Магнитостратиграфия и палеомагнетизм верхнемеловых отложений юго-востока Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.763.1

МАГНИТОСТРАТИГРАФИЯ И ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Зинаида Никитична Гнибиденко

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3, ведущий научный сотрудник, тел. (8)330-49-66, e-mail: gnibidenkozn@ipgg.sbras.ru

Александра Викторовна Левичева

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия,

г. Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3, аспирант, тел. (8)330-49-66, e-mail: LevichevaAV@ipgg. sbras.ru

Представлены результаты комплексного палеомагнитного и палеонтологического изучения верхнемеловых отложений Бакчарского железорудного месторождения осадочного происхождения (юго-восток Западной Сибири, Колпашевский фациальный район), вскрытых двумя скважинами С-114 и С-124. На основании полученных данных разработан магнитостратиграфический разрез верхнемеловых отложений юго-востока Западной Сибири, который охватывает три региональных горизонта и одноименные свиты верхнего мела и палеогена, совершенно не изученных в палеомагнитном отношении в юго-восточной части Западной Сибири. Обратно намагниченная славгородская свита с прямой полярностью в верхней части, датируемая кампаном, сопоставляется с хроном C33r (верхняя часть) и C33(n) (нижняя часть) шкалы Градстейна [Gradstein et al., 2008]. Ганькинская свита, характеризуемая прямой полярностью и датируемая маастрихтом, коррелируется с хроном C30.

Ключевые слова: магнитостратиграфия, палеомагнетизм, магнитозона, верхнемеловые отложения, Бакчарское месторождение, юго-восток Западной Сибири.

MAGNETOSTRATIGRAPHY

AND PALEOMAGNETISM OF UPPER CRETACEOUS SEDIMENTS OF SOUTH-EAST OF WEST SIBERIA

Zinaida N. Gnibidenko

A. A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia,

Novosibirsk, pr. Koptyug 3, leading research scientist, tel. (8)330-49-66, e-mail: gnibidenkozn@ipgg.sbras.ru

Alexandra V. Levicheva

A. A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia,

Novosibirsk, pr. Koptyug 3, postgraduate, tel. (8)330-49-66, e-mail: LevichevaAV@ipgg.sbras.ru

Presents the results of complex paleomagnetic and paleontological study of Upper Cretaceous deposits of Bakchar iron ore deposits of sedimentary origin (south-east of Western Siberia, Kolpashevo facial region), stripped by two wells C-114 and C-124. Based on obtained data Upper Cretaceous magnetostratigraphic section of the south-east of Western Siberia is developed. This magnetostratigraphic section covers the three regional horizons and the same-

named suites Upper Cretaceous and Paleogene, absolutely not studied paleomagnetically in the south-east of Western Siberia. Reversal polarity Slavgorod suite with normal magnetized horizon at the top, dated Campanian compared with chron C33r (upper part) and 33(n) the lower part of the Gradstein's scale [Gradstein et al., 2008]. Gan'kino suite, characterized by normal polarity and dated by Maastrichtian, is correlated with chron C30.

Key words: magnetostratigraphy, paleomagnetism, magnetozone; Upper Cretaceous sediments; Bakchar iron ore deposits; south-east of West Siberia.

В работе представлены результаты комплексных палеомагнитных и палеонтологических исследований верхнемеловых отложений Бакчарского железорудного месторождения осадочного происхождения (юго-восток Западной Сибири, Колпашевский фациальный район), вскрытых двумя скважинами С-114 и С-124. Целью изучения было построение магнитостратиграфического разреза верхнемеловых отложений для юго-востока Западной Сибири. Все выполненные исследования носили комплексный характер и осуществлялись на основе палеомагнитных, палеонтологических и геолого-стратиграфических данных. Расчленение разреза и обоснование возраста исследуемых отложений, представленного славгородской и ганькинской свитами, проведено на основании палеонтологических данных и данных абсолютного датирования. Разрез представлен отложениями славгородской, ганькинской (верхний мел) и люлинворской (палеоген) свитами. В литологическом отношении это глины, алевриты, песчаники и пески.

Отбор ориентированных образцов для палеомагнитных исследований и обработка полученных результатов в целом не отличались от общепринятой и стандартной методики [Палеомагнитология, 1982; Молостовский, Храмов..., 1997]. Образцы ориентировались по направлению «верх-низ». Каждый стратиграфический уровень представлен двумя-тремя, иногда более, образцами-кубиками. В процессе лабораторной обработки рассчитывались средние значения магнитных параметров на стратиграфическом уровне, а также для всей свиты в целом. Для обеспечения корректных комплексных исследований при отборе ориентированных образцов параллельно и одновременно отбирались пробы и образцы для палеонтологических исследований. Для определения магнитных минералов - носителей намагниченности был выполнен дифференциальный термомагнитный анализ и анализ кривых насыщения. Компонентный анализ векторов естественной остаточной намагниченности (ЕОН, Jn) проводился путем анализа диаграмм Зийдервельда [Zijderveld, 1967], графиков размагничивания и стереографических направлений намагниченности в процессе магнитной чистки. При этом использовался пакет программ Р. Энкина [Enkin, 1994]. При вычислении компонент намагниченности применялся метод наименьших квадратов Киршвинка [Kirschvink, 1980].

Верхний отдел мела. Славгородская свита (K2sl). Свита сложена алевролитами, песчаниками и глинами, в ней установлен комплекс диноцист DK-I (Trithyrodinium suspectum, Chatangiella niiga, C. vnigrii, C. serra-tula, C.

2

bondarenkoi, C. tripartita, Rhiptocorys veligera, Isabelidinium microarmum, I. belfastense, I. rectangulatum, Dinogymnium spp. и др.). Этот комплекс диноцист сопоставляется с кампанскими комплексами Западной Сибири. Верхний отдел мела. Ганькинская свита (K2gn). Свита представлена глинами и алевролитами. Эту свиту характеризует комплекс диноцист и палинокомплекс. Комплекс диноцист DK-II (Cerodinium diebelii, Achomosphaera ramulifera, Fromea chytra, Cladopyxidium spp., Membranosphaera maastrichtica, Microdinium kustanaicum, Palaeocystodinium golzowense) позволяет датировать отложения маастрихтом. В обоих свитах установлен палинокомплекс ПК-I, соответствующий кампан-маастритскому комплексу.

В процессе исследований были определены магнитные и палеомагнитные параметры пород. Так, магнитная восприимчивость меняется в пределах 9,2 - 424,9*10-5 ед. СИ, естественная остаточная намагниченность варьирует от 0,3 до 96,1 мА/м., фактор Кенигсбергера меньше 1. Основные минералы-носители намагниченности горных пород -магнетит, гематит, гидроокислы железа - определены с помощью анализа кривых нормального намагничивания Jrs(H) и кривых терморазмагничивания Jn(T) пород. Присутствие гематита с точкой Кюри в 675°С устанавливается по потере породой намагниченности в интервале температур 675-680°С, а также по пологим кривым насыщения (Hs=600 кА/м) и малым значениям намагниченности насыщения (Jrs =40-60 мА/м), а присутствие магнетита - по спаду намагниченности в интервале температур 560-580°С. Ориентационная природа намагниченности исследуемых пород установлена исходя из условий образования пород и по фактору Кенингсбергера. Были выполнены эксперименты по ступенчатому терморазмагничиванию и размагничиванию переменным магнитным полем. Тот и другой методы ступенчатого размагничивания показывают одинаковые результаты. По результатам ступенчатого терморазмагничивания естественная остаточная намагниченность (NRM) состоит из низкотемпературной и высокотемпературной компонент. Низкотемпературная компонента разрушается при температуре 300-400°С, высокотемпературная компонента (ChRM) выделяется в пределах 400-675°С. При размагничивании переменным магнитным полем выделяется две компоненты - стабильная и нестабильная. Нестабильная компонента снимается переменными полями 520 мТл, стабильная сохраняется в полях 20-50 мТл. Палеомагнитные разрезы обеих скважин, построенные по характеристической (первичной) компоненте, характеризуются прямой и обратной полярностью.

Славгородская свита в двух исследуемых скважинах имеет преобладающую обратную полярность с небольшим горизонтом прямой намагниченности, а ганькинская свита характеризуется в основном прямой полярностью с одним горизонтом обратной намагниченности. На основании палинологических данных, полученных Н.К. Лебедевой, палеомагнитные разрезы скважин 114 и С-124, были привязаны к региональной

стратиграфической шкале и получили ранг магнитостратиграфических разрезов. Согласно этим данным славгородская свита по комплексу диноцист DK-I датируется кампаном, а ганькинская свита на основании комплексов диноцист DK-II и палинокомплекса ПК имеет маастрихтский возраст. Магнитостратиграфические разрезы этих скважин были сопоставлены между собой и с магнитохронологической шкалой Градстейна [Gradstein et al., 2008] (рис. 1).

Магнитохроналогичвская шкала [Gradstein et. al.. 2006]

скв. 124

I 2 я riUltCM-юпх/я ПМ раэрм

1 к

ш Z « 1. X

5 (Ж II *

Ш 1

т < Z1 < X и « о а. R

* и L-Л OKI N

с; и н

■ • папю-сстъ

| • обратная гслярюстъ • отсутствие

ттт пгт )па*а №<

TAHEI C2S

X

i z

ео- ÄAAH-Ы*' сге

С27

85- сгв

•о—• Ж а. СП сэо

/ 1 у

''А с С31

г ш ог

75- 2 КАМПЛМ

80 • « сю

85 - X ,лнюн

ч коьяк

90- « о ТУРОН

95 . с X 1 £ и

100-

106 - с ш мьь см

110 . •X X X X

115 ■ < LL

А/Ч

120 -

OB. 114

« о rWttCM-lOfOVfl ПМ РАЭР13

k i? ш о х г < X К •

к

МААСТРИХТ |АИЬКИНСХЛИ OK II ! -

К

1С О X ¡4 < О С (L 1 о < W * в < ь О OKI 9

R

Рис. 1. Корреляция магнитостратиграфических разрезов скв. 114 и 124 с мировой mагнитохронологической шкалой (Gradstein et al., 2008)

Обратно намагниченная славгородская свита с прямой полярностью в верхней части, датируемая кампаном, сопоставляется с хроном C33r (верхняя часть) и C33(n) (нижняя часть) шкалы Градстейна. Ганькинская свита,

характеризуемая прямой полярностью и датируемая Маастрихтом, коррелируется с хроном С30.

Работа выполнена при финансовой поддержке фонда РФФИ (грант 1305-00051.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Палеомагнитология / А.Н. Храмов, Г.И. Гончаров, Р.А. Комиссарова и др.; Под ред. АН. Храмова. Л.: Недра. 1982. 312 с.

2. Молостовский Э.А., Храмов А.Н. Магнитостратиграфия и ее значение в геологии. Саратов: Изд-во СГУ. 1997. 179 с.

3. Zijderveld J.D.A. A.C. demagnetization of rocks analysis of results // Methods in paleomagnetism. Amsterdam, 1967, p. 254-718.

4. Enkin R.J. A computer program package for analysis and presentation of paleomagnetic data // Pacific Geoscience Centre, Geol. Survey Canada. Sidney, 1994, 16 p.

5. Kirschvink J.L. The least square line and plane and the analysis of paleomagnetic data // Geophys. J. Roy. Astron. Soc., 1980, vol. 62, p. 699-718.

6. Gradstein F.M., Ogg J.G. and Van Kranendonk M. On the Geological Time Scale 2008 // Newsletters on Stratigraphy. Vol. 43. No 1. June 2008. P. 5-13.

© З. Н. Гнибиденко, А. В. Левичева, 2014