Литология и палеогеография нижней юры Енисей-Хатангского бассейна

УДК 552.08:549.08 О.Н. Злобина

ИНГГ СО РАН, Новосибирск

ЛИТОЛОГИЯ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ НИЖНЕЙ ЮРЫ ЕНИСЕЙ-ХАТАНГСКОГО БАССЕЙНА

В рамках проекта «Составление модели осадочного разреза Енисей-Хатангского прогиба по данным литолого-геохимических исследований кернового материала скважин глубокого бурения» автором были изучены строение и состав нижнеюрских отложений. Реконструкция разрезов проводилась с использованием геофизических, литологогеохимических и палеонтологических данных.

O.N. Zlobina

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS (IPGG),

Acad. Koptyug av.3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation

LITHOLOGY AND PALEOGEOGRAPHY OF LOWER JURASSIC DEPOSITS OF YENISEI-KHATANGA BASIN, SIBERIA

Within the framework of the federal project “Creation of the model of the sedimentary section of Yenisei-Khatanga depression from data on the lithological-geochemical studies of the cores in the deep boreholes” structure and composition of the Lower Jurassic deposits were studied. The reconstruction was carried out on the basis of geophysical, lithological-geochemical and paleontological data.

Актуальность изучения мезозойских осадочных толщ в Енисей-Хатангском бассейне связана с поисками, разведкой и разработкой месторождений нефти и газа. Разрезы, вскрытые скважинами в западной (Усть-Енисейской) части, сопоставляются исследователями, как правило, с отложениями Гыданского полуострова и Пур-Тазовского междуречья на территории Западной Сибири. Мезозойские толщи восточной части Енисей-Хатангского бассейна (бассейны рек Хета, Хатанга) стратифицируются и коррелируются в соответствии с основными результатами, полученными при изучении разрезов севера Средней Сибири (устья рек Анабар, Оленек, Лена и др.). В данной работе рассматриваются результаты литологического изучения нижнеюрских отложений Енисей-Хатангского бассейна и палеогеографические реконструкции, выполненные автором в рамках федерального проекта «Составление модели осадочного разреза Енисей-Хатангского прогиба по данным литолого-геохимических исследований кернового материала скважин глубокого бурения» под руководством академика А.Э. Конторовича.

Согласно опубликованным данным М.Е. Каплан, И.В. Школы, В.Н. Зенкова, М.К. Калинко и др. геттанг-синемюрские отложения на севере Средней Сибири представлены двумя основными фациальными комплексами: прибрежно-морским и морским. Бассейновые осадки нижней части берегового склона вскрываются в обнажениях м. Тумул, в устье р.

Оленек. Это коричневатые аргиллиты (толщиной 56 м) с прослоями алевролитов, включениями фаунистических остатков, конкрециями пирита и глинистого известняка, иногда со структурой «конус в конусе». Восточнее, в разрезах бассейнов рек Эекит, Молодо и Моторчун наблюдаются прибрежноморские фации, представленные толщей (мощностью 40-50 м) желтых песков, алевритов с единичными прослоями алевритистых глин, аргиллитов (мощностью 3-8 м) и линзовидными прослоями конгломератов в основании. В осадках отмечаются включения хорошо окатанной гальки, валунов, глинистого и углистого интракластического материала, сидеритовых и глинисто-известковых конкреций. Текстуры косо- и волнистослоистые. Аналогичные породы большей мощности (до 125 м) зафиксированы к западу от морских глинистых осадков в разрезах на Нордвикской площади и в бассейне р. Анабар. По данным З.З. Ронкиной и М.А. Левчука в западной приустьевой части р. Анабар геттанг-синемюрские отложения толщиной до 120 м несогласно налегают на породы верхнего триаса. Это преимущественно зеленовато-серые алевролиты с прослоями зеленоватосерых мелкозернистых песчаников и реже глин с включениями пирита и раковин двустворчатых моллюсков. Характерно присутствие толстостенных пелеципод, обитающих в полосе прибоя и сильных течений. Алевролиты и песчаники содержат рассеянную гальку осадочных, основных и кислых изверженных пород, а также многочисленные известковистые конкреции. В основании толщи имеются прослои и линзы мелкогалечного конгломерата мощностью 10-30 м. Вверх по разрезу, в отложениях нижнего плинсбаха количество песчаного материала постепенно возрастает. Таким образом, можно было бы предполагать, что в начале юрского периода значительные по объёму источники сноса располагались западнее бассейна р. Анабар, в том числе в восточной части Енисей-Хатангского прогиба. К такому выводу пришли авторы работы «Палеогеография центральной части Советской Арктики» (1967) и составители Атласа «Литолого-Пелеогеографических карт» (1968). Они считали, что Енисей-Хатангский бассейн в геттанг-синемюрское время представлял собой низменную нерасчленённую равнину, по северному и южному бортам которой возвышались плато и нагорья. Представления изменились в связи с бурением скважин в среднем течении р. Новая (Балахнинская и др. площади). Новые скважины вскрыли преимущественно алеврито-глинистые отложения нижней юры, которые, по мнению некоторых исследователей, составляют более 1 300 м. Дискуссионность расчленения этой толщи, связана с особенностями каротажа. В результате реконструкции разрезов по данным ГИС установлены участки мощностью более 500 м с однообразным строением и составом (например, в скважине № 2 в интервале глубин 2 007-2 790 м). Эти выводы подтверждаются литологическими исследованиями кернового материала.

Разрез зимней свиты (геттанг-синемюр-нижний плинсбах) изучен в в интервале глубин 2 792,4-3 120 м. В подошве свиты (интервал 3 110-3 120 м) залегают алевролиты (толщиной до 3 м) серые зеленоватые разнообломочные с интракластами темно-коричневых аргиллитов с редкими включениями

тонкого углефицированного растительного детрита (УРД) массивные. В породах присутствует тонко рассеянный пирит, следы жизнедеятельности. Разнообломочные алевролиты перекрываются пачкой (толщиной до 2,5 м) переслаивающихся алевролитов серых зеленоватых мелкообломочных глинистых и аргиллитов темно-серых алевритистых. Отмечаются включения пирита неопределённой формы, на поверхности керна пятна ярозита. Слойчатость неравномерная тонкая линзовидная. Присутствуют ихнофоссилии, выполненные более крупнообломочным алевритовым материалом, иногда пиритизированные. В переслаивании также зафиксированы прослои алевролитов серых голубоватых мелкообломочных и в значительной степени доломитизированных пород. В верхней части интервала залегают аргиллиты (толщиной до 4,5 м) темно-серые коричневатые полностью биотурбированные. Следы жизнедеятельности крупные вертикальные с боковыми линзовидными ответвлениями выполнены серым голубоватым алевритом. В подошве интервала 3 000-3 015 м вскрываются алевролиты (толщиной 5 м) темно-серые зеленоватые мелкообломочные глинистые с включениями тонкого УРД, редкими мелкими интракластами углисто-глинистого состава. Слойчатость частая тонкая субгоризонтальная, полого косоволнистая, обусловленная намывами УРД. Слойчатость более высокого порядка, вероятно, таблитчатая, отмечается чередование горизонтальных и пологокосых серий. В кровле залегают аргиллиты (толщиной до 10 м) серые, темно-серые алевритистые с включениями пирита, редко УРД. Слойчатость волнистая, прерывистолинзовидная, образованная намывами алевритового материала (толщиной до 0,01 м). Отмечаются следы размыва, редко субвертикальные следы

жизнедеятельности, диаметром до 1 см. В интервале 2 792,4-2 800,4 м наблюдается переслаивание алевролитов серых мелкообломочных, участками разнообломочных и алевролитов темно-серых мелкообломочных глинистых, прослоями до алевро-аргиллитов. Часто фиксируются поверхности размыва, в серых алевролитах отмечаются включения глинистых интракластов. Слойчатость прерывистая, пологонаклонная, линзовидная. Характерны включения пирита, намывы УРД на плоскостях наслоения. Биотурбация проявлена слабо. В кровле интервала залегают аргиллиты темно-серые, местами со слабым буроватым оттенком с линзами и прослоями светлосерого алевролита. Слоистость плохо выраженная, прерывисто-линзовидная, за счет чередования более темных и более светлых разностей. Возможно, присутствует сидеритизация, в редких случаях зафиксирован УРД.

По результатам рентгеноструктурного анализа фракции < 0,002 мм в составе глинистого вещества пород преобладает слюда типа 2М1 часто с малой примесью слюды 1М, в сумме от 40 до 75 %. Хлорит составляет 1020 %., каолинит - от 10 до 25 %. Количество смешанослойных минералов типа иллит/смектита варьирует от 5 до 20 %. Среди минералов примесей отмечаются кварц, полевые шпаты, сидерит, пирофиллит, гидраргиллит и пирит. По результатам атомно-абсорбционного анализа в зимней свите наблюдаются значительные вариации в содержании Cd (0,034-0,29 г/т), Си

(22-66 г/т), N (58-101 г/т), Сг (86-145 г/т), Мп (421-1320 г/т), V (78-124 г/т), Бг (70-120 г/т), Ва (154-222 г/т). В кровле интервала 3000-3015 м концентрация Мо увеличивается до 7,8 г/т. По комплексу признаков установлено, что зимняя свита на Балахнинской площади формировалась в зоне сублиторали на значительном удалении от берега.

Выше в разрезе Балахнинской скважины № 2 в интервале 2 550-2 792 м выделяется левинская свита. Согласно данным каротажа и керновому материалу из интервалов 2 789,7-2 792,4 и 2 550,5-2 558,7 м свита полностью сложена аргиллитами темно-серыми до черных с редкими слойками алевролитов серых, светло-серых, мелкообломочных. Текстуры массивные, участками линзовидно-, волнистослойчатые, за счёт чередования разных типов пород. На плоскостях наслоения присутствует УРД, характерны стяжения пирита и сидерита. Вероятно, присутствуют субгоризонтальные трещинки растворения, дезинтегрирующие породы на плитки толщиной, в среднем, по 0,01 м.

Аналогичные, преимущественно алеврито-глинистые разрезы нижней юры прослеживаются в северо-восточном направлении в скважинах Владимирской площади и далее в береговых обрывах западного побережья Хатангского залива, где они составляют 280 м (Шурыгин, Левчук, 1982).

В западной части Енисей-Хатангского бассейна зимняя и левинская свиты выделяются по данным каротажа в единичных скважинах, более широкое распространение имеет залегающая выше шараповская свита. На Сузунской площади в скважине № 4 в нижней части интервала 4 166-4 177 м вскрываются песчаники серые, светло-серые, мелкообломочные (толщиной 0,55 м) с включениями УРД (в подошве слоя обильного), со стяжениями пирита и сидерита. Текстуры полого-косослойчатые, тонко линзовидно-, слабо волнистослойчатые. Слойчатость неравномерная (на одних участках частая, на других - редкая), обусловленная намывами УРД, в меньшей степени глинистого материала. Выше залегает пачка переслаивающихся пород (толщиной 2,2 м). Наблюдается частое переслаивание алевролитов светло-серых, серых крупно-разнообломочных с алевролитами темно-серыми мелкообломочными глинистыми с включениями УРД (иногда сидеритизированными). В кровле слоя доля более светлых алевритовых разностей увеличивается до 65 %, отмечаются прослои алевролитов (толщиной до 3,5 см) серых крупнообломочных песчанистых. Слойчатость, преимущественно, частая тонкая горизонтальная, линзовидная, обусловленная чередованием разных типов пород, намывами УРД. В алевролитах светло-серых наблюдаются мелко косослойчатые текстуры. На некоторых уровнях фиксируются разрывы глинистых слойков с небольшим смещением их фрагментов, промоины. Деформативные текстуры связаны также с биотурбацией и смятием слойков.

Пачка перекрывается следующим ритмом с пластом песчаника толщиной 2,16 м в основании. Песчаники светло-серые, серые среднемелкообломочные алевритистые, на отдельных уровнях алевритовые до алевро-песчаников, с включениями тонкого УРД (обильного на плоскостях

наслоения в кровле слоя), тонких стяжений сидерита. Слойчатость неравномерная, сгущающаяся к кровле, тонкая волнисто-линзовидная, иногда неправильная расщепляющаяся, образованная намывами углисто-глинистого материала. Отмечаются мелкие ихнофоссилии - субгоризонтальные норки линзовидной формы. На некоторых уровнях наблюдаются мелко косослойчатые текстуры («перистая» слойчатость).

Интервал завершается разнопорядковым переслаиванием разных типов алевролитов, общей толщиной 2,24 м: светло-серых крупнообломочных песчанистых, серых разнообломочных, темно-серых мелкообломочных глинистых. Слоистость более высокого порядка, вероятно, линзовидная, горизонтальная. Тонкая слойчатость частая горизонтальная, линзовидная, мелкая косая, нарушенная следами жизнедеятельности бентосных организмов. В подошве слоя преобладают темно-серые разности, в средней части и кровле серые, светло-серые. Характерны включения УРД, количество которого к кровле интервала значительно уменьшается, на плоскостях наслоения преобладает глинистый материал. Для этого уровня характерны линзы неправильной изогнутой формы, состоящие из фрагментов «пучков» приливно-отливной зоны. Отмечаются включения неясного генезиса с ореолами окисления вокруг них (возможно пиритизированные ихнофоссилии).

В составе глинистого вещества левинской свиты по данным рентгеноструктурного анализа фракции < 0,002 мм преобладает слюда типа 2Мі часто с малой примесью слюды 1М, в общем, - от 50 до 70 %. Железомагниевый хлорит составляет 10-15 %. Содержание каолинита постепенно снижается от 15 % в левинской, до его полного исчезновения в кровле шараповской свит. Количество смешанослойных минералов типа иллит/смектит варьирует от 5 до 10 %. Среди минералов примесей отмечаются кварц, полевые шпаты, сидерит, пирофиллит. По результатам атомно-абсорбционного анализа в левинской и шараповской свитах наблюдаются значительные вариации в содержании Cd (0,041-0,13 г/т), Сг (94-139 г/т), Mn (701-1900 г/т), V (89-131 г/т), Sr (87-116 г/т), Ba (217-457 г/т). Относительно постоянно количество Cu (35-47 г/т) и Ni (57-68 г/т).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шурыгин Б.Н., Левчук М.А. Нижне-среднеюрские отложения мыса Цветкова (Восточный Таймыр) // Геология и нефтегазоносность Енисей-Хатангского седиментационного бассейна. - М.: Наука, 1982. - С. 118-142.

© О.Н. Злобина, 2010