УДК 551
ЛИТОГЕОХИМИЯ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД ВЕНДА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ВЫЧЕГОДСКОГО ПРОГИБА
© 2011 г. В. Н. Подковыров, Д. В. Гражданкин*, А. В. Маслов**
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2;
E-mail: vpodk@mail.ru *Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН 630090 Новосибирск, проспект Коптюга, 3;
E-mail: f6oeoua@mac.com **Институт геологии и геохимии УрО РАН 620075Екатеринбург, Почтовый пер., 7;
E-mail: maslov@igg.uran.ru Поступила в редакцию 21.06.2010 г.
В статье рассмотрены литогеохимические особенности вендских аргиллитов и алевроаргиллитов, слагающих разрез Кельтменской скважины, пробуренной в южной части Вычегодского прогиба Мезенской синеклизы. Показано сходство химического состава тонкозернистых обломочных пород усть-пинежской, красавинской и мезенской свит, что предполагает достаточно близкие обстановки формирования исходных осадков. Преобладающая часть исследованных образцов имеет значения K2O/Al2O3 < 0.4, что, наряду с отсутствием корреляции между ТМ и ЖМ, с одной стороны, и НКМ и ГМ, с другой, свидетельствует о существенной роли в их составе рециклированной алюмо-силикокластики. В то же время между CIA и такими индикаторами состава пород на палеоводосбо-рах, как Th/Cr и Th/Sc, корреляция также отсутствует, и это дает возможность считать, что CIA и ряд других литохимических индикаторов адекватно отражают палеоклиматические обстановки на окружавших бассейн палеоводосборах. Величина CIA в подавляющем большинстве проанализированных образцов не превышает 70. Это сближает кельтменский разрез с разрезами верхнего венда Кваркушско-Каменногорского мегантиклинория и Шкаповско-Шиханской впадины. Установлено, что источником тонкой алюмосиликокластики для южной части Вычегодского прогиба на протяжении венда были магматические породы кислого и среднего состава при существенной роли богатых кварцем осадочных образований. Высокие значения Ce/Cr в аргиллитах и алевроаргиллитах позволяют считать, что в размыв не были вовлечены примитивные в геохимическом отношении архейские субстраты. На диаграмме SiO2—K2O/Na2O поле составов аргиллитов и алевроаргиллитов венда расположено в области значений, типичных для осадочных образований активных континентальных окраин. Характерные для пород низкие значения Mo/Mn и ряда других редокс-индексов указывают на преобладание почти на всем протяжении венда в придонных слоях бассейна седиментации окислительных обстановок. Анализ характера изменения снизу вверх по разрезу вендской осадочной последовательности Кельтменской скважины значений ряда литогеохимических индикаторов позволил расчленить разрез на три толщи, каждая из которых также различается по лито-фациальным и палеонтологическим признакам.
В поздневендскую эпоху на северо-восточной окраине Восточно-Европейской платформы, перед фронтом Канино-Тиманского складчато-на-двигового пояса, существовал протяженный относительно мелководный предгорный Мезенский па-леобассейн, в котором на фоне интенсивного прогибания происходило накопление туфогенно-терригенных осадочных последовательностей [Аксенов, 1985; Ога2Иёапкт, 2004; Маслов и др., 2008]. Верхневендские отложения, представленные в многочисленных обнажениях в Юго-Восточном Беломорье [Гражданкин, 2003], прослеживаются, по данным параметрического бурения
и геофизических исследований [Аплонов и др., 2006], вдоль северо-восточной периферии платформы через Мезенский палеобассейн в Верхнекамскую впадину и вновь вскрываются на дневной поверхности на западном склоне Среднего Урала, в Кваркушско-Каменногорском меганти-клинории [Гражданкин и др., 2009]. На юге Мезенский палеобассейн был ограничен сводовым поднятием Волго-Камского массива, а на юго-западе к нему примыкал интракратонный Московский палеобассейн. Сходство комплексов палеонтологических остатков в разрезах Юго-Восточного Беломорья и западного склона Среднего
Юго-Восточное Сторожевск Северная
Беломорье Котлас Серегово Кельтма
Рис. 1. Распространение верхневендских отложений и трассирование поверхности максимальной регрессии (ш^) в северо-восточной части Восточно-Европейской платформы.
1 — изученные разрезы; 2 — скважины: 1 — Котласская, 2 — Сереговская, 3 — Сторожевская, 4 — Кельменская.
Урала, а также находки представителей ископаемой беломорской биоты в керне скважин Мезенской синеклизы свидетельствует о существовании в позднем венде устойчивых биогеографических связей в пределах всего палеобассейна [Гражданкин и др., 2005а, 2007].
Вдоль палеосклона, по направлению к Кани-но-Тиманскому складчато-надвиговому поясу, мощность осадочного выполнения предгорного палеобассейна возрастает от 500—600 м в Юго-Восточном Беломорье до 1600 м в Вычегодском прогибе (рис. 1). Учитывая большие глубины залегания пород и относительно слабую охаракте-ризованность их керном, комплексное изучение мощных разрезов верхнего протерозоя Вычегодского прогиба становится ключом к пониманию структуры Мезенского палеобассейна и выяснению особенностей истории формирования его осадочного выполнения. В частности, изучение глубоких параметрических скважин — Сторожев-ской и Сереговской, пробуренных в Вычегодском прогибе, показало резкое увеличение мощности фоссилиеносных отложений верхнего венда, про-
межуточных между редкинским и котлинским горизонтами [Оловянишников, 1998; Оловяниш-ников, Гражданкин, 1998]. Сенсационными стали и результаты бурения Кельтменской скважины (скв. Кельтма 1), которая вскрыла верхнерифей-скую строматолитовую последовательность мощностью более 2000 м и служит пока единственным местонахождением уникальной кельтменской ископаемой микробиоты вендского возраста [Воробьева и др., 2006; УогоЪ'еуа е! а1., 2009а]. Настоящая статья посвящена анализу литогеохимиче-ских особенностей вендских тонкозернистых обломочных пород из разреза Кельтменской скважины.
СТРАТИГРАФИЯ
Исследователи, занимающиеся изучением верхнего протерозоя Кельтменской скважины, расчленяют разрез на ышкемесскую (инт. 4902— 3943 м), вапольскую (инт. 3943—2910 м), вычегодскую (инт. 2910—2312 м), усть-пинежскую (инт. 2312—1880 м), красавинскую (инт. 1880—
1725 м), мезенскую (инт. 1725—1512 м) и падун-
скую (инт. 1512—1330 м) свиты [Вейс и др., 2006; Воробьева и др., 2006]. Следует отметить, что ыш-кемесская и вапольская свиты выделены в соседнем структурно--фациальном регионе на Тиман-ской гряде, а пространственно-временные отношения между этими стратонами и их возраст являются предметом дискуссий [Гниловская и др., 2000]. В этой связи корреляция платформенных отложений Кельтменской скважины с ышке-месской и вапольской свитами складчатого обрамления представляется пока недостаточно обоснованной. Далее, название "вычегодская свита" в понимании В.В. Терешко и С.И. Кириллина [1990] не рекомендуется использовать при расчленении и корреляции разреза Кельменской скважины, особенно в противопоставлении усть-пинежской свите, в связи с тем, что вычегодская подсвита была выделена Л.Ф. Солонцовым с соавторами [1970] в разрезе скв. Котлас (инт. 2217— 2122 м) как средняя подсвита усть-пинежской свиты. Кроме того, термин "мезенская свита" также не рекомендуется использовать в применении к отложениям вендского возраста: мезенская свита была выделена в верхнепермских отложениях Мезенской синеклизы в 1969 г. на основе мезенского горизонта, который был установлен в 1940 г. А.А. Малаховым [Молин и др., 1986].
Скважина Кельтма 1 относительно слабо охарактеризована керном, что не позволяет провести детальное расчленение и фациально-генетиче-ские исследования отложений. Разрез вендских отложений можно разделить на 4 толщи. В основании вендской осадочной последовательности на доломитизированных известняках вапольской свиты верхнего рифея залегает толща тонкопере-слаивающихся серых косослоистых песчаников и темно-серых аргиллитов (инт. 2910—2790 м; мощность 120 м). Выше следует мощная (480 м) пятнисто окрашенная (зеленовато-серая и красно-коричневая, местами с фиолетовым оттенком) толща тонкопереслаивающихся аргиллитов, алевролитов и песчаников (инт. 2790—2309 м). Далее в керне представлена мощная (580 м) толща тонко- и гру-бопереслаивающихся светло-серых мелкозернистых косоволнистослоистых песчаников (толщина прослоев достигает 10—15 см), алевролитов и темно-серых аргиллитов (инт. 2309—1725 м). Завершает разрез валдайской серии пестроцветная толща (инт. 1725—1330 м), сложенная грубопере-слаивающимися светло-серыми среднезернисты-ми косослоистыми песчаниками, зеленовато-серыми тонкослоистыми алевролитами и голубовато- и коричневато-серыми тонкослоистыми аргиллитами (толщина слоев достигает 20 см).
1 Это разделение использовано нами и при литогеохимиче-ской характеристике тонкозернистых терригенных пород венда Кельтменской скважины.
Разрез Кельтменской скважины уверенно коррелируется с разрезом Сторожевской скважины, расположенной в 156 км к северо-западу (см. рис. 1). Наиболее четко выраженной границей является поверхность максимальной регрессии (тгз4) в основании интервала 2309—1725 м, которая трассируется в разрезах соседних скважин благодаря резкой смене фаций на территории всего палеобассейна. Эта граница расчленяет разрез верхневендских отложений Вычегодского прогиба на две толщи (фациальные серии), которые традиционно называются усть-пинежская свита и мезенская свита [Оловянишников, 1998]. При такой корреляции интервал 1725—1330 м Кельтменской скважины сопоставляется с верхней частью мезенской свиты, содержащей многочисленные остатки арумбериеморфных организмов (скв. Сереговская 40, инт. 1608—1603 м и 1545—1541 м). Толща тонкопереслаивающихся аргиллитов, алевролитов и песчаников, слагающая интервал 2790—2309 м разреза скв. Кельтма 1, сопоставляется с усть-пинежской свитой редкин-ского горизонта. Обращают на себя внимание относительная выдержанность мощности усть-пи-нежской свиты (481 м в Кельтменской скважине, 435 м в Сторожевской скважине, 450 м в скв. Сереговская 40 и 432 м в скв. Котлас) и постепенное уменьшение мощности мезенской свиты (979 м, 804 м, 414 м и 283 м соответственно) по мере удаления от края Восточно-Е
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.