Anomalous features of the geomagnetic field behavior at the end of the Cretaceous normal superchron based on the results of the study of the Turonian–Santonian in the Southwestern Crimea

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In 394 samples characterizing 266 stratigraphic levels in four Turonian–Santonian sections in the Southwestern Crimea, characteristic remanent magnetization components (ChRM) formed at the stage of diagenesis is identified. The data obtained represent the record of the Paleocene geomagnetic variations of high amplitude (rms deviation S = 25.9° with a fixed cut-off angle of 45°, which is about twice as high as the model S for this latitude) in the sediments formed in ~5–6 Ma and are interpreted as anomalous behavior of the geomagnetic field in the Turonian, Coniacian, and Santonian.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A.  Yu. Guzhikov

Saratov State University

Email: aguzhikov@yandex.ru
Russian Federation, Saratov

E. Yu. Baraboshkin

Moscow State University; Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ejbaraboshkin@mail.ru

Faculty of geology 

Russian Federation, Moscow; Moscow

I.  P.  Ryabov

Saratov State University

Email: ryaboff.il@yandex.ru
Russian Federation, Saratov

M.  A.  Ustinova

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ustinova_masha@mail.ru
Russian Federation, Moscow

V.  S.  Vishnevskaya

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: valentina.vishnaa@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Алексеев А.С. Верхний мел – Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма. Стратиграфия мезозоя / Мазарович О.А., Милеев В.С. (ред.). М.: изд-во Моск. ун-та. 1989. С. 123–157.
  2. Аркадьев В.В., Богданова Т.Н. (ред.). Атлас меловой фауны Юго-Западного Крыма. СПб: Пангея. 1997. 357 с.
  3. Барабошкин Е.Ю., Аркадьев В.В., Копаевич Л.Ф. Опорные разрезы меловой системы Горного Крыма. Путеводитель полевых экскурсий Восьмого Всероссийского совещания 26 сентября–3 октября 2016 г / Е.Ю. Барабошкин (ред.). Симферополь: издательский Дом ЧерноморПресс. 2016. 90 с.
  4. Барабошкин Е.Ю., Гужиков А.Ю., Александрова Г.Н., Фомин В.А., Покровский Б.Г., Грищенко В.А., Маникин А.Г., Наумов Е.В. Новые седиментологические, магнитостратиграфические и биостратиграфические данные по разрезу кампана–маастрихта горы Бешкош, Юго-Западный Крым // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2020. Т. 28. № 6. С. 125–170. doi: 10.31857/S0869592X20060046
  5. Беньямовский В.Н. Схема инфразонального расчленения верхнего мела Восточно-Европейской провинции по бентосным фораминиферам. Статья 1. Сеноман–коньяк // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 3. С. 36–46.
  6. Брагина Л.Г., Брагин Н.Ю. Радиолярии в отложениях верхнего мела (турона–коньяка) бассейна р. Бельбек (Юго-Западный Крым). – Палеонтологiчнi дослiдження в Українi: iсторiя, сучасний стан та перспективи: Зб. наук. праць IГH НАН України / П.Ф. Гожик, вiдпов. ред. Киев: Нора-прiнт. 2007. С. 187–191.
  7. Гнибиденко З.Н., Лебедева Н.К., Шурыгин Б.Н. Региональный магнитостратиграфический разрез верхне­меловых отложений юга Западной Сибири (Омская впадина) // Докл. РАН. 2014. Т. 458. № 1. С. 83–87.
  8. Гужиков А.Ю., Барабошкин Е.Ю., Александрова Г.Н., Рябов И.П., Устинова М.А., Копаевич Л.Ф., Миранцев Г.В., Кузнецов А.Б., Фокин П.А., Косоруков В.Л. Био-, хемо- и магнитостратиграфия пограничного интервала сантона–кампана разрезов Кудрино и Аксу-Дере (Юго-Западный Крым): проблемы глобальной корреляции и выбора лимитотипа нижней границы кампанского яруса. Статья 1. Геологическое описание, седиментология, биостратиграфия // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2021. Т. 29. № 4. С. 71–117.
  9. Гужиков А.Ю., Барабошкин Е.Ю., Александрова Г.Н., Рябов И.П., Устинова М.А., Копаевич Л.Ф., Миранцев Г.В., Кузнецов А.Б., Фокин П.А., Косоруков В.Л. Био-, хемо- и магнитостратиграфия пограничного интервала сантона–кампана разрезов Кудрино и Аксу-Дере (Юго-Западный Крым): проблемы глобальной корреляции и выбора лимитотипа нижней границы кампанского яруса. Статья 2. Магнито- и хемостратиграфия, обсуждение данных // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2021. Т. 29. № 5. С. 27–58.
  10. Гужиков А.Ю., Барабошкин Е.Ю., Фомин В.А. Магнитостратиграфическая шкала меловой системы: современное состояние, проблемы построения и перспективы развития. Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеографии. Сб. науч. Трудов / Е.М. Первушов (ред.). Саратов: изд-во Саратовского университета. 2007. С. 69–86.
  11. Гужиков А.Ю., Молостовский Э.А., Назаров Х., Фомин В.А., Барабошкин Е.Ю., Копаевич Л.Ф. Магнитостратиграфические данные по верхнему мелу Туаркыра (Туркменистан) и их значение для общей палеомагнитной шкалы // Физика Земли. 2003. № 9. С. 31–44.
  12. Гужиков А.Ю., Федулеев Д.В. Палеомагнетизм коньякских–сантонских отложений ЮЗ Крыма. Палеомагнетизм и магнетизм горных пород. Материалы XXV юбилейной Всероссийской школы-семинара по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород (с международным участием) Москва–Борок, 25–29 сентября 2019 г. РАН Институт физики Земли, Геофизическая обсерватория “Борок” / В.П. Щербаков (ред.). Москва, Ярославль: Филигрань. 2019. С. 103–108.
  13. Гужикова А. А. Первые магнитостратиграфические данные по маастрихту Горного Крыма (Бахчисарайский район) // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Науки о Земле. 2018. Т. 18. Вып. 1. С. 41–49. doi: 10.18500/1819-7663-2018-18-1-41-49
  14. Гужикова А.А., Гужиков А.Ю., Рябов И.П. Палеомагнитные данные по верхнему мелу Горного Крыма: аргументы в пользу существования длительной эпохи аномального режима геомагнитного поля в туроне-сантоне. Геологические науки – 2021: Материалы Всерос. научно-практ. конф. (Саратов, 2–3 декабря 2021 г.). Саратов: изд-во “Техно-Декор”. 2021. С. 66–69.
  15. Гужикова А.А., Грищенко В.А., Фомин В.А., Барабошкин Е.Ю., Шелепов Д.А. Магнитостратиграфия турона–сантона Самарского Правобережья // Изв. Саратовского университета. Новая серия. Сер.: Науки о Земле. 2021. Т. 21. Вып. 4. С. 248–263. https://doi.org/10.18500/1819-7663-2021-21-4-248-263
  16. Гужикова А.А., Первушов Е.М., Рябов И.П., Фомин В.А. Магнитозона обратной полярности в туроне–коньяке северного окончания Доно-Медведицких дислокаций // Изв. Сарат. ун-та. Новая серия. Сер. Науки о Земле. 2020. Т. 20. Вып. 4. С. 262–277. DOI: https://doi.org/10.18500/1819-7663-2020-20-4-262-277
  17. Гужикова А.А., Рябов И.П., Копаевич Л.Ф. Новые палеомагнитные и микрофаунистические данные по турону–сантону разреза “Аксу-Дере” (ЮЗ Крым). Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеографии: Материалы Десятого Всероссийского совещания, г. Магадан. 20–25 сент. 2020 г. / Е.Ю. Барабошкин, А.Ю. Гужиков (ред.). Магадан: ОАО “МАОБТИ”. 2020. С. 81–84.
  18. Еремин В.Н., Назаров Х., Рамазанов С.А., Фомин В.А. Магнитостратиграфия опорного разреза верхнего мела Западного Копетдага (Канавчай) // Изв. АН Туркменистана. 1995. № 4. С. 163–169.
  19. Кликушин В.Г. Туронские, коньякские и сантонские отложения долины р. Бельбека в Крыму // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1985. Т. 60. Вып. 2. С. 69–81.
  20. Копаевич Л.Ф., Валащик И. (1993) Расчленение турон-коньякских отложений разреза Аксудере по иноцерамам и фораминиферам // Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. № 5. С. 70–82.
  21. Куражковский А.Ю., Куражковская Н.А., Клайн Б.И. Спектр квазипериодических изменений геомагнитного поля в фанерозое // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 11. С. 1520–1529.
  22. Лебедев И.Е., Бобровникова Е.М., Тихомиров П.Л., Эйд Б., Люилье Ф., Павлов В.Э. Амплитуда вековых геомагнитных вариаций в позднем мелу по результатам палеомагнитных исследований вулканитов Охотско-Чукотского пояса верхнего течения реки Малый Анюй (Западная Чукотка) // Физика Земли. 2022. № 2. С. 41–59.
  23. Печерский Д.М. Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник для соседей по специальности. 2010. http://paleomag.ifz.ru/books/Pechersky.htm
  24. Печерский Д.М., Сафонов В.А. Палинспастическая реконструкция положения Горного Крыма в средней юре–раннем мелу на основе палеомагнитных данных // Геотектоника. 1993. № 1. С. 96–105.
  25. Плотникова Л.Ф., Богаец А.Т., Бондаренко В.Г., Корбут Е.Б. Меловая система. Верхний отдел. Геология шельфа УССР. Стратиграфия (шельф и побережья Черного моря) / Тесленко Ю.В. (ред.). Киев: изд-во Наукова думка. 1984. C. 74–84.
  26. Солодовников Г.М. Определение напряженности магнитного поля Земли в сантон–коньяке верхнего мела, полученные на эффузивном разрезе Азербайджана // Физика Земли. 2001. № 7. С. 78–84.
  27. Фетисова А.М., Голубев В.К., Веселовский Р.В., Балабанов Ю.П. Палеомагнетизм и магнитостратиграфия опорных пермcко-триасовых разрезов центральной части Русской плиты: Жуков овраг, Слукино и Окский съезд // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 10. С. 1401–1419.
  28. Фомин В.А., Еремин В.Н. Магнитостратиграфия верхнемеловых отложений южных районов СССР. Вопросы стратиграфии палеозоя, мезозоя и кайнозоя / Г.В. Кулева, В.Г. Очев (ред.). Саратов: изд-во СГУ. 1993. С. 134–142.
  29. Храмов А.Н. Палеомагнитология. Л.: Недра. 1982. 312 с.
  30. Храмов А.Н., Шкатова В.К. Общая магнитостратиграфическая шкала полярности фанерозоя. Дополнения к стратиграфическому кодексу России. СПб.: ВСЕГЕИ. 2000. С. 24–45.
  31. Шипунов С.В. Новый тест складки в палеомагнетизме (реабилитация теста выравнивания) // Физика Земли. 1995. № 4. С. 67–74.
  32. Щербинина Е.А., Гаврилов Ю.О. Зональное расчленение сеноманских–сантонских отложений Юго-Западного Крыма по наннопланктону. Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеографии. Сб. науч. трудов / Е.Ю. Барабошкин (ред.). Симферополь: изд. дом “Черноморпресс”. 2016. С. 292–294.
  33. Юдин В.В. Тектоника Бельбекского района в Крыму // Ученые записки КФУ им. В.И. Вернадского. География. Геология. Т. 6 (72). № 2. 2020. С. 338–360.
  34. Besse J., Courtillot V. Apparent and true polar wander and the geometry of the geomagnetic field over the last 200 Myr // J. Geophys. Res. 2002. V. 107 (11). P. 1–31.
  35. Chadima M., Hrouda F. Remasoft 3.0 a user_friendly paleo­magnetic data browser and analyzer // Travaux Geophysiques. 2006. V. XXVII. P. 20–21.
  36. Coccioni R., Premoli Silva I. Revised Upper Albian – Maastrichtian plankonitc foraminiferal biostratigraphy and magnetostratigraphy of the classical Tethyan Gubbio section (Italy) // Newsletters on Stratigraphy. 2015. V. 48/1. P. 47–90.
  37. Cox A. Latitude dependence of the angular dispersion of the geomagnetic field // Geophys. J. R. astr. Soc. 1970. V. 20. P. 253–269.
  38. Dunlop D. Theory and application of the Day plot (Mrs/Ms versus Hcr/Hc) 1. Theoretical curves and tests using titanomagnetite data // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № B3. 2056. https://doi.org/10.1029/2001JB000487
  39. Gale A., Batenburg S., Coccioni R., Dubicka Z., Erba E., Falzoni F., Haggart J., Hasegawa T., Ifrim C., Jarvis I., Jenkyns H., Jurowska A., Kennedy J., Maron M., Muttoni G., Pearce M., Petrizzo M.R., Premoli-Silva I., Thibault N., Voigt S., Wagreich M., Walaszczyk I. The Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) of the Campanian Stage at Bottaccione (Gubbio, Italy) and its auxiliary sections : Seaford Head (UK), Bocieniec (Poland), Postalm (Austria), Smoky Hill, Kansas (U.S.A), Tepayac (Mexico). Episodes. ISSN (print) 0705-3797 (Epub Ahead of Print).
  40. Jacobs J.A. Geomagnetic excursion. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism. Springer. 2007. P. 311–312.
  41. Gradstein F.M., Ogg J.G., Schmitz M.B., Ogg G. M. Geologic Time Scale 2020. V. 2. Amsterdam, Oxford, Cambridge: Elsevier. 2020. 1357 p.
  42. Guzhikova A. A., Guzhikov A. Y., Pervushov E. M., Ryabov I.P., Surinskiy A. M. Existence of the Reversal Polarity Zones in Turonian-Coniacian from the Lower Volga (Russia) : New Data. Recent Advances in Rock Magnetism, Environmental Magnetism and Paleomagnetism. Springer Geophysics / D. Nurgaliev, V. Shcherbakov, A. Kosterov, S. Spassov (еds.). Kazan : Springer. 2019. P. 353–369.
  43. Kopaevich L.F., Walaszczyk I.P. An integrated inoceramidforaminiferal biostratigraphy of the Turonian and Coniacian strata in south-western Crimea, Soviet Union // Acta Geol. Polon. 1990. V. 40. № 1–2. P. 83–96.
  44. McElhinny M.W., McFadden P.L. Palaeosecular variation over the past 5 Myr based on a new generalized database // Geophysical Journal International. 1997. V. 131. P. 240–252.
  45. McFadden P.L. A new fold test for palaeomagnetic studies // Geophysical Journal International. 1990. V. 103. P. 163–169.
  46. Montgomery P., Hailwood E.A., Gale A.S., Burnett J.A. The magnetostratigraphy of Coniacian–Late Campanian chalk sequences in southern England // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 156. P. 209–224.
  47. Valet J-P., Herrero-Bervera E. Geomagnetic reversals, archives. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism. Springer. 2007. P. 339–344.
  48. Van der Voo R. Palaeomagnetism of the Atlantic, Tethys and Iapetus oceans. Cambridge: Cambridge University press. 1993. 412 p.
  49. agico.com – AGICO (Advanced Geoscience Instruments Company) [Электронный ресурс]. URL: https://www.agico.com/text/software/anisoft/anisoft.php

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geological diagram of the study area indicating the locations of the studied sections and outcrops. The geological diagram of the Chuku Mountain area is given according to [Yudin, 2020].

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Photographs of the studied outcrops in the Chuku section: (a) – outcrop. 3175 (upper Santonian); (b) – rev. 3177 (samples 1–47) (lower(?)-upper Santonian); (c) – rev. 3180 (upper Santonian); (d) – obl. 3176 (santon?); (e) – Aksu-Dere section (outcrop 3168, upper Turonian–Coniacian and lower upper Santonian); (e) – Kizil-Chigir section (outcrop 3172, boundary between the Turonian and Campanian.

Download (3MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Magnetostratigraphic characteristics of the Turonian–Santonian sections Kizil-Chigir, Aksu-Dere and Kudrino-2. Conventions. Lithology: I – limestones, II – silty limestones, III – marls, IV – highly clayey marls, V – clays, VI – hardground surfaces. Polarity: 1 – straight; 2 – reverse; 3 – abnormal; 4 – lack of polarity data. Graphs by sections: 5 – magnetic susceptibility (K); 6 – natural residual magnetization (Jn); 7 – paleomagnetic declination (D) and inclination (I); 8 – average values of paleomagnetic vectors for samples from the same level (circles and squares correspond to the ranges 285°

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Magnetostratigraphic characteristics of the Turonian(?) and Santonian sections in the area of Chuku. For symbols, see Fig. 3. In update 3177 wavy lines delimit gaps in exposure, the thickness of which is shown out of scale. The relative positions of outcrops 3176, 3175, 3176 and 3177 are shown in Fig. 10.

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Results of magneto-mineralogical studies: (a) – magnetic saturation and destruction curves; (b) – Day diagram (SD, PSD and MD – areas of single-domain, pseudo-single-domain and multi-domain particles, respectively); (c) – thermomagnetic analysis curves (red and blue colors – heating and cooling, respectively); (d) – data on the anisotropy of magnetic susceptibility: stereogram of projections of long (K1), medium (K2) and short (K3) AMF axes with confidence ovals in the paleogeographic coordinate system and P–T diagrams (P – anisotropy index, positive and negative values T indicate flattened and elongated shapes of ferromagnetic particles, respectively); n – number of samples in the sample.

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Typical results of component analysis (polar stereo projections, Zijderveld diagrams, demagnetization graphs). All data are presented in the stratigraphic coordinate system. Legend: projections of Jn onto the lower hemisphere 1, onto the horizontal 2 and vertical 3 planes

Download (1MB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Polar stereo projections of ChRM along sections/outcrops in geographic (top) and stratigraphic (bottom) coordinate systems: Aksu-Dere section (outcrop 3168): Upper Turonian–Coniacian (a) and Upper Santonian (b); Kizil-Chigir section (outcrops 3186, 3172), Lower–Middle Turonian (c); Kudrino-2 (outcrop 3184), upper parts of the Upper Santonian (d); Chuku section: ext. 3177 (samples 1–47) (lower?)–upper Santonian (e); update 3177 (samples 48–78), upper Santonian (e); update 3181 (w); update 3175(h); update 3180(i). Legend: 1 – ChRM projections onto the upper hemisphere; 2 – projections of average paleomagnetic directions with confidence circles (α95); 3 and 4 – projections of the direction of magnetization reversal by the modern field onto the lower and upper hemispheres, respectively. For other symbols, see Fig. 6.

Download (996KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Diagram illustrating the hypothetical dependence of the scatter of paleo-magnetic vectors on the intensity of deformation of layers in a fold of underwater sliding, provided that ChRM is a stabilized vector sum of the pre- (C1) and post-deformation (C2) magnetization components, and the geomagnetic field vector (T ) is unchanged (a) and a diagram illustrating the empirical relationship between the angle Δ subtended by the ChRM at each level with the average ChRM across the sec-tion/outcrop and the bed dip angle.

Download (878KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Polar stereo projections with average ChRMs for sites (sections and/or outcrops) in geographic (a) and stratigraphic (b) coordinate systems.

Download (511KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Schematic summary magnetochronological section of the Turonian–Santonian of the SW Crimea. For symbols, see Fig. 3. For update. 3176 only the Turonian part is shown.

Download (905KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. VGP trajectories for different age sections: (a) – early–middle Turonian; (b) – late Turonian–Coniacian; (c) – early(?)–late Santonian; (d) – late Santonian; (e) – end of the Late Santonian; (e) – Santonian–Campanian boundary interval. Legend: initial (1) and final (2) points of VGP trajectories.

Download (2MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».