Литогенез венд-кембрийских отложений Юго-Западного склона Байкитской антеклизы (по результатам изучения разреза Иринчиминской параметрической скважины 155 в Восточной Сибири)

12. Potseluev А.А., Babkin D.I., Kotegov V.I. The Kalguty Complex Deposit, the Gorny Altai: Mineralogical and Geochemical Characteristics and Fluid Regime of Ore Formation // Geology of Ore Deposits. - 2006. - V. 48. - № 5. - P. 384-401 [in Russian],

13. Поцелуев A.A., Котегов В.И., Акимцев В.А. Графиты Калгу-тинского редкометалльного грейзенового месторождения (Горный Алтай) // Доклады РАН. - 2004. - Т. 399. - № 2. -С. 241-244.

14. Взрывные кольцевые структуры щитов и платформ / В.И. Ваганов, П.Ф. Иванкин, П.Н. Кропоткин и др. - М.: Недра, 1985.

- 200 с.

15. Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Выставной С.А. и др. Геоло-го-геофизическая модель формирования Калгутинской рудномагматической системы (Южный Алтай) // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 4. -С. 38-42.

16. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Геология рудных месторождений. -2001.-Т. 43,-№4.-С. 291-307.

17. Дашкевич Г.Э., Морцев Н.К., Боровиков А.А. Эксплозивные брекчии на Калгутинском месторождении (Горный Алтай) // Петрология, геохимия и рудоносность интрузивных комплексов юга Сибири. - Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1991. - С. 44-49.

18. Степанов О.А. Взрывной механизм формирования структур центрального типа // Советская геология. - 1989. - № 12. -С. 95-104.

19. Поцелуев A.A., Бабкин Д.И., Котегов В.И. Состав и закономерности распределения газов в кварцах Калгутинского редкометалльного месторождения // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - № 2. - С. 36-43.

20. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974. - 991 с.

21. Воробьев A.A. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. - 1970. - № 12. - С. 3-13.

Поступила 20.11.2006 г.

УДК 552.5

ЛИТОГЕНЕЗ ВЕНД-КЕМБРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДНОГО СКЛОНА БАЙКИТСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

Н.Ф. Столбова, О.В. Бетхер*, Ю.В. Киселев, В.А. Кринин**

Томский политехнический университет E-mail: StolbovaNF@ign.tpu.ru *Томский государственный университет **ЗАО «Ванкорнефть», г. Красноярск

Рассмотрены результаты изучения обстановок осадконакопления и последующих диагенетических, катагенетических и наложенных эпигенетических преобразований пород в разрезе. Проявление в разрезе эпигенетических изменений пород и распространение битумоидов указывают на перспективность территории на нефтегазоносность.

Изучение литогенетических особенностей образования осадочных толщ необходимо для оценки перспектив нефтегазоносности исследуемой территории. Иринчиминская параметрическая скважина пробурена на площади Тохомской подзоны Тохомо-Оленчиминской фациальной зоны юго-за-падного склона Байкитской антеклизы Восточной Сибири и изучена с применением комплексной литолого-петрографической, минералого-геохи-мической и люминесцентно-микроскопической технологии [1]. Исследования выполнены в петро-лого-геохимической лаборатории Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета. Вскрытые скважиной отложения исследовались по образцам керна и шлама, отобранным соответственно, через 1...2 м и 5... 10 м. Керн изучен в интервалах вскрытия усолъской

- 2347...2385 м, тэтэрской (У-€ш) - 2479...2500 м, собинской (У,ь) - 2500...2530 м, катангской (УИ8) -

2567...2597 м, колымовской (У^,) - 2650...2672 м, оморинской (К3-У^ - 2672...2809 м и вельминской

(К3-У?1) - 2837...2849 м свит. Шлам изучен из отложений бельской (инт. 1830...1902 м), усолъской (1905...2460 м) и других свит из интервалов, по которым отбор керна не проводился.

Породы вельминской свиты (инт. 2809...2869 м) представлены красновато-коричневыми мелкосреднезернистыми слоистыми песчаниками. По составу это полевошпато-кварцевые граувакки со скоплениями слюдистых минералов по плоскостям наслоения, с конформными структурами зерновых контактов с доломитовым, кварцевым и слюдистогидрослюдистыми цементами (рис. 1). Сортировка терригенного материала средняя. В составе обломков преобладают кварц, микроклин и калишпат-пертит, альбит, встречаются обломки кварцитов, вулканитов, слюдистых сланцев.

Среди песчаников отмечаются прослои бурых, красно-коричневых алевролитов, аргиллитов и их переходных разновидностей. Наклон прослоев

3...50. Алевролиты и алевроаргиллиты преобладают в верхней части свиты.

Породы свиты формировались в достаточно активной мелководной (близкой к береговой линии) хорошо аэрируемой среде. При этом накапливались обломочные разновидности с мелким, хорошо сортированным и окатанным терригенным материалом.

Обломки сцементированы различными аути-генными минералами, среди которых часто присутствует гематит (рис. 1), что указывает на развитие при литификации песчаников и алевролитов окислительных обстановок. Однако тонкая сыпь органического вещества (ОВ), присутствующая в цементирующих агрегатах, по-видимому, способствовала образованию глауконитов и зеленых хлоритов, формирующихся в восстановительных условиях. Эти минералы нередко сопровождают крас-но-бурые гематитизированные породы, образуя в ряде случаев зеленоватые пятна, тонкие слойки и линзочки. В верхних частях разреза свиты их становится больше и они придают породам яркий зеленоватый оттенок.

Породы оморинской свиты с перерывом залегают на отложениях вельминской свиты. Они представлены песчаниками, обломочно-сульфатно-карбо-натными породами, доломитами, слюдистыми алевролитами и аргиллитами. В кровле и подошве фиксируются пласты плотных сероцветных доломитов мощностью 8...9 м, неравномерно обогащенных ангидритом и содержащих примеси глинистого, алевритового и псаммитового материала (рис. 2).

Алевролиты в отложениях свиты неравномерно глинистые, иногда песчанистые, доломитистые и ангидритистые. Аргиллиты также содержат песчаный, редко ангидритовый и доломитовый примесный материал. Прослои песчаников зеленовато-се-рые, розовато-серые, иногда красновато-коричне-вые. Они неравномерно обогащены ангидритом (рис. 3), доломитом и глинистым веществом. По составу песчаники полевошпато-кварцевые, иногда крепкие сливные кварцитоподобные. Мощность прослоев изменяется от 0,5 до 1,5...2 м.

При формировании нижних частей свиты сохраняются динамичные обстановки, характерные для областей источников сноса.

Диагенетические преобразования пород сопровождаются гематитизацией цемента, слабым проявлением процессов захоронения ОВ. Вверх по разрезу окислительные режимы литификации осадков сменяются слабовосстановительными и восстановительными с накоплением тонкорассеянного сапропелевого ОВ, глауконита и зеленого хлорита.

Скорость накопления обломочного и глинистого материала в разрезе периодически снижается. При этом происходит увеличение солености и щелочности вод, среди осадков повышается доля глинисто-доломитовых и чисто доломитовых разновидностей с преобладанием тонкослоистых и па-раллельно-слоистых текстур, свидетельствующих о стабилизации динамических обстановок седиментации и смене их застойными условиями среды ос-адконакопления. Последние способствуют разви-

тию восстановительных реакций, сульфат-редук-ции, глубокому разложению органического вещества. В связи с этим, в породах возрастает количество карбонатных и сульфатных минералов, появляются галоидные постседиментационные диагенетические образования, а также глобулярный и кристаллический пирит.

В заметных количествах накапливается захороненное ОВ, представленное комочками и пятнистыми стяжениями во внутренних частях кристаллизующегося доломита, а также линзами и тонкими прослоями в породах. Тонкорассеянные формы захороненного ОВ нередко подчеркивают его первичную органогенную биоморфную и водорослевую природу.

Породы колымовскойсвиты (инт. 2597...2672,4 м) сложены в основном красноцветными (за счет ге-матитизации - рис. 4) песчаниками, алевролитами, аргиллитами и их переходными разновидностями. Изредка отмечаются тонкие пропластки сероцветных глинистых доломитов неравномерно ангидри-тизированных (до доломито-ангидритов), иногда окремненных. Псаммитовый материал в них присутствует в виде примеси полевошпато-кварцевого состава (до 5...15 %) с преобладанием кварца.

Для алевритистых аргиллитов и глинистых алевролитов характерна трещиноватость, иногда с зеркалами скольжения по плоскостям трещин.

Породы катангской свиты (инт. 2564...2597 м) с перерывом залегают на отложениях колымовской свиты. Разрез представлен переслаиванием серых, темно-серых, иногда коричневатых доломитов и темно-серых и черных глинистых доломитов. Отмечаются пятна белого сахаровидного ангидрита, линзы черно-коричневых кремней, прослои крас-но-бурых и пестроцветных мергелей.

Тонкая параллельная, слабоволнистая слоистость пород подчеркивается прослоями различной окраски. В отложениях свиты преобладают волнистые, косослоистые, линзовиднослоистые текстуры, что свидетельствует об активной динамике среды в период формирования осадков. Параллельные тонкослоистые текстуры указывают на более устойчивые условия накопления и литификации осадков.

Особенности состава и напластования пород по разрезу указывают на дефицит обломочного материала в период седиментации, на перерывы в накоплении осадков, проявления конседиментацион-ных деформаций (рис. 6).

Диагенетические преобразования пород изменялись - окислительная кислая среда способствовала отложению гематита в обломочных породах, а смена ее щелочной, восстановительной, сопровождалась формированием глинисто-доломитовых, кремни-сто-доломитовых и ангидритовых цементов (рис. 7).

Среди пород свиты часто фиксируются доломиты, обогащенные тонкорассеянным углеродистым веществом. Особенности распределения вещества позволяют предполагать его первичную водоросле-

Рис. 1, Шлиф. Николих. Песчаник (полевошпатово-кварце-вая граувакка) гидрослюдизированный (1) с гематитом (2). Видны конформные структуры зерновых контактов (3). Вельминская свита. Скв. Иринчимин-ская 155П. Гл. 2847 м

Рис. 4. Шлиф. Николи х. Песчаник разнозернистый с кварцевым регенерационным (1) и гематитовым контурным (2) цементами. Колымовская свита. Скв. Ирин-чиминская 155П. Гл. 2652,9 м

Рис. 2. Шлиф. Николи х. Доломит-ангидритовая порода со сферокристаллами ангидрита (1) и ромбовидными кристаллами доломита зонального строения (2). Омо-ринская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2682,2 м

Рис. 5, Шлиф. Николи х. Алеврито-песчаная линза в доломите (1). Видны оолитовые образования доломита (2) и обломки ангидрита (3). Катангская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гп. 2586,7 м

Рис. 3. Шлиф. Николи х. Песчаник олигомиктовый с угле во -дородами, гематитизированный (1) с ангидритовым пойкилитовым (2) и кварцевым регенерационным (3) цементами. Видны конформные и инкорпорационные структуры зерновых контактов. Оморинекая свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гп. 2730 м

Рис. 6. Шлиф. Николи х. Доломит глинистый (1) с примесью алевро-псаммитового материала (2) и признаками конседиментационной деформации. Трещинки выполнены углеводородами и гидрослюдами. Катангская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2586,7м

Рис. 7. Шлиф. Николи х. Песчаник олигомиктовый среднемелкозернистый с доломитовым поровым кристал -лическизернистым (1) и пойкилитовым базальным ангидритовым (2) цементами. Ангидрит образует гломеробластовые срастания. Катангская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2583,2 м

Рис. 10. Шлиф. Николи х. Доломит кристаллическизернистый комковатый, пятнистый (1), с кристаллобластами ангидрита (2) и стилолитовым швом с углеводородами (3). Тэтэрская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2499,4 м

Рис. 8. Шлиф. Николи х. Доломит оолитовый (1), алеврито-псаммитистый с кристаллобластами ангидрита (2). Со-бинская свита. Скв. Иринчиминская 15511. Гл. 2520,3 м

Рис. 11. Шлиф. Николи х. Порфиробласты ангидрита (1) в кристаллическизернистом доломите (2). Усол ь с ка я свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2360,3 м

Рис. 9. Шлиф. Николи х. Доломит псевдооолитовый (1), песчанистый (2), с ангидритом (3). Собинская свита. Скв. Иринчиминская 1551]. Гл. 2530,0 м

Рис. 12. Шлиф. Николи х. Доломит кристаллическизернистый с хорошо проявленным рассеянным захороненным ОВ, совершенной спайностью, высокопористый (1). Усольская свита. Скв. Иринчиминская 155П. Гл. 2350 м

вую природу в виде строматолитового, реже онко-литового детрита. Породы нередко содержат пирит, свидетельствующий о возникновении восстановительных обстановок диагенеза осадков. В породах свиты повсеместно отмечаются битумоиды, приуроченные к зонам катаклаза.

Отложения собинской свиты (инт. 2500...2564 м) согласно залегают на отложениях катангской свиты. Разрез представлен серыми, темно-серыми мелкокристаллическими доломитами, а также зелено-вато-серыми и светло-серыми, часто пористыми их разновидностями. Отмечаются многочисленные прослои, пятна и линзы серых тонкозернистых ангидритов, прослои алевропесчаников, мелкозернистых полевошпатово-кварцевых и кварцевых песчаников на поровом ангидритовом и доломитовом цементе. Мощность прослоев основных разновидностей пород изменяется от 0,2 до 2...3 м. В интервале 2504...2528 м зафиксированы трещиноватые песчаники с включениями битумоидов.

Отложения свиты формировались преимущественно при очень слабом привносе алюмосили-катного материала в условиях недокомпенсации осадками прогибающегося бассейна. Периодические пополнения бассейна терригенным материалом обусловили образование текстур, напоминающих турбидитовые, а также микротекстур волни-сто-слойчатых, линзовидно-слойчатых с признаками конседиментационной деформации (рис. 8).

Наличие в породах комковатых сферических темных пелитоморфных образований с углеродистым веществом (рис. 8, 9) указывает на существование в осадках значительного количества микрофауны и флоры, а также свидетельствует о колебаниях режима ЕЙ в осадке и о смене окислительной среды диагенеза осадков на слабо восстановительную. В верхних частях разреза свиты отмечаются признаки стабилизации условий осадконакопления: появляются тонкослоистые субпараллельные текстуры, подчеркиваемые глинистым и углеродистым веществом. Условия формирования отложений свиты связаны с уменьшением динамической активности в перемещении терригенного материала, аридизацией климата, увеличением в минеральных агрегатах хе-могенной составляющей. Пелитовый материал пород содержит углеродистое вещество, а также многочисленные комочки, сгустки (1...2 мм) и сферические остатки организмов и их колоний, имеющих зональное сложение. Отложения собинской свиты постепенно сменяются отложениями тэтэрской свиты.

Породы тэтэрской свиты (инт. 2461...2500 м) представлены переслаивающимися серыми, тем-но-серыми, зеленовато-серыми средне-мелкозер-нистыми доломитами с линзообразными включениями ангидрита голубоватого цвета (рис. 10). В разрезе встречаются прослои глинистых доломитов, песчаников, алевропесчаников, полевошпатокварцевых и кварцевых на поровом ангидритовом, иногда доломитовом, цементе. Толщина прослоев колеблется от 2...3 м до 16 м.

Глинистые доломиты и доломитовые мергели имеют темно-серые, серые и зеленовато-серые окраски, неяснослоистые и тонкопараллельнослоистые, реже линзовидно- и волнистослоистые текстуры. Представлены они прослоями, толщиной от 0,4 до 1,5...2 м.

Песчаники преимущественно серого и светлосерого цвета, мелко- и среднезернистые, массивные и слоистые. Толщина их прослоев колеблется от 0,2 до 1,5 м.

Ангидриты серые, светло-серые голубоватые, дымчатые, мелко-среднезернистые с размером зерен от 0,1 до 0,3 мм. Местами они имеют каверноз-но-пористые текстуры. Толщина прослоев изменяется от 0,1 до 0,6 м.

Сохранение средних содержаний глинистых минералов в породах тэтэрской свиты на уровне содержаний собинской свиты свидетельствует о продолжении влияния источников сноса на процессы седиментогенеза, при сохранении тенденции аридизации климата.

Отложения тэтэрской свиты с постепенным переходом перекрываются породами усольской свиты (инт. 1902...2461 м). По литологическому составу усольская свита расчленена на галогенно-карбона-тную подосинскую пачку, безсолевой осинский проницаемый горизонт и мощную надосинскую галогенно-карбонатную толщу.

Подосинская пачка (инт. 2400...2461 м) сложена в основном серыми, темно-серыми доломитами и разнозернистыми ангидритистыми доломитами с прослойками и линзами солей, а также тонкими слойками (первые мм) глинистого вещества и точечными включениями сульфидов. Текстуры пород тонко- и неяснослоистые, линзовиднослоистые, массивные, вкрапленные.

Осинский горизонт (инт. 2340...2400 м) сложен темно-серыми и черными доломитами и доломити-стыми известняками, тонко-среднезернистыми, ангидритистыми, кавернозными и трещиноватыми с прослойками и слойками солей (рис. 11,12). Текстуры пород линзовиднослоистые, редко стилолитовые трещиноватые и кавернозные, структуры - органогенные. Редкие трещинки выполнены битумоидами.

Надосинский горизонт представлен доломитами, глинистыми доломитами, доломитами с ангидритом и солями, различными по структурно-тек-стурным свойствам. Они формировались в условиях аридного типа литогенеза в обстановке окраин крупных рассольных водоемов. Значительная мощность осадков, разнообразие пород и их петрографических особенностей указывают на устойчивое заполнение бассейна рассолами, пели-товым и биогенным веществами, а также периодическое испарение из них влаги, отложение солей и захоронение рассеянного органического вещества.

Диагенетические преобразования пород осуществлялись в резко восстановительной обстановке с повышенной щелочностью при медленном

глубоком разложении захороненного ОВ и превращении его в тончайшую сапропелевую взвесь. Привносимый в бассейн материал обладал высоким содержанием углеродистого вещества, особенно в местах широкого развития глинистых осадков.

Вельская свита изучалась только по шламу. Ее породы представлены преимущественно известковыми доломитами и доломитами с текстурноструктурными особенностями, характерными для усольской свиты. Они формировались в условиях малоактивной среды солеродного периодически выпариваемого бассейна.

Таким образом, формирование отложений изученного разреза происходило в периодически мелеющих водных бассейнах в условиях слабой аэрации среды и постепенной аридизации климата. Это благоприятствовало осолонению вод, формированию эвапоритовых осадков, отмиранию, захоронению и накоплению остатков животного и растительного происхождения [2].

Диагенез обломочно-глинистых и эвапоритовых отложений, насыщенных органическим веществом и микроорганизмами (сферолитовые, комковатые структуры), проходил в динамически спокойных обстановках в условиях смены режимов pH

- от нормальных к щелочным и ЕЙ - от окислительных (вельминская и оморинская свиты) к переходным закисным (собинская свита) и затем к резко восстановительным (тэтэрская, усольская и белье кая свиты). Застойные обстановки, уменьшение ЕЙ и увеличение pH способствовали глубокому разложению, полимеризации и захоронению ОВ [3-5]. Периодическое проявление резко восстановительных обстановок способствовало увеличению доли нефтегенерирующего керогена типа II среди других форм захороненного ОВ и повышению нефтематеринского потенциала пород и проявления синбитумоидов (усольская свита, инт.

2295...2360 м).

Катагенетические изменения пород изученного разреза выразились в их уплотнении, раскристал-лизации тонкодисперсного материала, частичном окислении синбитумоидов, уменьшении первичного седиментационного пустотного пространства,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Столбова Н.Ф., Киселев Ю.В., Бетхер О.В., Столбов Ю.М. Литогеохимические особенности разреза восточного борта Боль-шехетской впадины (по результатам изучения Туколандо-Ва-динской параметрической скважины 320) // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 5. -С. 43-47.

2. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. - М.: Гос. научно-техн. изд-во литературы по геологии и охране недр, 1963. - 535 с.

3. Теодорович Г.И. Учение об осадочных породах - Л.: Госгеолте-хиздат, 1958. - 572 с.

что иногда способствовало формированию локальных флюидоупоров в доломитах усольской (инт.

2393...2405 м) и собинской (инт. 2505...2508,3) свит.

Эпигенетические изменения пород, протекавшие в условиях дислокационных преобразований пликативного и катакластического характера и сопровождающей их флюидомиграции, проявились в перераспределении и миграции наиболее подвижных компонентов, перекристаллизации, укрупнении или частичном растворении отдельных зерен минералов, появлении зональности в их строении, а также в формировании порового и кавернозного пространства. Образующиеся трещины, стилоли-товые швы и поры заполнялись миграционными битумоидами преимущественно маслянисто-смо-листого состава.

Изучение литогенеза рифей-венд-кембрийских отложений юго-западного склона Байкитской ан-теклизы показало, что их седиментация в условиях постепенной аридизации климата, благоприятные обстановки накопления органического вещества и его преобразования в восстановительных геохимических фациях диагенеза до нефтегенерирующего керогена типа II и проявления сингенетических битумоидов, а также эпигенетические процессы, сопровождаемые сквозной миграцией эпибитумо-идов, указывают на их перспективность и предполагает необходимость продолжения их разбурива-ния и исследования.

Выводы

Детальное изучение рифей-венд-кембрийских отложений юго-западного склона Байкитской ан-теклизы позволило охарактеризовать фациальные особенности осадконакопления. Установлено, что формирование отложений сопровождалось диаге-нетическими, катагенетическими преобразованиями пород и последующими их изменениями в результате развития процессов наложенного эпигенеза и миграции углеводородных флюидов. Наличие в разрезе нефтематеринских и эпигенетически преобразованных пород, сквозное проявление битумоидов, свидетельствуют о перспективности района исследования на нефтегазоносность.

4. Теодорович Г.И. О минералого-геохимических особенностях первичных нефтеносных и рассеянно-битуминозных свит //В кн.: Минералогия и фации битуминозных свит ряда областей СССР / Под ред. Н.М. Страхова. - М.: Изд-во АН СССР, 1962.

- С. 61-77.

5. Япаскурт О.В. Проблемы учения о литогенезе // Проблемы литологии, геохимии и осадочного рудогенеза. - М.: МАЙК «Наука/Интерпериодика», 2001. - С. 9-26.

Поступила 19.12.2006 г.