D. Preservation of sea water Sr and Nd isotopes in fossil fish teeth: bad news and good news // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 220. P. 25–39.McArthur J.M., Howard R.J., Shields G.A. Strontium isotope stratigraphy // The Geological Time Scale. Eds. Gradstein F.M., Ogg J.G., Schmitz M., Ogg G. Elsevier, 2012. Chap. 7. P. 127–144.Plax D.P. Ichthyofauna from the Devonian deposits of the Orsha Depression (Belarus) // Природные ресурсы. 2017. № 2. P. 12–50.Plax D.P., Zaika Yu.V. On the Sargaevo deposits (Frasnian, Upper Devonian) of the Latvian Saddle outcropping within Saryanka River basin (Belarus) // Lithosphere. 2018. № 2 (49). P. 54–82.Plax D.P., Zaika Yu.V. On the Zhelon deposits (Frasnian, Upper Devonian) of the Latvian Saddle in the basins of the Saryanka and Rositsa rivers (Belarus) // Природные ресурсы. 2020. № 2. С. 18–35.Qing H., Barnes C.R., Buhl D., Veizer J. The strontium isotopic composition of Ordovician and Silurian brachiopods and conodonts: relationships to geological events and implications for coeval seawater // Geochim. Cosmochim. Acta. 1998. V. 62. P. 1721–1733.Schmitz B., Aberg G., Werdelin L., Forey P., Bendix-Almgreen S.E. Sr-87/Sr-86, Na, F, Sr, and La in skeletal fish debris as a measure of the paleosalinity of fossil-fish habitats // Geol. Soc. Am. Bull. 1991. V. 103. P. 786–794.Shields G.A., Carden G.A.F., Veizer J., Meidl T., Rong J.Y., Li R.Y. Sr, C, and O isotope geochemistry of Ordovician brachiopods: a major isotopic event around the Middle-Late Ordovician transition // Geochim. Cosmochim. Acta. 2003. V. 67. P. 2005–2025.Stüeken E.E., Kuznetsov A.B., Vasilyeva I.M., Krupenin M.T., Bekker A. Transient deep-water oxygenation recorded by rare Mesoproterozoic phosphorites, South Urals // Precambrian Res. 2021. V. 360. P. 106–242.Tütken T., Vennemann T.W., Pfretzschner H.-U. Nd and Sr isotope compositions in modern and fossil bones – proxies for vertebrate provenance and taphonomy // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. V. 75. P. 5951–5970.