ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2015, № 2, с. 113-128
УДК 550.93:553.83
ЭВОЛЮЦИЯ ИСТОЧНИКОВ СНОСА ТРИАСОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ АРХИПЕЛАГА ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА: U/PB LA-ICP-MS ДАТИРОВАНИЕ ОБЛОМОЧНОГО ЦИРКОНА ИЗ СКВАЖИНЫ СЕВЕРНАЯ
© 2015 г. А. В. Соловьев1, 6, А. В. Зайончек12, О. И. Супруненко2, Х. Брекке3, Дж. И. Фалеиде4, Д. В. Рожкова1, А. И. Хисамутдинова1, Н. М. Столбов2, Дж. K. Хоуриган5
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: fission-track@mail.ru 2Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана
190121 Санкт-Петербург, Английский проспект, 1 3Норвежский нефтяной директорат, Ставангер, Норвегия 4Университет Осло, Норвегия 5Университет Калифорнии, Санта-Круз, США 6ОАО "Росгеология" 117246 Москва, ул. Херсонская, 43, корп. 3 Поступила в редакцию 08.04.2013 г.
Проведен морфологический анализ и U/Pb LA-ICP-MS датирование обломочного циркона (400 определений возраста) из 4 образцов керна триасовых отложений, вскрытых скважиной Северная (остров Греэм-Белл, архипелаг Земля Франца-Иосифа). Показано, что в источниках сноса преобладали высокоглиноземистые граниты. По данным U/Pb LA-ICP-MS датирования циркона, реконструирована эволюция источников сноса в северной части Баренцевоморского региона. Главным источником кластического материала для Северо-Баренцевоморского осадочного бассейна в среднем-позднем триасе являлись породы Уральского складчатого пояса. Терригенный материал, по-видимому, также поступал с Восточно-Европейского кратона (Балтика), тиманид, Таймыра и образований Сибирского плюма. Основной снос происходил с юга, юго-востока. От начала среднего к концу позднего триаса влияние неопротерозойских источников систематически убывает, а каледонских возрастает.
DOI: 10.7868/S0024497X15020056
Архипелаг Земля Франца-Иосифа является одним из ключевых объектов для реконструкции истории триасового осадконакопления на севере Баренцевоморского региона (рис. 1). Эти исследования имеют как научное, так и прикладное значение в связи с наличием значительных запасов углеводородов в Баренцевом море. Реконструкция возраста и состава источников сноса обломочного материала для триасовых отложений Арктики является актуальной задачей, активно обсуждаемой в научной литературе в последнее десятилетие [Miller et al., 2006; Pease et al., 2007; Петров, 2010; Bue et al., 2011; Omma et al., 2012; Miller et al., 2013; Bue, Andersen, 2013]. Определение возраста единичных зерен прецизионными геохронологическими методами открывает новые возможности для изучения терригенных пород. Циркон — минерал, широко распространенный в обломочных породах и весьма устойчивый к выветриванию и разрушению. Для датирования отдельных обломочных зерен циркона применен U/Pb LA-ICP-MS метод [Gehrels, 2011; и др.]. Их морфология несет важную информацию об ис-
точниках сноса [Zircon, 2003], а типоморфизм [Pupin, 1980; Belousova et al., 2006] позволяет определить физико-химические условия (температура, давление, агпаитность) образования размываемых комплексов. В данной работе проведено комплексное изучение возраста, типоморфиз-ма и внутреннего строения зерен обломочного циркона для характеристики источников сноса и проведения региональных палеогеографических реконструкций.
ТРИАСОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ БАРЕНЦЕВОМОРСКОГО РЕГИОНА
Изучению шельфа арктических морей в последнее время уделяется большое внимание. Мезозойские отложения в пределах Баренцевомор-ского региона изучены достаточно хорошо по материалам параметрического и морского бурения [Грамберг и др., 1985; Бро и др., 1989]. На суше триасовые отложения изучены на архипелаге Шпицберген [Пчелина, 1985; M0rk, 1999], на островах Медвежий и Надежды [Пчелина, 1985], на
180°
Рис. 1. Схема тектонического строения Западной Арктики [Ошша е! а1., 2011].
1 — ледники Гренландии; 2 — суша; 3—5 — глубины моря, м: 3 — 0—400, 4 — 400—3500, 5 — >3500; 6 — тектонические границы; 7 — предполагаемые тектонические границы; 8 — поля базальтов и вулканические пояса (<252 млн лет); 9 — до-кембрийские щиты; 10—13 — орогены: позднепалеозойский—раннемезозойский Герцинский (Уральский), 11 — ранне-палеозойский Элсмирский, 12 — раннепалеозойский Каледонский, 13 — неопротерозойский—кембрийский Тиман-ский; 14 — расположение скважины Северная на острове Греэм-Белл, архипелаг Земля Франца-Иосифа.
западе архипелага Новая Земля [Устрицкий, 1981], в скважинах параметрического бурения на архипелаге Земля Франца-Иосифа [Преображенская и др., 1985]. Триасовые отложения норвежской части Баренцева моря изучены по морским скважинам [Б觧е, Fanavo11, 1995; М0гк, 1999]. Мощность триасовых отложений варьирует от 690 до более чем 3800 м [Басов и др., 2009]. В пределах Баренцевоморского региона триасовые отложения представлены терригенными разнофа-
циальными осадками с прослоями и конкрециями карбонатов.
В 70-е годы прошлого века на островах архипелага Земля Франца-Иосифа были пробурены три параметрические скважины — Нагурская, Северная и Хейса [Грамберг и др., 1985]. Северная скважина заложена на острове Греэм-Белл архипелага Земля Франца-Иосифа и достигла глубины 3523 м, но не вышла из отложений триасового возраста [Преображенская и др., 1985; Dypvik е! а1., 1998].
Рис. 2. Фрагмент разреза скважины Северная, архипелаг Земля Франца-Иосифа [Преображенская и др., 1985, Dypvik е! а1., 1998] с изменениями.
1—4 — породы: 1 — аргиллиты, 2 — песчаники, 3 — алевролиты, 4 — изверженные; 5—6 — тип цемента: 5 — кальцитовый, 6 — доломитовый; 7—12 — текстуры пород: 7 — слоистая, 8 — перекрестно-косая, 9 — бугристо-перекрестная косая, 10— следы биотурбации, 11 — текстура нагрузки, 12 — знаки ряби; 13 — фауна, 14 — растительный детрит, 15 — растительные останки; 16—17 — конкреции: 16 — пиритовые, 17 — сидеритовые; 18 — слюда; 19 — уголь; 20 — номера образцов, отобранных для анализа зерен обломочного циркона.
н н
ИЗ о
се Ч
^ ж
8 ®
« %
-228
-235
-242
св Я
ю ^ ч
1-ч
500
915
1000
1500
2000 2012
2500 2530
3000
3500
1-С
о ч
8
•С633
С1040
■■■■и■:■:■: ■:■:■:■:
• С2073
12
3
4
—"м-
С2688
а
- — !Г
№
м
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15
16
17
18 19
■С1040 2 0
Забой 3525
Скважиной Северная вскрыты породы верхнего и среднего триаса (см. рис. 1, 2). В верхнетриасовой толще выделены глинисто-алевритовые отложения норийского и рэтского ярусов и преимущественно песчано-алевритовые карнийского яруса с прослоями углистых пород и линзами каменных углей [Грамберг и др., 1985]. В среднетриасовой толще преобладают алеврито-глинистые разности ладинского и анизийского ярусов. Скважина вскрыла шесть интрузивных тел мощностью от 5 до 87 м (см. рис. 2). Изверженные породы представлены долеритами, микродолеритами, микропегматитовыми габбро и оливиновыми габбро-долеритами [Грамберг и др., 1985]. В разрезе скважины на различных стратиграфических уровнях присутствуют песчаники (см. рис. 2), что позволило отобрать образцы для анализа тяжелой фракции и детального исследования зерен обломочного циркона. Образцы керна были взяты с разных глубинных и стратиграфических уровней (см. рис. 2).
Образец С2688 отобран с глубины 2688 м из песчаников, возраст которых определен как Т2 (верхний анизий); образец С2073 (песчаник) — с глубины 2073 м из обломочных пород с возрастом Т2 (верхний ладин); образец С1040 — с глубины 1040 м из псаммитов позднетриасового возраста (Т3 — верхний карний) [Преображенская и др., 1985, Dypvik е! а1., 1998]; образец С633 (алевро-песчаник) — с глубины 633 м, а возраст отложений принят как Т3 (верхний норий).
Образцы представляют собой средне-крупнозернистые полимиктовые песчаники, по составу соответствующие полевошпат-кварцевым (обр. С2688) и кварц-полевошпатовым граувак-кам (обр. С1040), состоят из кварца (30—40%), полевых шпатов (25—35%), обломков пород (15— 40%), слюды (5%), органического вещества (5%) и акцессорных минералов. Встречаются как хорошо окатанные зерна кварца, так и зерна неправильной формы, границы зерен корродированы. Преобладает монокристаллический кварц с прямым, реже волнистым угасанием, встречается поликристаллический кварц, он всегда плохо окатан, с волнистым и мозаичным угасанием. Полевые шпаты представлены плагиоклазом и микроклином. Форма кристаллов таблитчатая, реже изометричная. Встречаются сдвойникован-ные кристаллы и зерна с четко выраженной микроклиновой решеткой, а также редкие сростки полевых шпатов и кварца. Обломки горных пород представлены кварцитами с характерным микрокристаллическим обликом, вулканитами с фель-зитовой структурой, фрагментами девитрифици-рованного вулканического стекла. Вулканиты и стекло нередко вторично изменены, по ним развит мелкочешуйчатый глинистый агрегат. Биотит и мусковит встречаются в виде слабоизогнутых,
вторично измененных листочков до 0.7 мм в длину. Часто они располагаются в межзерновом пространстве, огибая зерна кварца и полевых шпатов. Акцессорные минералы представлены зернами циркона округлой и призматической формы. Цемент составляет от 10 до 20% площади шлифа и имеет смешанный состав. Карбонатный цемент замещения развит по плагиоклазам, глинисто -карбонатный цемент характерен для всего песчаника, отдельно встречаются области цементирования матриксом, состоящим из мелких обломков плагиоклаза, кварца, глинистых минералов, карбоната и девитрифицированного вулканического стекла. Цемент поровый, контурный, распределен в породе пятнисто.
Тонкослоистый алевропесчаник (обр. С633) состоит из кварца (85%), полевых шпатов (7%), вторично измененных обломков пород (5%), мусковита (3%). Кварц представлен слабоокатанны-ми, реже округлыми монокристаллическими зернами с прямым угасанием. В зернах практически отсутствуют газово-жидкие включения и трещины, поликристаллические кристаллы кварца не встречаются. Полевые шпаты на 95% состоят из таблитчатых несдвойникованных зерен плагиоклаза без вторичных изменений, микроклин редок. Слабодеформированные листочки мусковита с высокой интерференционной окраской и четкими трещинами спайности часто ориентированы параллельно слоистости. Акцессорные минералы предс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.