Педокомплексы уржумских отложений Казанского Поволжья (Восточная Европа): пример палеоклимата и палеоландшафтов субтропиков континентальной Пангеи в средней перми

В работе приведены результаты исследования палеопочвенных профилей разреза уржумского яруса, расположенного на правом берегу Волги в районе д. Гребени, комплексом полевых и лабораторных методов. Выявлено два палеопочвенных профиля, развитых на красноцветных глинистых алевролитах. По педогенным признакам (почвенным горизонтам, карбонатным нодулям, сликенсайдам и др.) палеопочвы классифицируются как вертик кальцисоли высокой степени зрелости, по этим признакам реконструируется сезонно-влажный теплый климат. Среднегодовое количество осадков позднеуржумского времени, рассчитанное по геохимическим индикаторам палеопочв, составило 522 мм/год. Современными аналогами этих палеопочв можно считать красно-бурые почвы сухих субтропиков Средиземноморья или Австралии.

Верхний палеопочвенный профиль представляет собой педокомплекс, состоящий из четырех самостоятельных почв, разделенных в средней части непедогенными прослоями карбонатных пород. В строении педокомплекса выделены один озерно-болотный и два озерно-плайевых седиментационных микроритма, которые указывают на обстановки озерно-аллювиальных равнин и позволяют оценивать длительность его формирования от тысяч до десятков тысяч лет.

В верхней части уржумских отложений опорного разреза в овраге Черемушка выявлен схожий по строению педокомплекс. Минералогический, химический и гранулометрический состав силикокластики обоих педокомплексов, а также изотопный состав педогенных нодулей показали большое сходство. Биостратиграфическое положение педокомплекса оврага Черемушка позволяет считать его одновозрастным педокомплексу разреза Гребени, проводить их прямую корреляцию и использовать в качестве педостратиграфического маркера. Предлагается дать название этому маркирующему горизонту «педокомплекс малиновых глин».

1. Постановления Межведомственного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий. СПб.: Издательство ВСЕГЕИ, 2006. Вып. 36. 64 с.

2. Силантьев В.В., Серебренникова И.А. Стратотипы и опорные разрезы Казанского и уржумского ярусов в Приказанском районе. Местоположение и статус объектов // Геологические памятники природы Республики Татарстан / под ред. И.А. Ларочкиной. Казань: Акварель-Арт, 2007. С. 25–27.

3. Иноземцев С.А., Таргульян В.О. Верхнепермские палеопочвы: свойства, процессы, условия формирования. М.: ГЕОС, 2010. 188 с.

4. Retallack G.J. Soils of the Past: An Introduction to Paleopedology. Oxford: Blackwell Sci., 2001. 600 p. https://doi.org/10.1002/9780470698716.

5. Наугольных С.В. Казанская и татарская растительность пермского периода // Геологические памятники природы Республики Татарстан / под ред. И.А. Ларочкиной. Казань: Акварель-Арт, 2007. С. 236–254.

6. Иноземцев С.А., Наугольных С.В., Якименко Е.Ю. Верхнепермские палеопочвы на известняках: Морфология и генезис (среднее течение р. Волга) // Почвоведение. 2011. № 6. С. 660–674.

7. Mouraviev F.A., Arefiev M.P., Silantiev V.V., Khasanova N.M., Nizamutdinov N.M., Trifonov A.A. Red paleosols in the key sections of the Middle and Upper Permian of the Kazan Volga region and their paleoclimatic significance // Paleontol. J. 2015. V. 49, No 10. P. 1150–1159. https://doi.org/10.1134/S0031030115110064.

8. Муравьев Ф.А., Арефьев М.П., Силантьев В.В., Гареев Б.И., Баталин Г.А., Уразаева М.Н., Кропотова Т.В., Выборнова И.Б. Палеогеографические условия накопления красноцветных алевропелитов средней-верхней перми на территории Казанского Поволжья // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2016. Т. 158, кн. 4. С. 548–568.

9. Mouraviev F., Arefiev M., Silantiev V., Balabanov Yu., Bulanov V., Bakaev A., Zharinova V. Stratotype of the Urzhumian Regional Stage in the Monastery Ravine, Kazan Volga Region, Russia // Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2017: Advances in Devonian, Carboniferous and Permian Research: Stratigraphy, Environments, Climate and Resources / ed. by M. Barclay, S. Nikolaeva, V. Silantiev. Bologna: Filodiritto Int. Proc., 2018. P. 188–196.

10. Mouraviev F.A., Arefiev M.P., Silantiev V.V., Eskin A.A., Kropotova T.V. Paleosols and host rocks from the Middle–Upper Permian reference section of the Kazan Volga region, Russia: A case study // Palaeoworld. 2020. V. 29, No 2. P. 405–425. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2019.05.004.

11. Mouraviev F.A., Silantiev V.V., Gareev B.I., Batalin G.A., Vybornova I.B. Paleosols from the Urzhumian (Middle Permian) reference section, Kazan Volga region, Russia // Int. Multidiscip. Sci. GeoConf. Surv. Geol. Min. Ecol. Manage., SGEM. 2018. V. 18, No 1.1. P. 387–394. https://doi.org/10.5593/sgem2018/1.1/S01.049.

12. Silantiev V., Arefiev M., Mouraviev F., Bulanov V., Ivanov A., Urazaeva M., Bakaev A., Zharinova V. The parastratotype of the Urzhumian Stage in the Vyatka-Kazan region, East-European Platform // Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2017: Advances in Devonian, Carboniferous and Permian Research: Stratigraphy, Environments, Climate and Resources / Ed. by M. Barclay, S. Nikolaeva, V. Silantiev. Bologna: Filodiritto Int. Proc., 2018. P. 206–215.

13. Арефьев М.П., Силантьев В.В. Седиментологические и геохимические критерии выделения цикличности в эталонном разрезе уржумского и северодвинского яруса «Монастырский овраг» (Казанское Поволжье) // Виртуальные и реальные литологические модели: Материалы 10 Уральского литологического совещания «Виртуальные и реальные литологические модели». Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2014. С. 18–20.

14. Mouraviev F.A., Arefiev M.P., Silantiev V.V. Paleosols and pedostratigraphy of the Urzhumian (Middle Permian) deposits of the Kazan Volga region // Abstract Volume of Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2019 “Late Paleozoic Sedimentary Earth Systems: Stratigraphy, Geochronology, Petroleum Resources”. Kazan, Kazan Fed. Univ. Press, 2019. P. 173–174.

15. Retallack G.J. Field recognition of paleosols // Reinhardt J., Sigleo W.R. Paleosols and Weathering Through Geologic Time: Principles and Applications. Ser.: GSA Special Papers. 1988. V. 216, P. 1–21. https://doi.org/10.1130/SPE216-p1.

16. Mack G.H., James W.C., Monger H.C. Classification of paleosols // Geol. Soc. Am. Bull. 1993. V. 105, No 2. P. 129–136. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1993)105<0129:COP>2.3.CO.

17. Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299, No 5885. P. 715–717. https://doi.org/10.1038/299715a0.

18. Sheldon N., Retallack G., Tanaka S. Geochemical climofunctions from North American soils and application to paleosols across the Eocene–Oligocene boundary in Oregon // J. Geol. 2002. V. 110, No 6. P. 687–696. https://doi.org/10.1086/342865.

19. Sheldon N.D., Tabor N.J. Quantitative paleoenvironmental and paleoclimatic reconstruction using paleosols // Earth-Sci. Rev. 2009. V. 95, No 1–2. P. 1–52. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.03.004.

20. Retallack G.J. Pedogenic carbonate proxies for amount and seasonality of precipitation in paleosols // Geology. 2005. V. 33, No 4. P. 333–336. https://doi.org/10.1130/G21263.1.

21. Kraus M.J. Paleosols in clastic sedimentary rocks: Their geologic applications // Earth-Sci. Rev. 1999. V. 47, No 1–2. P. 41–70. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(99)00026-4.

22. Vepraskas M.J. Redoximorphic features for identifying aquic conditions // Tech. Bull. Raleigh, NC: Agric. Res. Serv., N. C. State Univ., 1992. V. 301. P. 1–33.

23. Наугольных С.В. Палеопочвы перми и раннего триаса // Семихатова М.А., Чумакова Н.М. Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. М.: Наука, 2004. С. 221–229.

24. Type and Reference Sections of the Middle and Upper Permian of the Volga and Kama River Regions. A Field Guidebook of XVIII International Congress on Carboniferous and Permian / Ed. by D.K. Nurgaliev, V.V. Silantiev, S.V. Nikolaeva. Kazan: Kazan Univ. Press, 2015. 208 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2619.1206.

25. North American Commission on Stratigraphic Nomenclature. North American Stratigraphic Code // AAPG Bull. 1983. V. 67, No 5. P. 841–875.

26. WG on definitions used in paleopedology // Paleopedology Glossary, 1997. URL: http://fadr.msu.ru/inqua/nl-14/glossary.html/ (дата обращения: 30.04.2023).

27. Constantini E.A.S. Paleosols and pedostratigraphy // Appl. Soil Ecol. 2018. V. 123. P. 597–600. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.09.021.

28. Kabanov P.B., Alekseeva T.V., Alekseeva V.A., Alekseev A.O., Gubin S.V. Paleosols in late Moscovian (carboniferous) marine carbonates of the East European craton revealing “great calcimagnesian plain” paleolandscapes // J. Sediment. Res. 2010. V. 80. P. 195–215. https://doi.org/10.2110/jsr.2010.026.

29. Мирнов Р.В., Алексеева Т.В. Палеопочвы в отложениях Каширского горизонта на юго-востоке Русской плиты (Республика Башкортостан): характеристика, палеоэкологическая и стратиграфическая значимость // Литосфера. 2022. № 22, вып. 5. С. 694–704. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2022-22-5-694-704.

30. Joeckel R.M. Virgilian (Upper Pennsylvanian) paleosols in the Upper Lawrence Formation (Douglas Group) and in the Snyderville Shale Member (Oread Formation, Shawnee Group) of the Northern Midcontinent, USA: Pedologic contrasts in a cyclothem sequence // J. Sediment. Res. 1994. V. A64, No 4. P. 853–866. https://doi.org/10.1306/d4267ee7-2b26-11d7-8648000102c1865d.

31. Retallack G.J. Cambrian, Ordovician and Silurian pedostratigraphy and global events in Australia // Aust. J. Earth Sci. 2009. V. 56, No 4. P. 571–586. https://doi.org/10.1080/08120090902806321.