ГЕОХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НЕОПРОТЕРОЗОЯ НА ЮГО-ВОСТОКЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

grW\

оригинальная статья

Б01: https://doi.Org/10.18599/grs.2020.4.41-54 УДК550.47:552.578.2.061.32 (571.5)

Геохимия органического вещества неопротерозоя на юго-востоке Сибирской платформы

И.Д. Тимошина1*, Л.Н. Болдушевская2

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, Россия 2ООО «РН-КрасноярскНИПИнефть», Красноярск, Россия

В разрезе неопротерозоя (средний и верхний рифей) Алдано-Майской впадины обогащены органическим веществом (ОВ) и могут быть отнесены к нефтематеринским породы малгинской, ципандинской и кумахинской свит. Высокий генерационный потенциал отмечен в малгинской и ципандинской свитах (267-511 мг УВ/г Сорг). Катагенез ОВ соответствует МК12 (Ттах варьирует в пределах 438-443 °С). На основании распределения углеводородов-биомаркеров биопредшественниками ОВ этих свит были в основном разнообразные прокариоты, в том числе цианобактерии (гопаны, ациклические биомаркеры) и в меньшей степени авто- и гетеротрофные эукариоты (наличие стеранов С27-С30), обитавшие в докембрийском (наличие 12- и 13-монометилалканов) морском (отсутствие биомаркеров континентального ОВ, распределение ациклических алканов с максимумами на С16-19, стеранов с близкими концентрациями С27 и С29) бассейне, с глинистым осадконакоплением (высокие содержания диастеранов). Судя по отсутствию стеранов в нескольких образцах (отсутствие эукариот в исходном живом веществе), малгинская свита, вероятно, накапливалась частично до возникновения эукариот. В большинстве проб повышены концентрации низкомолекулярных трицикланов (2С19-20/С23-26>1), возможно, это связано со спецификой материнской биоты, хотя и не характерно для аквагенного ОВ. Редкий гомологический ряд 2,7-диметилалканов, недавно обнаруженный другими исследователями в некоторых докембрийских толщах, найден в нескольких пробах малгинской и кумахинской свит и не отмечен ни в одном образце ципандинской свиты, что, возможно, является признаком отличия ее биоты, условий ее накопления или эволюции в диагенезе и катагенезе. На отличие ципандинской свиты также указывает высокое содержание этилхолестанов (С29/С27=2.5).

Ключевые слова: Сибирская платформа, докембрий, нефтематеринские формации, органическая геохимия, углеводороды-биомаркеры

Для цитирования: Тимошина И.Д., Болдушевская Л.Н. (2020). Геохимия органического вещества неопротерозоя на юго-востоке Сибирской платформы. Георесурсы, 22(4), с. 41-54. DOI: https://doi.Org/10.18599/grs.2020.4.41-54

Введение

Актуальность изучения обогащенных органическим веществом нефтематеринских пород, молекулярных исследований битумоидов и нафтидов рифейских отложений Сибирской платформы определяется, в частности, необходимостью использования достоверных входных данных для анализа нефтяных систем, оценки ресурсов и оценки рисков заполнения ловушек для залежей нефти и газа. Для большинства нефтей из коллекторов докембрия и нижнего кембрия Сибирской платформы считаются нефтематеринскими мощные обогащенные органическим веществом (ОВ) толщи неопротерозоя (рифея) в ее обрамлении и на окраинах (Непско-Ботуобинская ан-теклиза..., 1986; Конторович и др., 1994а,б, 1996, 1999 и др.). Однако в основном докембрийские отложения содержат ОВ слишком высокой термической зрелости, затрудняющей интерпретацию результатов геохимических исследований вплоть до их неприменимости для генетической и катагенетической диагностики. На востоке Сибирской платформы развиты докембрийские образования, включающие не подвергавшееся метаморфизму ОВ и поэтому представляющие огромный интерес для

* Ответственный автор: Ирина Дмитриевна Тимошина E-mail: [email protected]

© 2020 Коллектив авторов

изучения методами органической геохимии. В пределах Алдано-Майской впадины на юго-востоке Сибирской платформы локализованы неопротерозойские образования, содержащие умеренно преобразованное ОВ, которое является объектом настоящего исследования. В рамках данной работы геохимические исследования охватывают последовательность свит (Решения Всесоюзного стратиграфического совещания., 1983) среднерифейской керпыльской (малгинская и ципандинская свиты) и верх-нерифейских лахандинской (кумахинская, мильконская, нельканская, игниканская свиты) и уйской (кандыкская свита) серий возрастом 1100-1000 млн лет, 1000-850 млн лет и 850-650 млн лет, соответственно (Хоментовский, 1996). Изучение ОВ докембрия Алдано-Майской впадины ранее проводилось многими исследователями (Баженова и др., 1981; Матвиенко, Соболев, 1984; Соболев, 1987; Баженова, 2010; Можегова, 2010; Баженова и др., 2011, 2014; Дахнова и др., 2013, 2014; Парфенова и др., 2014; Сафронов и др., 2015; Шиганова и др., 2015; Суслова и др., 2015, 2017; Соболев и др., 2017; Парфенова, Суслова, 2019 и др.), и настоящая работа дополняет их.

Состав углеводородов-биомаркеров битумоидов пород зависит от состава биоты, особенностей осадконако-пления, процессов диагенеза и катагенеза, смешивания флюидов на путях миграции. Выполненные исследования свидетельствуют о существенном влиянии миграционных явлений на состав битумоидов рифейских толщ района.

Объект и методы исследований

Образцы малгинской, ципандинской, кумахинской, мильконской, нельканской, игниканской и кандыкской свит в разное время отобраны из обнажений р. Мая в пределах Алдано-Майской впадины на юго-востоке Сибирской платформы и переданы в Лабораторию геохимии нефти и газа Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (ИНГГ СО РАН) для геохимических исследований. Геохимические исследования включали определения концентраций пиролитических и изотопных характеристик органического углерода (Сорг), концентраций растворимых в хлороформе битумоидов (Ь ), анализ группового состава битумоидов, а также состава углеводородов (УВ), в том числе методами газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрии (ХМС). Все методики являются традиционными в Лаборатории геохимии нефти и газа ИНГГ СО РАН, их детальное описание дано в работе (Суслова и др., 2017).

В настоящей работе проведено сопоставление данных пиролиза и изотопного анализа ОВ с характеристиками насыщенных УВ-биомаркеров, полученных с помощью ХМС, для выяснения генезиса источников, диагенетиче-ских обстановок и катагенетической преобразованности ОВ. Некоторые результаты исследований настоящей коллекции докладывались отдельными фрагментами в материалах конференций (Тимошина и др., 2010; Kontorovich et а1., 2011а, 2011Ь; Конторович и др., 2012; Kontorovich et а1., 2013; Тимошина и др., 2015); эти материалы включены в анализ общей картины геохимических показателей.

результаты исследований и обсуждение

В изученной коллекции обогащены Сорг (>1) 2 пробы аргиллита (5.5 и 13.6 % на породу) и 2 пробы алевролита

(2.5 и 3.7 % на породу) малгинской свиты, аргиллит ципандинской свиты (3.3 % на породу), аргиллиты кумахинской свиты (1.0 и 1.1 % на породу) и песчаник кандыкской свиты (1.2 % на породу); в остальных образцах содержания ОВ <1 % на породу (табл. 1).

Обогащено изотопом 12С ОВ малгинской свиты (513Сорг= (-33.2)—(-31.5) %о) (Суслова и др., 2017), а также кумахинской и игниканской свит (513Сорг=(-32.9)-(-30.6) %) (табл. 1). Высокий генерационный потенциал (водородный индекс Н1 >160 мг УВ/г Сорг) отмечен в нескольких пробах изученной коллекции: 1 аргиллит малгинской (Сорг >1), все образцы ципандинской (среди них 1 образец с Сорг >1), доломит мильконской (С <1), известняк игниканской (С

орг орг

<1), песчаник (Сорг >1) и 1 известняк (Сорг <1) кандыкской свит (табл. 1, рис. 1).

Три образца локализованы в области керогена типа III (рис. 1), причиной этого может быть высокий катагенез, снижающий Н1 или/и примесь более молодых мигрировавших твердых битумов. В коллекции, вошедшей в настоящее исследование, посвященное главным образом УВ-биомаркерам, только 1 образец малгинской свиты изучен методом пиролиза, однако результаты по другим образцам малгинской свиты (их битумоиды не изучены) подтверждают высокий генерационный потенциал ОВ малгинской свиты (рис. 1), эти образцы помещены в виде точек без номеров проб. Причем характерный для образцов малгинской свиты высокий Н1 практически не зависит от концентраций Сорг (рис. 2).

На основании пиролитических и биомаркерных характеристик установлено, что степень преобразованно-сти ОВ малгинской свиты соответствует мезокатагенезу МК11-МК12, а в наиболее погруженных участках могла достигать МК2 (Матвиенко, Соболев, 1984; Соболев, 1987;

Пиролиз

№ п/п Возраст Серия Свита Порода на ^ Сорг, %0 мг УВ/ г породы HI= мг T °C

породу S1 S2 УВ/г Сорг

1 аргиллит 5.5 - 1.1 28.1 511 441

2 мальта - - - - - -

3 керит - - - - - -

4 известняк 0.6 - - - - -

5 6 малгинская алевролит алевролит 3.7 2.5 — - - - -

7 аргиллит 13.6 - - - - -

8 R2 керпыльская аргиллит 0.1 — - - - -

9 аргиллит 0.1 - - - - -

iü аргиллит 0.4 - - - - -

11 малгинская- известняк 0.02 - - - - -

12 ципандинская известняк 0.5 - ü.1 0.5 111 443

13 известняк 0.7 - 0.3 2.6 395 442

14 ципандинская известняк 0.8 - 0.1 2.0 267 443

15 аргиллит 3.3 - 0.1 14.5 434 430

16 17 кумахинская аргиллит аргиллит 1.0 1.1 -32.9 -32.6 0.1 0.1 0.7 0.8 68 71 442 438

18 19 лахандинская мильконская известняк доломит 0.03 0.2 - 0.1 0.4 205 430

20 нельканская доломит 0.03 - - - - -

21 R3 игниканская известняк 0.1 -30.6 3.9 10.2 161 444

22 доломит 0.1 - - - - -

23 доломит 0.1 - 0.03 0.1 148 450

24 уйская кандыкская известняк 0.1 - 0.1 0.2 142 456

25 известняк 0.1 - 0.1 0.2 191 443

26 песчаник 1.2 - 0.1 2.8 230 432

Табл. 1. Концентрации, пиролиз и изотопный состав органического углерода в породахрифея Алдано-Майской впадины

420 440 460 480 500

Рис. 1. Диаграмма Ш-Т для органического вещества потенциально нефтематеринских пород р. Мая: 1 - направленность

изменений величин Н1 и Т в катагенезе, 2 - линии, ограничите ' ' г

вающие максимальные значения водородного индекса для трех типов органического вещества (I - аквагенного озерного, II -аквагенного морского, III - террагенного, связанного с высшей наземной растительностью), 3 - изолинии R° ограничивающие главную зону нефтеобразования; свиты: 4 - малгинская, 5 -малгинская и ципандинская, 6 - ципандинская, 7 - кумахинская; номера около кружков соответствуют номерам проб в табл. 1

Ш, мгУВ/гС

600-

500- • • • • ••ч?

400- 01Э IS*

300- 14 о

200-

100-п о ,, Цо17 16

и

О

1

2

Ю"3

4

О

на породу

10

15

Рис. 2. Взаимосвязь концентраций Сорг и водородного индекса HI в органическом веществе потенциально нефтематерин-ских пород из обнажений р. Мая: 1 - малгинская, 2 - малгин-ская и ципандинская, 3 - ципандинская, 4 - кумахинская; номера около кружков соответствуют номерам проб в табл. 1

Дахнова и др., 2013; Баженова и др., 2014; Суслова и др., 2015, 2017; Чалая и др., 2015). Судя по пиролитической характеристике Тшах (температура максимального выхода УВ пика S2, керогеновой составляющей ОВ) образцов настоящей коллекции, пригодных к диагностике (Сорг >1 %), ОВ малгинской и кумахинской свит преобразовано в пределах МК12 (Тшах=438-442 °С); зрелость ОВ ципан-динской и кандыкской свит ниже. Не исключено, что в некоторых образцах за счет возможного присутствия битумов Н1 может быть завышен, а Т занижена.

^ ' шах

Высокие концентрации битумоидов (Ьхл >0.2 % на

породу) определены в 3 образцах малгинской свиты и в

песчанике кандыкской свиты (табл. 2), однако битумоид-

ный коэффициент в в них (9-16 %) высок и указывает на

эпигенетичность битумоида, за исключением аргиллита

малгинской свиты, обогащенного С и автохтонным биту' орг ^

моидом (в=2.1 %). Обогащенность битумами отмечается по всему разрезу мезо- и неопротерозоя Учуро-Майского

региона (Парфенова, Суслова, 2019), однако в изученной коллекции остальные образцы бедны битумоидом (Ьхл<0.1 % на породу, в среднем 0.02 % на породу), при этом в основном аллохтонные (в >10 %) или смешанные (5 %< в <10 %), автохтонные (в <5 %) встречены в 3 аргиллитах малгинской свиты, в 1 известняке нерасчле-ненных малгинской и ципандинской свит, во всех образцах ципандинской и кумахинской свит и 1 доломите кандыкской свиты.

По нашим данным (табл. 2) и по данным Т.К. Баженовой (Баженова и др., 2014) битумоиды и битумы малгинской свиты обогащены изотопом 12С (513С6иг=(-33.4) - (-31.7) %о).

Наиболее обогащены асфальтенами (>10 %) образцы малгинской и ципандинской свит, остальные битумоиды представлены в основном УВ и смолами (рис. 3).

В ряду н-алканов, идентифицированных по газо-жид-костной хроматограмме (ГЖХ), максимумы приходятся в основном на пС17-19, (табл. 3, рис. 4); лишь в 3 образцах максимум смещен в область высомолекулярных соединений пС23 27 - это мальта малгинской свиты и бедные ОВ известняк неразделенных малгинской и ципандинской свит и доломит кандыкской свиты. В битумоиде из известняка неразделенных малгинской и ципандинской свит отчетливое превышение нечетных УВ над четными, что отразилось на CPI (2.0), следовательно, возможна примесь более молодых незрелых террагенных битумоидов. В доломите мильконской свиты повышены концентрации четных пС28 и пС30, что может быть как признаком незрелого материнского ОВ из карбонатов или сверхсоленых обстановок, так и высокого катагенеза (Тиссо, Вельте, 1981; Peters et al., 2007). Образец карбонатный, и результаты пиролиза соответствуют незрелому ОВ, однако битумоид обогащен аллохтонными примесями, поэтому возможна и другая причина.

В небольших, но идентифицируемых количествах (5-9 % на ациклические УВ) в образцах кумахинской и игниканской свит зафиксированы 12- и 13-монометилал-каны (табл. 3) (Тимошина и др., 2010; Kontorovich et al., 2011a, 2011b, 2013), в кумахинской свите даже до 15 % (Парфенова, Суслова, 2019). Эти соединения считаются характерными для морских водорослей и цианобактерий докембрия (Петров, 1984; Peters et al., 2007 и др.). Ранее

12- и 13-монометилалканы были обнаружены в нефтях из коллекторов рифея - нижнего кембрия Сибирской платформы (Петров, 1984; Конторович и др., 1996, 1999; Kontorovich et al., 2005; Тимошина, 2004, 2005), в нефтях и битумоидах нефтематеринских пород венда Омана (Grantham et al., 1988; Ким, 2004). В малгинской свите ранее также находили 12- и 13-монометилалканы (Чалая и др., 2015), и в изученной коллекции они обнаружены в нескольких образцах этой свиты, но в ничтожных количествах (табл. 3). В небольших концентрациях 12- и

13-монометилалканы обнаружены в верхнерифейских нерюенской и кандыкской свитах и вендской сарданин-ской свите скв. Усть-Майская-336 (Соболев и др., 2017). В следовых количествах 12- и 13-монометилалканы найдены в породах нельканской свиты (Парфенова, Суслова, 2019).

Низкие отношения изопреноидных УВ к алканам нормального строения Pr/nC17 и Ph/nC18, отмеченные во всех битумоидах, содержащих ациклические УВ (табл. 3), являются признаком хорошей сохранности УВ от процессов

№ Ьхл> % на ß, % Групповой состав, % на битумоид 5 Сув, /6о

п/п породу насыщенные УВ ароматические УВ смолы асфальтены сумма смол и асфальтенов

1 - - 6.5 28.0 32.4 33.0 65.4 -32.7

2 - - 28.9 22.0 20.7 28.5 49.2 -31.7

3 - - 3.9 7.9 25.1 63.1 88.2 -33.4

4 0.07 8.4 24.1 58.8 17.1 75.9 -

5 0.44 9.0 17.6 18.1 46.4 17.9 64.3 -

6 0.33 10.1 14.6 12.8 50.0 22.6 72.6 -

7 0.38 2.1 11.0 24.3 52.5 12.3 64.7 -

8 0.001 1.5 27.1 6.8 66.2 не опр. 66.2 -

9 0.018 11.0 45.0 9.5 43.9 1.6 45.5 -

10 0.002 0.4 28.7 7.8 63.5 не опр. 63.5 -

11 0.002 6.4 17.1 2.3 80.6 не опр. 80.6 -

12 0.014 2.1 26.5 6.8 66.7 не опр. 66.7 -

13 0.033 3.8 9.2 16.1 42.7 32.1 74.8 -

14 0.029 2.8 12.2 14.2 46.6 27.1 73.7 -

15 0.094 2.1 10.4 17.5 60.9 11.3 72.2 -

16 0.027 2.1 41.1 12.0 45.1 1.9 46.9 -

17 0.017 1.1 19.7 25.0 48.6 6.2 54.8 -

18 0.003 7.3 31.0 12.9 56.0 не опр. 56.0 -

19 0.036 12.9 38.0 3.1 48.3 10.6 58.9 -

20 0.002 5.3 31.0 13.7 55.4 не опр. 55.4 -

21 0.03 16.3 62.4 13.4 21.9 2.4 24.3 -

22 0.005 4.8 45.4 5.1 49.5 не опр. 49.5 -

23 0.011 11.3 50.8 6.4 39.7 3.1 42.8 -

24 0.011 6.8 67.8 3.0 26.0 3.2 29.2 -

25 0.013 10.9 39.4 13.7 47.0 не опр. 47.0 -

26 0.26 16.0 47.4 7.9 44.4 0.2 44.6 -

Табл. 2. Концентрации, групповой и изотопный состав углерода битумоидов в породах рифея Алдано-Майской впадины. Желтым цветом выделены номера образцов битумов и содержащих примесь аллохтонных битумоидов согласно битумоидному коэффициенту в (>5 %)

Смолы

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Углеводороды Асфальтены

г #1 О 2 03 #4 0 5# 6

Рис. 3. Тригонограмма группового состава битумоидов рифея из обнажений р. Мая, свиты: 1 - малгинская, 2 - ципандин-ская, 3 - кумахинская, 4 - мильконская, 5 - игниканская, 6 -кандыкская (номера образцов соответствуют табл. 2)

биодеградации. Отношения Рг/пС17 и РИ/пС18 низкие даже в мальте, что дает возможность предположить, что у нее остаточно-миграционное происхождение. В большинстве битумоидов пристан превышает фитан, причем в 4 малгинских, 1 ципандинском и 1 кандыкском примерно вдвое; в 5 образцах - 1 малгинском, 1 ципандинском, 1 игниканском и 2 кандыкских пристан и фитан находятся в равных концентрациях (табл. 3). Лишь в 3 битумоидах малгинской и ципандинской свит фитан превышает пристан, что является признаком аквагенности УВ.

В 10 образцах коллекции отмечается в небольших концентрациях гомологический ряд 2,7-диметилалканов: в малгинской (№ 8, 10), малгинской и ципандинской (№ 11, 12), кумахинской (№ 16, 17), мильконской (№ 18, 19), нельканской (№ 20) и кандыкской (№ 25) свитах - во всех

свитах, кроме ципандинской и игниканской. На рис. 5 показаны хроматограмма по общему ионному току и масс-хроматограммы по m/z 71 и m/z 127 для образца № 10 малгинской свиты. Отсутствие этих соединений в образцах ципандинской свиты, возможно, является следствием уникальности ее биоты, условий ее накопления или эволюции в диагенезе и катагенезе. Ранее эти соединения были найдены В.А. Каширцевым в аргиллитах вендской марнинской свиты Присаянья (Каширцев и др., 2009) и в ОВ кумахинской и нельканской свит (Парфенова, Суслова, 2019). Во всех случаях найдены только гомологи с четным числом атомов углерода в молекуле.

среди полициклических изопренанов во всех образцах терпанов, идентифицируемых по m/z 191, значительно больше, чем стеранов, идентифицируемых по m/z 217 (стераны/терпаны <0.3 (табл. 4)), что указывает в основном на прокариотический источник исходного ОВ (Peters et al., 2007).

В терпанах чаще преобладают гопаны; отношение гопаны/трицикланы <1 только в 2 битумоидах малгинской свиты, в битумоидах кумахинской, игниканской и кандык-ской свит (табл. 4, рис. 6). Высокие концентрации гопанов по сравнению с трицикланами могут быть признаком контаминации более молодыми террагенными битумоидами или/и низкого катагенеза, но также могут быть следствием миграционных процессов в слабопроницаемой среде (Конторович, Тимошина, 2009), т.к. молекулы трицикла-нов более миграционноспособны. Высокие концентрации гопанов встречены в большинстве образцов, в том числе в большинстве автохтонных битумоидов, и, возможно, это указывает на преимущественно бактериальное материнское ОВ. В ряду гопанов в большинстве образцов преобладает гопан С30 (рис. 7). В трех образцах максимум

№ п/п Максимум в н-алканах Максимум в Соотношения ациклических углеводородов 12-,13-моно- Наличие ряда

ациклических изопреноидах Pr/Ph Pr/n-C17 Ph/n-C18 n-C27/n-C17 CPI метилалканы, % на ациклич. УВ 2,7-диметил-алканов

1 C16 C19 1.8 0.3 0.2 0.1 1.0 -

2 3 4 C23 C20 0.7 0.5 0.3 11.6 1.2 1.0

C№ C19 C19 1.5 0.3 0.2 0.2 1.0 3.8 -

5 C16 C19 2.4 0.3 0.2 0.1 1.0 2.9 -

6 C17 C19 2.0 0.4 0.2 0.2 1.0 2.9 -

7 C16 СШ C19 2.1 0.2 0.1 0.1 1.1 1.9 -

8 C17 C20, C19 1.0 0.3 0.4 0.1 1.2 - +

9 C16 C19 1.3 0.4 0.6 0.2 1.0 - -

10 C18 C20 0.8 0.3 0.3 0.1 1.3 - +

11 C27 C20 0.6 0.5 0.8 1.4 2.0 - +

12 C17 C19 1.3 0.5 0.4 0.2 1.1 - +

13 C17 C19 1.4 0.3 0.2 0.1 1.0 - -

14 C19 C20, C19 1.0 0.2 0.2 0.2 1.0 - -

15 C18 C19 1.8 0.3 0.2 0.1 1.1 - -

16 C17 C18 1.4 0.2 0.2 0.1 1.1 7.3 +

17 C17 C19 1.3 0.3 0.3 0.1 1.1 9.0 +

18 C17 C19 1.2 0.4 0.3 0.1 1.1 - +

19 C16 C19 1.3 0.4 0.5 0.1 0.6 - +

20 C17 C19 1.1 0.4 0.5 0.3 1.4 - +

21 C19 C19, C20 1.0 0.2 0.2 0.4 1.0 5.0 -

22 C25 C19, C20 1.0 0.2 0.2 1.4 1.0 - -

23 C17 C19 1.3 0.2 0.1 0.4 1.0 - -

24 C18 C19 1.5 0.2 0.1 0.4 1.0 - -

25 C18 C20, C19 1.0 0.2 0.2 0.4 1.0 - +

26 C17 C19 1.9 0.5 0.3 0.1 1.1 - -

Табл. 3. Ациклические насыщенные углеводороды-биомаркеры в битумоидах рифея Алдано-Майской впадины. Желтым цветом выделены номера образцов битумов и содержащих примесь аллохтонных битумоидов согласно битумоидному коэффициенту в (>5 %)

приходится на С31, причина не ясна, но скорее всего связана со спецификой ОВ, поскольку все три образца обогащены ОВ - это керит малгинской свиты и обогащенные Сорг и автохтонным битумоидом аргиллиты ципандинской и кумахинской свит. Концентрации гомогопанов С3135 в основном снижаются с ростом молекулярной массы (рис. 7), отношение гомогопанов С35/С34 меньше 1 (табл. 4), что указывает на диагенетические преобразования в восстановительных обстановках без сероводородного заражения (Peters, Moldowan, 1993). В двух образцах малгинской свиты С35/С34 >1; возможно время от времени возникал избыток серы в осадке. Отношение триснорнеогопана С27 к трисноргопану С27 (Ts/Tm) варьирует широко - от очень низких значений (<0.5), тяготеющих к малгинской и ципандинской свитам, до очень высоких (>5, даже до 21.7) в игниканской и кандыкской свитах. Повышение может быть связано с террагенным (в случае миграции битумоидов из более молодых пород) источником ОВ (Waples, Machihara, 1990) и/или окислительными условиями в диагенезе (Moldowan et al., 1986), и/или высокой катагенетической преобразованностью (Петров, 1994), а также может указывать на высокую карбонатность осадка в бассейне накопления ОВ (Philp, 1985; Rullkotter, Marzi, 1988). Возможно, последняя причина актуальна для карбонатов мильконской, игниканской и кандыкской свит - в таком случае битумоиды №№ 19, 21, 23-25 могут рассматриваться не как аллохтонные, а как паравтох-тонные, характеризующие вмещающую свиту. Однако, поскольку в автохтонном (по в) битумоиде кандыкской свиты Ts/Tm более низкое, чем в аллохтонном, и в целом Ts/Tm >2 обнаружено только в образцах с в >5 (табл. 2, 4), логично предположить, что повышение Ts/Tm связано

с миграционными процессами. В нескольких битумоидах повышено содержание гаммацерана (табл. 4) - в битумах и известняке малгинской свиты (1.2-6.2 % на сумму тер-панов), в аргиллите кумахинской (1.2 %) и известняке игниканской (6.8 % на сумму терпанов) свит, что указывает на высокую соленость воды в бассейне накопления ОВ (Петров, 1994). В то же время гаммацеран устойчив и накапливается в процессе биодеградации (Waples, Machihara, 1990, 1991), с которой может быть связано повышение его концентраций по крайней мере в малгинском керите. В эпигенетичных битумоидах игниканской (№ 21) и кандыкской (№№ 24, 25, 26) свит обнаружена высокая концентрация 17а-диагопана С30 (рис. 8).

В публикациях (Volkman et al., 1983; Philp, Gilbert, 1986) этот биомаркер отнесен к индикаторам континентальных угленосных толщ, однако причиной появления 17а-диагопана С30 может быть и бактериальный вклад в осадки, содержащие глины, откладывавшиеся в окислительных или субокислительных обстановках (Peters et al., 2007). На масс-фрагментограммах терпанов в битумоидах из известняков игниканской (№ 21) и кандыкской (№№ 24, 25) свит (рис. 8) пик, помеченный знаком вопроса, возможно, является гомогопеном. В образце игниканской свиты и образце № 25 кандыкской свиты повышено также содержание 17в,21а-норморетана С29. Высокие концентрации моретанов и наличие гомогопена при низком содержании 17а,21в-гопанов, не наблюдающиеся в других образцах, могут быть признаком контаминации этих битумоидов более молодыми слабозрелыми УВ (Peters et al., 2007).

В ряду трицикланов в большинстве проб (15 образцов) доминируют низкомолекулярные С21, а в 2 известняках игниканской и кандыкской свит - С19 (рис. 9). Характерный

Нормальные алканы

Ациклические изопреноиды -\

Малгинская свита 40 1

Сц>С12 С14 Cle С18 См Си См С26 См С30 С32СмСмСзЯСад C13Cj4ClïC16ClgC19C20C21C22C2îCMC2s Малгинская и ципандинская свиты 40 -30 20 10

0

с„ Са С„ Си С„ См С^ С24 См С28 С30 С32 С34 С36 С38 С„ С13 С14С15 С16 С18 С19С20 С^С^Сц C^Cjj

Ципандинская свита

Cm С12 С„ С„ С,, СщСщ См См С2В С30 С„ С34 С,« С^Сдо C^C^CUC^CJJCjjCJOCJJC^C^CMQ

Кумахинская свита

-13

14

15

-16 17

С10 С12 С14 С16 С18 С^С^ См С^ С28 С30 С32Сз4С36СС... C13C14ClsC16C|gC|9C20C21C22C23C24C2s

Мильконская свита 20 40

30 20 10

мильконская свита 40

/W. j /V-3

СюС12 ^14С16С18СщС^ СмСм С28С30 СиС34СзйС38Сщ C13C14C1jC16CiSC|9C20C21C22C23C24C2j

Нельканская свита 20 40 -

15

-20

Cio ^12 С14 С16 С„ См Си См См С28 С30 С32 См С36 CjgC^ С13 С14 С15 С16 С18 С^Сд, С".,С".,

Игниканская свита 30

Сю с12 С,4 С16 С1В Си Си Си С, С28 С30 С32 С34 С3б С38 Сад С13 CI4 C1S С1б С18 CWC20 C^C^C^ C^Cjj

Кандыкская свита

А."

С„с12 С14 С16С1ЯСмСщ См С26 СаС30 С32СмС36 С38^iîC14ClïC16C18C19C20C21C22C23C24C2j Рис. 4. Ациклические угяеводороды-биомаркеры в битумоидах рифея из обнажений р. Мая (номера образцов соответствуют табл. 3)

а ~ — ^ ~ TIC: 4521J)

17

Рг

Ph

19

а а а а « s

„, <-„ pi t-i Р ^

21 " « «

23

»1 -Л jlâijj.j_jl „1л

29

10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 Ion 127.00 (126.70 to 127.70): 4521_sc.D

а « fi

<S гч

,Uliü

All*

JL

UL

10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 Ion 71.00 (70.70 to 71.70): 4521_sc.D Ion 127.00 (126.70 to 127.70): 4521_sc.D

29 S-

41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 46.00 47.00 48.00 49.00 50.00 51.00 52.00 Время удерживания, мин -»

Рис. 5. Хроматограмма по общему ионному току и масс-фрагментограммы терпанов по m/z 71 и m/z 127 в битумоиде образца № 10 малгинской свиты (17-31 - пики н-алканов, Pr и Ph - пристан и фитан, 2,7(22)-2,7(32) - пики 2,7-диметилалканов

для аквагенного ОВ максимум на С23 (Конторович и др., 1999) обнаружен в 3 аргиллитах малгинской свиты, в известняке неразделенных малгинской и ципандинской свит, в доломите и песчанике кан-дыкской свиты. В 4 пробах (в том числе в малгин-ских битумах) отмечаются высокие концентрации высокомолекулярных трицикланов С31 и С28, при этом трициклановый индекс 2С19-20/С23-26 <1 (табл. 4), что указывает на аквагенное ОВ (Конторович и др., 1999). Низкий трициклановый индекс отмечен еще в нескольких пробах, причем не всегда совпадает с максимумом на С23. В большинстве проб коллекции 2С19-20/С23-26 >1, что не характерно для УВ, имевших источником аквагенные толщи. Причина не ясна, возможно, это связано со спецификой материнской биоты.

Недавние исследования датируют неопротерозоем появление первых эукариот, сопровождающееся находками стеранов С27 (около 800 млн лет назад) и единичными находками характерных для губок стеранов с28 до предвендского оледенения, и массовым появлением остальных стеранов в узкий предвендский промежуток времени 659-645 млн лет, ознаменовавшийся расцветом водорослевой биоты (Brocks et al., 2016, 2017). В мировой литературе есть свидетельства находок стеранов (Summons, Walter, 1990; Pratt et al., 1991; Bazhenova, Arefiev, 1996; Berney, Pawlowski, 2006) и отсутствия таковых (Flannery, George, 2014; Blumenberg et al., 2012; Luo et al., 2015) в донеопротерозойское время. В породах рифея Байкитской антеклизы стераны присутствуют на всех возрастных уровнях, и там, где они поддаются идентификации, отмечены все стераны С27-30, с близкими концентрациями С27 и С29 (Тимошина, 2005 и др.), а в нефтях отмечены как отсутствие стеранов, так и наличие их, причем с двумя типами распределения - с примерно равными концентрациями С27 и С29 и с резким преобладанием С29 (Конторови^2 и др., 1996, 1999, 2005, 2011; Тимошина, 2020; и др.). ранее в ОВ малгинской свиты отмечалось как наличие стеранов (Чалая и др., 2015), так и отсутствие их (Суслова и др., 2017) или следовые количества (Баженова и др., 2014; Дахнова и др., 2014).

В изученной коллекции образцов стераны отсутствуют в 3 (№№ 5, 6, 7) из 10 образцов малгинской свиты (табл. 4), причем это образцы, богатые Сорг (табл. 1). Можно было бы предположить, что биота малгинского времени вообще не содержала эукари-от, а стераны в бедных ОВ образцах (№№ 4, 8, 9, 10) и в битумах (№№ 2 и 3) аллохтонные, однако стера-ны найдены в автохтонном (судя по низким концентрациям УВ и высоким - асфальтенов (табл. 2)) би-тумоиде богатого Сорг малгинского аргиллита - обр. № 1 (табл. 1, 4), а также ранее обнаружены другими учеными (Баженова и др., 2014; Дахнова и др., 2014; Чалая и др., 2015). Следовательно, возможно, мал-гинское время было рубежом возникновения первых эукариот. Битумоиды всех остальных образцов содержат стераны, кроме аллохтонного битумоида из песчаника кандыкской свиты. Возможно, этот

№ п/п Стераны Стераны/ прегнаны Стераны Терпаны

Диа/ Регул C29/C27 C2920S/ C2920(S+R) C29PP(20S+20R)/ C29aa20R С27-30/ терпаны Ts/Tm в гопанах С35/С34 в гомогопанах 2С19-20 / С23-26 в трицикланах Гопаны С27-35/ трицикланы Ci9-3i

1 0.4 1.4 0.6 1.8 - - 0.5 0.5 1.4 3.7

2 0.3 1.6 0.4 0.5 22.9 0.1 0.3 0.3 0.6 15.1

3 0.2 1.0 0.4 2.5 27.2 0.3 1.1 2.0 0.2 7.6

4 0.4 1.1 0.4 2.8 12.6 0.2 0.6 0.6 0.9 4.3

5 - - - - - - 0.8 0.5 1.8 4.0

6 - - - - - - 0.8 0.4 1.6 4.1

7 - - - - - - 0.5 0.5 2.2 2.5

8 0.5 1.4 0.4 2.3 5.3 0.2 0.8 0.9 0.5 2.5

9 0.4 1.6 0.4 1.1 9.5 0.1 3.4 0.7 0.8 0.8

10 0.4 1.0 0.3 1.8 1.5 0.2 0.8 1.1 1.1 0.6

11 0.5 1.3 0.4 1.9 6.9 0.3 0.9 0.9 0.4 2.2

12 0.4 1.3 0.3 1.5 5.2 0.1 1.2 0.5 1.4 2.4

13 0.4 1.7 0.5 0.7 4.6 0.02 0.3 0.5 1.7 4.6

14 0.4 1.5 0.5 1.2 3.5 0.03 0.7 0.5 1.8 4.0

15 0.4 2.5 0.4 1.9 6.5 0.02 0.2 0.5 2.0 4.6

16 0.5 0.9 0.4 1.8 1.4 0.1 0.6 0.5 2.9 0.5

17 0.4 1.0 0.4 2.5 1.6 0.1 0.6 0.5 2.2 0.6

18 0.5 1.1 0.4 2.5 2.8 0.2 1.7 0.8 1.1 1.3

19 0.3 1.8 0.6 2.5 15.9 0.1 4.2 0.5 0.2 1.3

20 0.5 1.2 0.4 2.4 7.4 0.2 1.0 1.0 0.5 2.3

21 0.5 0.8 0.5 2.2 2.3 0.04 16.5 0.6 1.4 0.5

22 0.5 1.0 0.4 3.0 2.8 0.2 1.8 0.9 1.3 0.9

23 0.7 0.7 0.5 2.6 3.7 0.1 21.7 0.8 0.5 0.4

24 0.5 1.1 0.4 3.0 4.6 0.1 8.3 0.7 1.8 0.5

25 0.5 1.1 0.4 2.0 2.6 0.1 13.5 0.5 1.3 0.5

26 - - - - - - 6.2 - 1.1 0.4

Табл. 4. Соотношения циклических насыщенных углеводородов-биомаркеров в битумоидах рифея Алдано-Майской впадины. Желтым цветом выделены номера образцов битумов и содержащих примесь аллохтонных битумоидов согласно битумоидному коэффициенту в (>5 %)

Малгинская свита

Мильконская свита

Гопаны+ Море- Тегра- Трици-гомого- таны цикланы кланы паны

Малгинская и ципандинская свиты

■18 ■19

Гопаны+ Море- Тегра- Трици-гомого- Таны цнкланы кланы паны

Нельканская свита

-20

Гопаны+ море- Тетра- Трици-гомого- таны пикланы кланы паны

Ципандинская свита

Гопаны+ Море- Тетра- Трици-гомого- таны цикланы кланы паны

Игниканская свита

Гопаны+ Море- Тетра- Трици-гомого- таны цикланы кланы паны

Гопаны+ Море- Тетра- Трици-гомого- таны цикланы кланы паны

80 60 40 20

Кумахинская

свита f

Гопаны+ Море- Тетра- Трици-гомого- таны цикланы кланы паны

■21

-22 -23 24 -25 -26

Гопаны+ море- Тетра- Трици-гомого- таны пикланы кланы паны

Рис. 6. Терпаны в битумоидах рифея из обнажений р. Мая (номера образцов соответствуют табл. 4)

битумоид более древний (отсутствие эукариот в исходной биоте) (Brocks et al., 1999; Brocks et al., 2003; Peters et al., 2007) или содержал стеранов слишком мало, и они были потеряны при миграции.

Ранее отмечалось, что в стеранах мал-гинской свиты доминирует С27, а в породах лахандинской серии близкие содержания С27 и С29 (Чалая и др., 2015). В настоящей работе в большинстве образцов (табл. 4, рис. 10, 11) среди гомологов стеранов С27-30 отмечены приблизительно равные концентрации стеранов С27 и С29. Такое распределение является типичным для аквагенных черносланцевых отложений и соответствует УВ, генерированным ОВ, предшественниками которого были морские планктонные автотрофные (стеран С29), а также гетеротрофные организмы (стеран С27) (Петров, 1984). Подобное распределение стеранов отмечено в нефти из протерозойских отложений бассейна Мак-Артур в Австралии, в нефти из отложений венда на Тишковском месторождении Восточно-Европейской платформы (Kontorovich et al., 2005), а также в экстрактах битумоидов из верхнепротерозойских отложений Енисейского кряжа и Байкитской антеклизы (Тимошина, 2005). Некоторое повышение концентраций C29 (C29/C27 в пределах 1.6-1.8) отмечено в 3 пробах малгинской и ципандинской свит (мальта и образцы с С

Малгинская свита

Мильконская свита

Малгинская

- свита

Cjl Сз2 Сзз Си С:

Си Сзз С34

Рис. 7. Гопаны в битумоидах рифея из обнажений р. Мая (номера образцов соответствуют табл. 4)

Образец № 24

lujJUw

LLkJ

10

9 ?

Образец № 25

30.00 Время —

Рис. 8. Масс-фрагментограммы терпанов по m/z 191 в извест-някаа (№ 24 и 25) ааядыасаой свиты: 1, 2, 3 - трициалаяы C.„ C20, C23, 4 и 5 - трисяоряеогопая (Ts) и трисяоргопая (Tm) С27, 6 - адиаятая С29, 7 - 17а-диагопая, 8 - 17@,21а-норморетан С29, 9 - гопая С30, 10 - 17@,21а-моретан С30, 11, 12, 13, 14, 15 -пары гомогопаяов С , С , С , С , С

^ 31 32' 33' 34 35

<1 %) и в доломите мильконской свиты (Сорг <1 %), а в аргиллите ципандинской свиты (Сорг >1 %) С29 превышает C27 более, чем вдвое. Последний образец при высоком Сорг содержит автохтонный битумоид (судя по Р), следовательно, повышение концентрации этилхолестанов не связано с контаминацией аллохтонными битумоидами, а является специфической особенностью докембрийского ОВ, отмеченной в наиболее распространенных нефтях Сибирской платформы (Петров, 1984; Конторович и др., 1996, 1999, 2005; Тимошина, 2004, 2005; Kontorovich et al., 2005). Стераны не идентифицированы, кроме 3 образцов мал-гинской свиты, также в песчанике кандыкской свиты (№ 26). Возможно, их изначально не было в материнском ОВ (очень древнее) из-за отсутствия эукариот (Brocks et al., 1999; Brocks et al., 2003; Peters et al., 2007). Биодеградация стеранов вслед за н-алканами могла бы быть вероятной причиной их отсутствия, но в кандыкском битумоиде и в битумоидах малгинской свиты н-алканы сохранились. На основании распределения УВ-биомаркеров, изотопных и пиролитических характеристик ОВ малгинской,

2 30 1 Мильконская _IS

— 3 свита — 19

I

-9 Ol........ . .

10 С1!( См С21 Си Сн С^С^Сзд С27 CjgCjjCjQ С31

Малгинская и 30] Нельканская -20

if-'—' ' ' '—' ' ' '—'—'

с„с„ CI1CI1C0C1,C2,C1,C„C1,C1JC„C„

Рис. 9. Трицикланы в битумоидах рифея из обнажений р. Мая (номера образцов соответствуют табл. 4)

Мильконская свита

Рис. 10. Стераны в битумоидах рифея из обнажений р. Мая (номера образцов соответствуют табл. 4)

ципандинской и игниканской свит все исследователи определяли как аквагенное (Баженова и др., 1981, 2014; Матвиенко, Соболев, 1984; Соболев, 1987; Дахнова и др., 2013, 2014; Сафронов и др., 2015, Суслова и др., 2015, 2017). Вместе с тем, отмечалось, что находки микрофоссилий в малгинской свите находятся в соответствии с отсутствием или низким содержанием стеранов - это в основном остатки бактерий и цианобактерий; присутствуют лишь единичные находки более крупных акритарх, которые могут быть представителями эукариот (Суслова и др., 2017).

В изученных образцах зафиксированы в основном высокие содержания диастеранов Диа/Регул - 0.4-0.7, в

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Рис. 11. Тригонограмма стеранов в битумоидах рифея из обнажений р. Мая, свиты: 1 - малгинская, 2 - малгинская и ципандинская, 3 - ципандинская, 4 - кумахинская, 5 - мильконская, 6 - нельканская, 7 - игниканская, 8 - кандыкская (номера образцов соответствуют табл. 4)

среднем 0.4 (табл. 4)), что указывает на накопление материнского ОВ в бассейне с глинистой седиментацией (Mello et al., 1988; Waples, Machihara, 1990, 1991; Петров, 1994) и не согласуется с литологией ряда карбонатных образцов. Возможно, битумоиды в карбонатных образцах являются аллохтонными или паравтохтонными, или диастераны накоплены в них благодаря какому-то другому фактору, например, за счет катагенеза. По стеранам битумоиды в основном соответствуют слабо зрелому ОВ (коэффициент зрелости C29ßß(20S+20R)/C29aa20R <3), что противоречит заключению по результатам пиролиза (градации МК/-МК2). Однако стеранов в изученных битумоидах очень мало, и учитывая низкие выходы битумоида в целом, за исключением единичных образцов (в которых стераны не идентифицированы), к применению стерановых параметров надо подходить с осторожностью.

Зависимость биомаркерных показателей от миграции

При изучении докембрийских образцов, в особенности высокопреобразованных или возможно высокопреоб-разованных термически, весьма актуален вопрос автох-тонности битумоида, поэтому были построены графики зависимости биомаркерных параметров от битумоидного коэффициента для возможной прикидочной оценки влияния миграции на распределение УВ. Для ациклических насыщенных УВ не обнаруживается какой-либо отчетливой зависимости С27/С17, CPI и Pr/Ph от ß. В стеранах (рис. 12) отмечается повышение доли S-форм по сравнению с R-формами при увеличении ß в образцах малгинской и кандыкской свит, что может быть следствием большей катагенетической преобразованности аллохтонных примесей. В соотношении ßß- и aa-изомеров наблюдается обратная тенденция для кандыкской и ципандинской свит, свидетельствующая, что привнесенное вещество менее преобразовано. Однако образцы ципандинской свиты являются автохтонными. Не исключено, что эти тенденции не являются истинными, а связаны с ошибкой из-за малых количеств стеранов. Соотношение прегна-нов и стеранов в образцах малгинской свиты находятся в отчетливой прямо пропорциональной зависимости от процента битумоидов. Прегнаны, вероятно, более ми-грационноспособны, чем стераны и могут накапливаться в слабопроницаемых толщах (Конторович, Тимошина,

ßß20(S+R)/aa20R в стеранах С2, 3.51

. 24

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

22

23

•25

20S/(20S+20R) в стеранах С29 0.6 -, у=0.0123х+0.328 R=0.386 R=0.62 £3

13

•_ - 1*4

fs f 22

о

у=-0.1274х+3.7171 R=0.7082 R=0.84

5 10

~15

у=0.0059х+0.3554 R=0.562 R=0.75

Стераны/прегнаны

12] «9

10 ¿4

8 ✓

6 y=0.8077x+2.9164

4 R2=0.7466 R=0.86

2 -.15

0 -j-1-г

0 5 10 15

ß,%

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

0 5 10 0 25 Стераны/терпаны • 15

0.20

13 9

0.15 0.10 0.05 0

15

14

y=-0.0065x+0.2139

R2=0.9156 R=0.96 ß,%

10

15

Рис. 12. Зависимость соотношений стеранов от аллохтонно-сти битумоида в органическом веществе рифея из обнажений р. Мая (свиты: 1 - малгинская, 2 - кандыкская) с трендами (для малгинской свиты черная пунктирная линия, для кандык-ской свиты красная пунктирная линия), номера образцов соответствуют табл. 2, 4

2009). В то же время высокие концентрации прегнанов характерны для морских, лагунных обстановок седиментации материнских толщ с повышенной соленостью (ten Haven et al., 1988). Прегнаны могут накапливаться по сравнению с разрушающимися стеранами С27-30 при высоком катагенезе, а также они более устойчивы при биодеградации, чем стераны (Peters et al., 2007). Вероятно, привнос битумоидов происходил из более погруженных толщ, при накоплении которых бассейн имел более высокую соленость вод, причем УВ могут быть несколько биодеградированными. Вместе с тем, снижение доли стеранов, источниками которых были эукариоты (Peters et al., 2007), по сравнению с терпанами, может указывать на более древний источник. В терпанах повышение Ts по сравнению с Tm в аллохтонных битумоидах, слабое снижение в гомогопанах концентраций С35 по сравнению с С34, более отчетливое в конкретно малгинских образцах, некоторое повышение количества трицикланов по сравнению с гопанами с ростом битумоидного коэффициента (рис. 13) возможно связано с миграцией, поскольку более компактные молекулы мигрируют лучше. Возможными причинами прямо пропорциональной связи Ts/Tm с битумоидным коэффициентом является накопление исходного ОВ для аллохтонного битумоида в карбонатном осадке (Philp, 1983; Rullkotter, Marzi, 1988), его диагенез в окислительной обстановке (Moldowan et al., 1986) и высокий катагенез (Waples, Machihara, 1990; van Graas et al., 1990; Петров, 1994). Слабо просматриваемая тенденция снижения трицикланового индекса с ростом в может быть связана с миграцией косвенно, в том случае, если аллохтон-ные примеси имеют более низкий трициклановый индекс, указывающий на более мористые условия накопления исходного ОВ (Конторович и др., 1999) или более высокий катагенез. Это может относиться и к повышению количества трицикланов по сравнению с гопанами, если примесь содержит много трицикланов в силу большей мористости источника или более высокого катагенеза (Петров, 1994).

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

www.geors.ru ГЕОРЕСУРСЫ

1.5

C3!/C34 в гомогопанах

y=-0.0357x+0.8731 R=0.4319 R=0.66

25 20 15 10

Ts/Tm в гопанах

у = 0.4226е0"7" R2 = 0.541 R = 0.7355

23

25

24

21

/26

0.0

6 5 4

3 2

0 5 10 15 Гопаны С„.„/трицикланы С1м

20

22 18*-«-« 0

9 х »19

0 5 10

2C№!0/C2j.2î в трицикланах 3-01 о16

15

15

ДЗ

14

J 20 11

1Î-Î.O

>5.6

у=-0.0417х+0.9483 R2=0.6872 R=0.83

2 - / , 22 / 9 1 ^6

19 *

21

25V3 . ^ р %

2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

17-

24

10

?13 ' 21 25 .26

20 11 л •о11 if 19

10

15

20

10

15

Рис. 13. Зависимость соотношений терпанов от аллохтонно-сти битумоида в органическом веществе рифея из обнажений р. Мая (свиты: 1 - малгинская, 2 - малгинская и ципандинская, 3 - ципандинская, 4 - кумахинская, 5 - мильконская, 6 - нель-канская, 7 - игниканская, 8 - кандыкская) с трендами для всех образцов (синяя пунктирная линия) и отдельно для малгинской (черная пунктирная линия) и кандыкской (красная пунктирная линия) свит. Номера образцов соответствуют табл. 2, 4

Итак, отчетливая связь с миграционными процессами проявлена для отношений стераны/прегнаны и стераны/ терпаны малгинской свиты, содержащей как аллохтонные, так и автохтонные битумоиды. Тенденция для отношения стераны/прегнаны может указывать на привнос УВ (возможно биодеградированных) из более погруженных и с более высокой соленостью при накоплении ОВ толщ. Уменьшение концентраций стеранов по сравнению с терпанами при повышении битумоидного коэффициента может быть результатом поступления УВ из более древнего источника, более бедного эукариотами. Довольно расплывчатая тенденция снижения трицикланового индекса с повышением битумоидного коэффициента может указывать на привнос УВ, чьим источником было ОВ более мористого происхождения. Значительное увеличение Ts/Tm в аллохтонных битумоидах, возможно связано с привносом УВ из карбонатных толщ, где исходное ОВ имеет высокий катагенез и прошло диагенез в окислительной обстановке, хотя возможно и наложение чисто миграционных эффектов. Более высокий уровень катагенеза для мигрировавших УВ отражается и в повышении доли S-форм по сравнению с R-формами в стеранах (Han et al., 2017).

Заключение

В изученных породах докембрия Алдано-Майской впадины обогащены Сорг (>1 %) и могут быть отнесены к нефтематеринским аргиллиты и алевролиты малгинской, ципандинской и кумахинской свит. Образцы остальных изученных свит бедны Сорг и битумоидами, причем биту-моиды в них аллохтонные и смешанные, свидетельствующие о миграции нефтяных компонентов в изученных отложениях.

В образцах нефтематеринских малгинской и ципандинской свит отмечен наиболее высокий генерационный потенциал (HI составляет 267-511 мг УВ/г Сорг). Катагенез ОВ малгинской и кумахинской свит, судя по Tmax, соответствует МКД зрелость ОВ ципандинской и кандыкской свит ниже. Однако за счет возможного присутствия битумов в некоторых образцах HI может быть завышен, а Т занижена.

^ max

% На основании распределения УВ-биомаркеров 20 биопредшественниками ОВ нефтематеринских кумахинской, ципандинской и малгинской свит были в основном разнообразные прокариоты, в том числе цианобактерии (гопаны, ациклические биомаркеры) и в меньшей степени авто- и гетеротрофные эукариоты (концентрации и распределение стеранов), обитавшие в морских (отсутствие биомаркеров континентального ОВ, распределение ациклических алканов, стеранов) докембрийских (12- и 13-монометилалканы) бассейнах, с глинистым осадконакоплением (высокие содержания диастеранов). Накопление малгинской свиты вероятно происходило частично до появления эукариот (отсутствие стеранов в ряде образцов). В битумоидах ципандинской и кумахинской свит и в половине битумоидов малгинской свиты повышены концентрации низкомолекулярных трицикланов (2С19-20/С23-26 >1), что, возможно, связано со спецификой материнской биоты, хотя и не характерно для аквагенного ОВ.

Редкий гомологический ряд 2,7-диметилалканов, найденный в нескольких образцах малгинской свиты и в обоих образцах кумахинской свиты, не отмечен ни в одном образце ципандинской свиты, и, возможно, является признаком отличия ее биоты, условий ее накопления или эволюции в диагенезе и катагенезе. На отличие ци-пандинской свиты также указывает высокое содержание этилхолестанов (С29/С27=2.5) в ее углеродистом аргиллите.

Подобные отмеченным в образцах малгинской, ципандинской и кумахинской свит биомаркерные характеристики имеют в основном и аллохтонные, и смешанные битумоиды бедных ОВ образцов изученной коллекции (кроме битумонасыщенного песчаника кандыкской свиты). В них в основном повышен трициклановый индекс (>1); в ципандинском известняке обнаружены 12- и 13-монометилалканы; в карбонатах мильконской, нель-канской свит и в 1 образце кандыкской свиты отмечены 2,7-диметилалканы. В нескольких аллохтонных битумо-идах наблюдается значительное повышение содержаний триснорнеогопана Ts по сравнению с трисноргопаном Tm (Ts/Tm >3, в образцах игниканской и кандыкской свит -6.2-21.7), которое невозможно объяснить ни высоким катагенезом, ни примесью более молодых террагенных УВ, что, возможно, связано с обстановками в диагенезе или с миграционными процессами.

От миграционных процессов (по крайней мере, от величины битумоидного коэффициента в) в изученной коллекции в разной степени зависят отношения Ts/Tm в гопанах, гопаны С27-35/трицикланы С19-31, 2C19-20/C23-26 в трицикланах, C35/C34 в гомогопанах, 20S/20R и PP20(S+R)/aa20R в стеранах С29, стераны/прегнаны, сте-раны/терпаны. Вероятные искажения этих параметров при миграции и их причины имеет смысл исследовать на более обширной и разнообразной коллекции.

Благодарности/Финансирование

Авторы благодарят К.Е. Наговицина и П.Н. Соболева за предоставление образцов пород и битумоидов для геохимических исследований, за консультации и обсуждение.

Авторы благодарны рецензенту за внимательное прочтение текста настоящей рукописи и ценные замечания. Рекомендованные исправления значительно улучшили статью.

Работа выполнена при поддержке проекта ФНИ № 03312019-0022 «Органическая геохимия и история геологического развития доминантных нефтегазовых систем верхнего протерозоя и фанерозоя Сибири».

Литература

Баженова Т.К. (2010). Масштабы и время нефтегазообразования в верхнепротерозойских материнских формациях Сибирской платформы. Успехи органической геохимии: Мат. Всерос. науч. конф. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, с. 27-30.

Баженова Т.К., Белецкая С.Н., Беляева Л.С., Биккенина Д.А. и др. (1981). Органическая геохимия палеозоя и допалеозоя Сибирской платформы и прогноз нефтегазоносности. Ленинград: Недра, 211 с.

Баженова Т.К., Дахнова М.В., Жеглова Т.П., Лебедев В.С. и др. (2014). Нефтематеринские формации, нефти и газы докембрия и нижнего - среднего кембрия Сибирской платформы. Москва: ВНИГНИ, 128 с.

Баженова Т.К., Дахнова М.В., Можегова С.В. (2011). Верхний протерозой Сибирской платформы - основной источник нефтегазоносности её домезозойского мегабассейна. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 6(2), с. 1-21. http://www.ngtp.rU/rub/1/17_2011.pdf.

Дахнова М.В., Жеглова Т.П., Можегова С.В. (2013). Геохимия органического вещества нефтематеринских отложений рифея, венда и кембрия востока Сибирской платформы. Нефтегазогеологический прогноз и перспективы развития нефтегазового комплекса Востока России: сб. мат. научно-практ. конф. Санкт-Петербург: ВНИГРИ, с. 70-77.

Дахнова М.В., Жеглова Т.П., Можегова С.В. (2014). Генерационные характеристики ОВ и распределение биомаркеров в битумоидах нефтема-теринских пород рифея, венда и кембрия Сибирской платформы. Геология и геофизика, 55(5-6), с. 953-961. https://doi.Org/10.1016/j.rgg.2014.05.018

Каширцев В.А., Советов Ю.К., Костырева Е.А., Меленевский В.Н., Кучкина А.Ю. (2009). Новый гомологический ряд молекул-биометок из вендских отложений Бирюсинского Присаянья. Геология и геофизика, 50(6), с. 698-702. https://doi.Org/10.1016/j.rgg.2008.12.001

Ким Н.С. (2004). Опыт cpавнительного исследования нео^оте-pозойcкиx нефтей Аpавийcкой и Сиб^ской платфоpм. Геология и геофизика, 45(7), с. 924-933.

Конторович А.Э., Бахтуров С.Ф., Башарин А.К. и др. (1999). Разновозрастные очаги нафтидообразования и нафтидонакопления на Северо-Азиатском кратоне. Геология и геофизика, 40(11), с. 1676-1693.

Конторович А.Э., Изосимова А.Н., Конторович А.А., Хабаров Е.М., Тимошина И.Д. (1996). Геологическое строение и условия формирования гигантской Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления в верхнем протерозое Сибирской платформы. Геология и геофизика, 37(8), с. 166-195.

Конторович А.Э., Каширцев В.А., Меленевский В.Н., Тимошина И.Д. (2005). Состав углеводородов - биомаркеров в генетических семействах нефтей докембрия и кембрия Сибирской платформы. ДАН, 402(5), с. 651-655.

Конторович А.Э., Мельников Н.В., Сурков В.С., Трофимук А.А. и др. (1994а). Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып.6. Байкитский регион. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 52 с.

Конторович А.Э., Сурков В.С., Трофимук А.А., Шемин Г.Г., Бакин В.Е. и др. (1994б). Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып. 7. Непско-Ботуобинский регион. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 76 с.

Конторович А.Э., Тимошина И.Д. (2009). Насыщенные углеводороды-биомаркеры в нефтях и битумонасыщенных породах докембрия Катангской нефтегазоносной области. Геология нефти и газа, 1, с. 90-98.

Конторович А.Э., Тимошина И.Д., Соболев П.Н., Наговицин К.Е. (2012). Углеводороды-биомаркеры верхнего протерозоя Майской впадины (восток Сибирской платформы).Мат. 8Межд. конф.:Химия нефти и газа, Томск, с. 192-196.

Конторович А.Э., Тимошина И.Д., Филипцов Ю.А. (2011). Состав углеводородов-биомаркеров в нефтях рифея Байкитской антеклизы. Геология нефти и газа, 5, с.78-83.

Матвиенко Н.И., Соболев П.Н. (1984). Микроэлементы и органическое вещество в планктоногенных отложениях малгинской свиты юго-востока Сибирской платформы. Ассоциация микроэлементов с органическим веществом в осадочных толщах Сибири: Сб. науч. тр. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, с. 69-77.

Можегова С.В. (2010). Оценка генерационного потенциала до-кембрийских-нижнекембрийских нефтематеринских толщ Восточной Сибири с использованием данных пиролиза. Успехи органической геохимии: Мат. Всерос. науч. конф. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, с. 231-233.

Непско-Ботуобинская антеклиза - новая перспективная область добычи нефти и газа на востоке СССР. (1986). Под. ред. А.Э. Конторовича, В.С. Суркова, А.А. Трофимука. Новосибирск: Наука, 243с.

Парфенова Т.М., Суслова Е.А., Меленевский В.Н., Наговицин К.Е., Сараев С.В. (2014). Органическая геохимия малгинской свиты среднего рифея (юго-восток Сибирской платформы). Актуальные проблемы геологии нефти и газа Сибири: Мат. Всерос. науч. конф. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, с. 125-127.

Парфенова Т. М., Суслова Е.А. (2019). Новые сведения о геохимии рассеянного органического вещества пород неопротерозоя на юго-востоке Сибирской платформы. Межд. научно-практ. конф.: Новые идеи в геологии нефти и газа». Москва: МГУ, с.363-365.

Петров Ал.А. (1984). Углеводороды нефти. Москва: Наука, 263 с.

Петров Ал.А. (1994). Геохимическая типизация нефтей. Геохимия, 6, с. 876-891.

Решения Всесоюзного стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и четвертичной системе Средней Сибири. Ч.1 (Верхний докембрий, нижний палеозой) (1983). (Ред. В.Е. Савицкий, В.И. Краснов,

B.В. Хоментовский). Новосибирск, 215 с.

Сафронов А.Ф., Чалая О.Н., Зуева И.Н., Глязнецова Ю.С., Лифшиц

C.Х., Александров А.Р. (2015). Геохимия органического вещества ри-фейских отложений востока Алданской антеклизы. Наука и образование, (4), с. 13-18.

Соболев П.Н. (1987). Геохимия доманикитной малгинской свиты Юдомо-Майской впадины. Геология угленосных сланцев Сибири. Сборник научных трудов. Новосибирск: СНИИГГиМС, с. 69-76.

Соболев П.Н., Шиганова О.В., Дыхан С.В., Ахмедова А.Р. (2017). Новые данные о перспективах нефтегазоносности Алдано-Майской впадины. Геология и геофизика, 58(3-4), с. 643-656. https://doi.org/10.1016/). rgg.2017.03.002

Суслова Е.А., Парфенова Т.М., Меленевский В.Н., Наговицин К.Е., Сараев С.В. (2015). Черные сланцы малгинской свиты верхнего протерозоя - возможный источник нефтей и углеводородного сырья на юго-востоке Сибирской платформы. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Мат. Всерос. научно-практ. конф. Якутск: Ахсаан, с. 186-191.

Суслова Е.А., Парфенова Т.М., Сараев С.В., Наговицин К.Е. (2017). Органическая геохимия пород малгинской свиты мезопротерозоя и обстановки их формирования (юго-восток Сибирской платформы). Геология и геофизика, 58(3-4), с. 628-642. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.09.027

Тимошина И.Д. (2004). Геохимия органического вещества нефте-производивших пород и нефтей верхнего докембрия юга Восточной Сибири. Геология и геофизика, 45(7), с. 901-910.

Тимошина И. Д. (2005). Геохимия органического вещества не-фтепроизводящих пород и нефтей верхнего докембрия юга Восточной Сибири. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал «Гео», 166 с.

Тимошина И.Д., Конторович А.Э., Наговицин К.Е. (2010). Состав углеводородов-биомаркеров в породах лахандинской серии (рифей) на востоке Сибирской платформы. Мат. Всерос. науч. конф.: Успехи органической геохимии. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, с. 333-337.

Тимошина И.Д., Болдушевская Л.Н., Лапочкина Е.С. (2015). Геохимия органического вещества рифея (малгинская, ципандин-ская, мильконская, нельканская и кандыкская свиты) на юго-востоке Сибирской платформы. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Мат. Всерос. научно-практ. конф. Якутск: Ахсаан, с. 191-195.

Тимошина И.Д. (2020). Насыщенные и ароматические углеводороды-биомаркеры в нефтях Байкитской антеклизы. Известия ТПУ, 331(1), с. 184—194.

Тиссо Б., Вельте Д. (1981). Образование и распространение нефти. Москва: Мир, 502 с.

Хоментовский В.В. (1996). Событийная основа стратиграфической шкалы неопротерозоя Сибири и Китая. Геология и геофизика, 37(8), с. 43-56.

Чалая О.Н., Зуева И.Н., Сафронов А.Ф., Глязнецова Ю.С., Лифшиц С.Х. (2015). Геохимия органического вещества рифейских отложений востока Алданской антеклизы. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Мат. Всерос. научно-практ. конф. Якутск: Ахсаан, с. 186-191.

Шиганова О.В., Грибова И.С., Горбачев В.В. и др. (2015). Основные результаты изучения кембрийских, вендских и рифейских пород в параметрической скважине Усть-Майская 366 (1-й этап). Мат. II

научно-практ. конф.: Геология, геофизика и минеральное сырье Сибири. Т. 2. Новосибирск: СНИИГГиМС, с. 163-165.

Bazhenova O.K., Arefiev O.A. (1996). Geochemical peculiarities of Pre-Cambrian source rocks in the East European Platform. Org. Geochem., 25, pp. 341-351. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(96)00138-6

Berney C., Pawlowski J. (2006). A molecular time-scale for eukaryote evolution recalibrated with the continuous microfossil record. Proc. R. Soc. London, Ser. B, 273, pp. 1867-1872. https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3537 Blumenberg M., Thiel V, Riegel W., Kah L.C., Reitner J. (2012). Biomarkers of black shales formed by microbial mats, Late Mesoproterozoic (1.1 Ga) Taoudeni Basin, Mauritania. Precamb. Res., 196-197, pp. 113-127. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2011.11.010

Brocks J. J., Logan G. A., Buick R., Summons R.E. (1999). Archean Molecular Fossils and the Early Rise of Eukaryotes. Science, 285, pp. 1033-1036. https://doi.org/10.1126/science.285.5430.1033

Brocks J.J., Buick R., Summons R.E., Logan G.A. (2003). A reconstruction of Archean biological diversity based on molecular fossils from the 2.78 to 2.45 billion-year-old Mount Bruce Supergroup, Hamersley Basin, Western Australia. Geochimica & Cosmochimica Acta, 67(22), pp. 4321-4335. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(03)00209-6

Brocks J.J., Jarrett A.J.M., Sirantoine E., Kenig F., Moczydlowska M., Porter S., Hope J. (2016). Early sponges and toxic protists: Possible sources of cryostane, an age diagnostic biomarker antedating Sturtian Snowball Earth. Geobiology, 14(2), pp. 129-149. https://doi.org/10.1111/gbi.12165

Brocks J.J., Jarrett A.J.M., Sirantoine E., Hallmann C., Hoshino Y., Liyanage T. (2017). The rise of algae in Cryogenian oceans and the emergence of animals.Nature, 548(7669), pp. 578-581. https://doi.org/10.1038/nature23457 van Graas G., Bass J.M.A., van de Graaf B., de Leeuw J.W. (1990). Theoretical organic geochemistry. The thermodynamic stability of several cholestane isomers calculated by molecular mechanics. Geochimica & Cosmochimica Acta, 46, pp. 2399-2402. https://doi. org/10.1016/0016-7037(82)90211-3

Flannery E.N., George S.C. (2014). Assessing the syngeneity and indigeneity of hydrocarbons in the ~1.4 Ga Velkerri Formation, McArthur Basin, using slice experiments. Org. Geochem., 77, pp. 115-125. https://doi. org/10.1016/j.orggeochem.2014.10.008

Grantham P.J., Lijmbach G.W.M., Posthuma J., Hughes-Clarke M.W., Willink R.J. (1988). Origin of crude oils in Oman. J. Petrol. Geol., 11(1), pp. 61-80. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.1988.tb00801.x

Han Y., Horsfield B., Curry D.J. (2017). Control of facies, maturation and primary migration on biomarkers in the Barnett Shale sequence in the Marathon 1 Mesquite well, Texas. Mar. and Petrol. Geol., 85, pp. 106-116. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2017.04.018

ten Haven H.L., de Leeuw J.W., Sinninghe Damste J.C. Schenck P. A., Palmer S. E., Zumberge J. E. (1988). Application of biological markers in the recognition of palaeohypersaline environments. Lacustrine petroleum source rocks: Geol. Soc. SpecialPubl., (40), pp. 123-130. https://doi.org/10.1144/ GSL.SP. 1988.040.01.11

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Timoshina I.D., Kim N.S. (2005). Geochemistry of Precambrian oils of Eurasia and Australia. Petroleum Frontiers, 20(3), pp. 11-26.

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Nagovitsin K.E., Sobolev P.N., Sukhoruchko V.I., Timoshina I.D. (2011a). The first findings of 12- and 13-monomethylalkanes in dispersed organic matter of Upper Proterozoic and Cambrian of Siberian platform. The 25th Int. Meet. on Organic Geochemistry. Abstracts. Rapiergroup, UK, p. 602.

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Nagovitsin K.E., Sobolev P.N., Sukhoruchko V.I., Timoshina I.D. (2011b). Mid-chain branched monomethylalkanes in Upper Proterozoic and Cambrian of Siberian platform. Abstracts. III Int. Conf.: Biosphere Origin and Evolution. Rethymno, Crete, Greece, pp. 165-166.

Kontorovich A., Timoshina I., Sobolev P., Nagovitsin K. (2013). Biogeochemistry of the Neoproterozoic organic matter in the South-East of

the Siberian platform. Abstracts. 26th Int. Meet. on Organic Geochemistry. Costa Adeje, Tenerife, Spain, v. 2, pp. 255-256.

Luo G., Hallmann C., Xie S., Ruan X., Summons R. (2015). Comparative microbial diversity and redox environments of black shale and stromatolite facies in the Mesoproterozoic Xiamaling Formation. Geochim. Cosmochim. Acta, 151, pp. 150-167. https://doi.org/10.1016/j.gca.2014.12.022

Mello M.R., Telnaes N., Gaglianone P.C. Chicarelli M.I., Brassell S.S., Maxwell J.R. (1988). Organic geochemical characterisation of depositional palaeoenvironments of source rocks and oils in Brasilian marginal basins. Organic Geochemistry, 13(1), pp. 31-46.https://doi. org/10.1016/0146-6380(88)90023-X

Moldowan J.M., Sundarar P., Schoell M. (1986). Sensitivity of biomarker properties to depositional environment and/or source input in the Lower Toarcian of S.W. Germany. Organic Geochemistry, 10, pp. 915-926. https:// doi.org/10.1016/S0146-6380(86)80029-8

Peters K.E., Moldowan J.M. (1993). The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. New Jersey, Prentice Hall, Englwood Cliffs, 363 p.

Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2007). The biomarker guide. Cambridge University Press, 1155 p.

Philp R.P. (1983). Correlation of crude oils from the San Jorges Basin, Argentina. Geochimica et Cosmochimica Acta, 47, pp. 267-275. https://doi. org/10.1016/0016-7037(83)90139-4

Philp R.P (1985). Fossil fuel biomarkers. Amsterdam: Elsevier, 294 p. Philp R.P, Gilbert T.D. (1986). Biomarker distribution in Australian oils predominantly derived from terrigenous source material. Organic Geochemistry, 10, pp.73-84. https://doi.org/10.1016/0146-6380(86)90010-0 Pratt L.M., Summons R.E., Hieshima G.B. (1991). Sterane and triter-pane biomarkers in the Precambrian Nonesuch Formation, North American Midcontinent Rift. Geochim. Cosmochim. Acta, 55, pp. 911-916. https://doi. org/10.1016/0016-7037(91)90351-5

RUllkotter J., Marzi R. (1988). Natural and artificial of biological markes in a Toarcian shale from northern Germany. Organic Geochemistry, 13, pp.639-645. https://doi.org/10.1016/0146-6380(88)90084-8

Summons R.E., Walter M.R. (1990). Molecular fossils and microfossils of prokaryotes and protists from Proterozoic sediments. Am. J. Sci., 290-A, pp. 212-244.

Volkman J.K., Alexander R., Kagi R.I., Noble R.A., Woodhouse G.W. (1983). A geochemical reconstruction of oil generation in the Barrow Sub-basin of Western Australia. Geochimica et Cosmochimica Acta, 47, pp. 2071-2106. https://doi.org/10.1016/0016-7037(83)90034-0

Waples D.W., Machihara T. M. (1990). Application of sterane and triterpane biomarkers in petroleum exploration. Bull. Can. Petrol. Geol., 38(3), pp. 357-380.

Waples D.W., Machihara T. (1991). Biomarkers for geologists - a practical guide to the application of steranes and triterpanes in petroleum geology. AAPG Methods in explorations, 9, 91 p.

Сведения об авторах

Ирина Дмитриевна Тимошина - канд. геол.-мин. наук, старший научный сотрудник, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Россия, 630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, д. 3

Людмила Николаевна Болдушевская - канд. геол.-мин. наук, доцент, начальник отдела региональной геологии и ГРР, ООО «РН-КрасноярскНИПИнефть»

Россия, 660098, Красноярск, ул. 9 мая, д. 65Д

Статья поступила в редакцию 14.02.2020;

Принята к публикации 13.08.2020; Опубликована 11.12.2020

Geochemistry of neoprotherosoic organic matter in the southeast of the siberian platform

I.D. Timoshina1*, L.N. Boldushevskaya2

1 Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation 2RN-KrasnoyarskNIPIneft LLC, Krasnoyarsk, Russian Federation *Corresponding author: Irina D. Timoshina, e-mail: [email protected]

Abstract. In the Neoproterozoic of the Aldan-Maya depression, as source rocks. High generation potential is typical for the MF

the rocks of the Malgin (MF), Tsipanda (TF) and Kumakha (KF) and TF (267-511 mg HC/g TOC). The thermal maturity level of Formations are enriched in organic matter (OM) and can be classified OM corresponds to MCj2 grade (Tmax is 438-443°C). Based on the

biomarker distribution, the biological precursors of OM in these formations are mostly prokaryotes, including cyanobacteria (hopanes, acyclic biomarkers) and to a lesser extent eukaryotes (the presence of steranes C27-C30) that lived in the Precambrian (the presence of 12- and 13-monomethylalkanes) marine (absence of continental biomarkers, the distributions of acyclic alkanes and steranes) basin with clayey sedimentation (high content of diasteranes). The absence of steranes in some samples (the absence of eukaryotes in the source OM), the MF is likely to have been partly deposited before the emergence of eukaryotes. Most samples have elevated concentrations of low-molecular tricyclanes (2C19_20/C23_26>1), which can be attributed to the specificity of the source biota, although it is not typical for marine OM. A rare homologous series of 2,7-dimethylalkanes that has been recently found by other researchers in some Precambrian strata is present in several samples of the MF and KF and totally absent from all samples of the TF. This may indicate the differences in its biota, depositional environments or its evolution during diagenesis and catagenesis. A distinctive feature of the TF is the high content of ethylcholestanes (C29/C27=2.5).

Keywords: Siberian platform, Precambrian, oil source formations, organic geochemistry, biomarker hydrocarbons

Recommended citation: Timoshina I.D., Boldushevskaya L.N. (2020). Geochemistry of neoprotherosoic organic matter in the southeast of the Siberian platform. Georesursy = Georesources, 22(4), pp. 41-54. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2020A41-54

Acknowledgments

The authors are grateful to K.E. Nagovitsin and P.N. Sobolev for providing samples of rocks and bitumoidsfor geochemical research, for consultation and discussion.

The authors are grateful to the referee for carefully reading the manuscript and for valuable comments.

This work was supported by the FSR project No. 0331-2019-0022 «Organic geochemistry and the history of geological development of the dominant oil and gas systems of the Upper Proterozoic and Phanerozoic of Siberia».

References

Bazhenova T.K. (2010). The scale and time of oil and gas formation in the Upper Proterozoic source formations of the Siberian platform. Advances in Organic Geochemistry: Proc. All-Russ. sci. conf. Novosibirsk: IPGG SB RAS, pp. 27-30. (In Russ.)

Bazhenova O.K., Arefiev O.A. (1996). Geochemical peculiarities of Pre-Cambrian source rocks in the East European Platform. Org. Geochem., 25, pp. 341-351. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(96)00138-6

Bazhenova T.K., Beletskaya S.N., Belyayeva L.S. et al. (1981). Organic geochemistry of the Paleozoic and Pre-Paleozoic Siberian platform and oil and gas potential. Leningrad: Nedra, 211 p. (In Russ.)

Bazhenova T.K., Dakhnova M.V., Zheglova T.P. et al. (2014). Oil and gas source formations, oil and gases of the Precambrian and lower-middle Cambrian of the Siberian platform. Moscow: VNIGNI, 128 p. (In Russ.)

Bazhenova T.K., Dakhnova M.V., Mozhegova S.V. (2011). The Upper Proterozoic of the Siberian Platform is the main source of oil and gas in its pre-Mesozoic megabasin. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika = Oil and gas geology. Theory and Practice, 6(2), pp. 1-21. (In Russ.). http://www. ngtp.ru/rub/1/17_2011.pdf

Berney C., Pawlowski J. (2006). A molecular time-scale for eukaryote evolution recalibrated with the continuous microfossil record. Proc. R. Soc. London, Ser. B, 273, pp. 1867-1872. https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3537

Blumenberg M., Thiel V., Riegel W., Kah L.C., Reitner J. (2012). Biomarkers of black shales formed by microbial mats, Late Mesoproterozoic (1.1 Ga) Taoudeni Basin, Mauritania. Precamb. Res., 196-197, pp. 113-127. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2011.11.010

Brocks J. J., Logan G. A., Buick R., Summons R.E. (1999). Archean Molecular Fossils and the Early Rise of Eukaryotes. Science, 285, pp. 1033-1036. https://doi.org/10.1126/science.285.5430.1033

Brocks J.J., Buick R., Summons R.E., Logan G.A. (2003). A reconstruction of Archean biological diversity based on molecular fossils from the 2.78 to 2.45 billion-year-old Mount Bruce Supergroup, Hamersley Basin, Western Australia. Geochimica & Cosmochimica Acta, 67(22), pp. 4321-4335. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(03)00209-6

Brocks J.J., Jarrett A.J.M., Sirantoine E., Kenig F., Moczydlowska M., Porter S., Hope J. (2016). Early sponges and toxic protists: Possible sources

of cryostane, an age diagnostic biomarker antedating Sturtian Snowball Earth. Geobiology, 14(2), pp. 129-149. https://doi.org/10.1111/gbi.12165

Brocks J.J., Jarrett A.J.M., Sirantoine E., Hallmann C., Hoshino Y., Liyanage T. (2017). The rise of algae in Cryogenian oceans and the emergence of animals. Nature, 548(7669), pp. 578-581. https://doi.org/10.1038/nature23457 Chalaya O.N., Zuyeva I.N., Safronov A.F., Glyaznetsova YU.S., Lifshits S.KH. (2015). Geochemistry of organic matter of Riphean deposits of the east of the Aldan anteclise. Black shales: geology, lithology, geochemistry, importance for the oil and gas complex, prospects for use as an alternative hydrocarbon raw material: Proc. All-Russ. sci.-pract. conf. Yakutsk: Akhsaan, pp. 186-191. (In Russ.)

Dakhnova M.V., Zheglova T.P, Mozhegova S.V. (2013). Geochemistry of organic matter of oil source deposits of Riphean, Vendian and Cambrian of the east of the Siberian platform. Sci.-pract. Conf.: Oil and gas geological forecast and development prospects of the oil and gas complex of the East of Russia. Coll. papers. St. Petersburg: VNIGRI, pp. 70-77. (In Russ.)

Dakhnova M.V., Zheglova T.P., Mozhegova S.V. (2014). Generation characteristics of organic matter and the distribution of biomarkers in the bitumoids of the Riphean, Vendian, and Cambrian source rocks ofthe Siberian Platform. Russian Geology and Geophysics, 55(5-6), pp. 755-762. https:// doi.org/10.1016/j.rgg.2014.05.018

Decisions of the All-Union Stratigraphic Conference on Precambrian, Paleozoic and Quaternary System of Central Siberia. Part 1. Upper Precambrian, Lower Paleozoic). (1983). Ed. V.Ye. Savitskiy, V.I. Krasnov, V.V. Khomentovskiy. Novosibirsk, 215 p. (In Russ.)

van Graas G., Bass J.M.A., van de Graaf B., de Leeuw J.W. (1990). Theoretical organic geochemistry. The thermodynamic stability of several cholestane isomers calculated by molecular mechanics. Geochimica & Cosmochimica Acta, 46, pp. 2399-2402. https://doi. org/10.1016/0016-7037(82)90211-3

Flannery E.N., George S.C. (2014). Assessing the syngeneity and indigeneity of hydrocarbons in the ~1.4 Ga Velkerri Formation, McArthur Basin, using slice experiments. Org. Geochem., 77, pp. 115-125. https://doi. org/10.1016/j.orggeochem.2014.10.008

Grantham P.J., Lijmbach G.W.M., Posthuma J., Hughes-Clarke M.W., Willink R.J. (1988). Origin of crude oils in Oman. J. Petrol. Geol., 11(1), pp. 61-80. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.1988.tb00801.x

Han Y., Horsfield B., Curry D.J. (2017). Control of facies, maturation and primary migration on biomarkers in the Barnett Shale sequence in the Marathon 1 Mesquite well, Texas. Mar. and Petrol. Geol., 85, pp. 106-116. https://doi.org/10.1016Zj.marpetgeo.2017.04.018

ten Haven H.L., de Leeuw J.W., Sinninghe Damste J.C. Schenck P. A., Palmer S. E., Zumberge J. E. (1988). Application of biological markers in the recognition of palaeohypersaline environments. Lacustrine petroleum source rocks: Geol. Soc. SpecialPubl., (40), pp. 123-130. https://doi.org/10.1144/ GSL.SP. 1988.040.01.11

Kashirtsev V.A., Sovetov YU.K., Kostyreva Ye.A., Melenevskii V.N., Kuchkina A.YU. (2009). New homologous series of biomarker molecules from Vendian deposits of the Sayan-adjacent Biryusa area. Russian Geology and Geophysics, 50(6), pp. 541-545. https://doi.org/10.1016Zj.rgg.2008.12.001 Khomentovskiy V.V. (1996). The event basis of the stratigraphic scale of the Neoproterozoic of Siberia and China. Geologiya i geofizika, 37(8), pp. 43-56. (In Russ.)

Kim N.S. (2004). The experience of a comparative study of neoproterozoic oils of the Arabian and Siberian platforms. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics, 45(7), pp. 924-933. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Bakhturov S.F., Basharin A.K. et al. (1999). Heterochronous Centers of Naphthide Formation and Accumulation in the North Asian Craton. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics, 40(11), pp. 1647-1665. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Izosimova A.N., Kontorovich A.A., Khabarov Ye.M., Timoshina I.D. (1996). Geological structure and formation conditions of the giant Yurubcheno-Tokhomskoye oil and gas accumulation zone in the Upper Proterozoic of the Siberian Platform. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics, 37(8), pp. 166-195. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Melenevskii V.N., Timoshina I.D. (2005). The composition of biomarker hydrocarbons in the genetic families of oils of the Precambrian and Cambrian Siberian platform. Doklady Earth Sciences, 403(5), pp. 715-718.

Kontorovich A.E., Melnikov N.V., Surkov V.S., Trofimuk A.A. et al. (1994a). Oil and gas basins and regions of Siberia. Is.6. Baikit region. Novosibirsk: UIGGM SB RAS, 52 p. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Surkov V.S., Trofimuk A.A. et al. (1994b). Neftegazonosnyye basseyny i regiony Sibiri. Is. 7. Nepa-Botuoba region. Novosibirsk, UIGGM SB RAS, 76 p. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Timoshina I.D. (2009). Saturated biomarker hydrocarbons in oils and bitumen-saturated rocks of Precambrian of the Katanga oil and gas region. Geologiya nefti i gaza = Russian Oil and Gas Geology, 1, pp. 90-98. (In Russ.)

HWHHO-TEXHHHECKHfl JIWPHAfl

www.geors.ru rEDPECYPChl

Kontorovich A.E., Timoshina I.D., Sobolev P.N., Nagovitsin K.Ye. (2012). Biomarker hydrocarbons of the Upper Proterozoic of the May Depression (east of the Siberian Platform). Proc. 8th Int. Conf.: Chemistry of Oil and Gas. Tomsk, pp. 192-196. (In Russ.)

Kontorovich A.E., Timoshina I.D., Filiptsov YU.A. (2011). Composition of biomarker hydrocarbons in Riphean oils of the Baikitsky anteclise. Geologiya nefti i gaza = Russian Oil and Gas Geology, 5, pp. 78-83.

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Timoshina I.D., Kim N.S. (2005). Geochemistry of Precambrian oils of Eurasia and Australia. Petroleum Frontiers, 20(3), pp. 11-26.

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Nagovitsin K.E., Sobolev P.N., Sukhoruchko V.I., Timoshina I.D. (2011a). The first findings of 12- and 13-monomethylalkanes in dispersed organic matter of Upper Proterozoic and Cambrian of Siberian platform. The 25th Int. Meet. on Organic Geochemistry. Abstracts. Rapiergroup, UK, p. 602.

Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Nagovitsin K.E., Sobolev P.N., Sukhoruchko V.I., Timoshina I.D. (2011b). Mid-chain branched monomethylalkanes in Upper Proterozoic and Cambrian of Siberian platform. Abstracts. III Int. Conf.: Biosphere Origin and Evolution. Rethymno, Crete, Greece, pp. 165-166.

Kontorovich A., Timoshina I., Sobolev P., Nagovitsin K. (2013). Biogeochemistry of the Neoproterozoic organic matter in the South-East of the Siberian platform. Abstracts. 26th Int. Meet. on Organic Geochemistry. Costa Adeje, Tenerife, Spain, v. 2, pp. 255-256.

Luo G., Hallmann C., Xie S., Ruan X., Summons R. (2015). Comparative microbial diversity and redox environments of black shale and stromatolite facies in the Mesoproterozoic Xiamaling Formation. Geochim. Cosmochim. Acta, 151, pp. 150-167. https://doi.org/10.1016Zj.gca.2014.12.022

Matviyenko N.I., Sobolev P.N. (1984). Microelements and organic matter in planktonogenic deposits of the Malgin Formation in the southeast of the Siberian Platform. The association of trace elements with organic matter in the sedimentary strata of Siberia: Coll. papers. Novosibirsk: IPGG SB RAS, pp. 69-77. (In Russ.)

Mello M.R., Telnaes N., Gaglianone P.C. Chicarelli M.I., Brassell S.S., Maxwell J.R. (1988). Organic geochemical characterisation of depositional palaeoenvironments of source rocks and oils in Brasilian marginal basins. Organic Geochemistry, 13(1), pp. 31-46. https://doi. org/10.1016/0146-6380(88)90023-X

Moldowan J.M., Sundarar P., Schoell M. (1986). Sensitivity of biomarker properties to depositional environment and/or source input in the Lower Toarcian of S.W. Germany. Organic Geochemistry, 10, pp. 915-926. https:// doi.org/10.1016/S0146-6380(86)80029-8

Mozhegova S.V. (2010). Assessment of the generation potential of Precambrian-Lower Cambrian oil source strata of Eastern Siberia using pyrolysis data. Advances in Organic Geochemistry: Proc. All-Russ. sci. conf. Novosibirsk: IPGG SB RAS, pp. 231-233. (In Russ.)

Nepa-Botuoba anteclise is a new promising area for oil and gas production in the east of the USSR. (1986). Ed. A.E. Kontorovich, V.S. Surkov, A.A. Trofimuk. Novosibirsk: Nauka, 243 p. (In Russ.)

Parfenova T.M., Suslova Ye.A., Melenevskiy V.N., Nagovitsin K.Ye., Sarayev S.V. (2014). Organic Geochemistry of the Malgin Formation of the Middle Riphean (southeast of the Siberian Platform). Actual problems of the oil and gas geology of Siberia: Proc. All-Russ. sci. conf. Novosibirsk: IPGG SB RAS, pp. 125-127. (In Russ.)

Parfenova T. M., Suslova Ye.A. (2019). New information on the geochemistry of dispersed organic matter of Neoproterozoic rocks in the southeast of the Siberian platform. Int. sci.-pract. conf.: New ideas in the geology of oil and gas. Moscow: MSU, pp. 363-365. (In Russ.)

Peters K.E., Moldowan J.M. (1993). The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. New Jersey, Prentice Hall, Englwood Cliffs, 363 p.

Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2007). The biomarker guide. Cambridge University Press, 1155 p.

Petrov Al.A. (1984). Oil hydrocarbons. Moscow: Nauka, 263 p. (In Russ.) Petrov Al.A. (1994). Geochemical typification of oils. Geokhimiya, 6, pp. 876-891. (In Russ.)

Philp R.P. (1983). Correlation of crude oils from the San Jorges Basin, Argentina. Geochimica et CosmochimicaActa, 47, pp. 267-275. https://doi. org/10.1016/0016-7037(83)90139-4

Philp R.P. (1985). Fossil fuel biomarkers. Amsterdam: Elsevier, 294 p. Philp R.P., Gilbert T.D. (1986). Biomarker distribution in Australian oils predominantly derived from terrigenous source material. Organic Geochemistry, 10, pp.73-84. https://doi.org/10.1016/0146-6380(86)90010-0 Pratt L.M., Summons R.E., Hieshima G.B. (1991). Sterane and triterpane biomarkers in the Precambrian Nonesuch Formation, North American Midcontinent Rift. Geochim. Cosmochim. Acta, 55, pp. 911-916. https://doi. org/10.1016/0016-7037(91)90351-5

Rullkotter J., Marzi R. (1988). Natural and artificial of biological markes in a Toarcian shale from northern Germany. Organic Geochemistry, 13,

pp.639-645. https://doi.org/10.1016/0146-6380(88)90084-8

Safronov A.F., Chalaya O.N., Zuyeva I.N., Glyaznetsova YU.S., Lifshits S.KH., Aleksandrov A.R. (2015). Geochemistry of organic matter of Riphean deposits of the east of the Aldan anteclise. Nauka i obrazovaniye, (4), pp. 13-18. (In Russ.)

Shiganova O.V., Gribova I.S., Gorbachev V.V. et al. (2015). The main results of the study of Cambrian, Vendian and Riphean rocks in the parametric well Ust-Mayskaya 366 (stage 1). Proc. IISci. andPract. Conf.: Geology, Geophysics and Mineral Resources of Siberia, vol. 2. Novosibirsk: SNIIGGiMS, pp. 163-165. (In Russ.)

Sobolev P.N. (1987). Geochemistry of the Domanik Malgin Formation of the Yudomo-May Depression. Geology of coal shales of Siberia: Coll. papers. Novosibirsk: SNIIGGiMS, pp. 69-76. (In Russ.)

Sobolev P.N., Shiganova O.V., Dykhan S.V., Akhmedova A.R. (2017). New data on the petroleum potential of the Aldan-Maya depression. Russian Geology and Geophysics, 58(3-4), pp. 529-540. https://doi.org/10.1016/). rgg.2017.03.002

Summons R.E., Walter M.R. (1990). Molecular fossils and microfossils of prokaryotes and protists from Proterozoic sediments. Am. J. Sci., 290-A, pp. 212-244.

Suslova Ye.A., Parfenova T.M., Melenevskiy V.N., Nagovitsin K.Ye., Sarayev S.V. (2015). The black shales of the Malgin Formation of the Upper Proterozoic are a possible source of oils and hydrocarbons in the southeast of the Siberian Platform. Black shales: geology, lithology, geochemistry, importance for the oil and gas complex, prospects for use as an alternative hydrocarbon raw material: Proc. All-Russ. sci.-pract. conf. Yakutsk: Akhsaan, pp. 186-191. (In Russ.)

Suslova Ye.A., Parfenova T.M., Sarayev S.V., Nagovitsin K.Ye. (2017). Organic geochemistry of rocks of the Malgin Formation of the Mesoproterozoic and the conditions of their formation (southeast of the Siberian Platform). Russian Geology and Geophysics, 58(3-4), pp. 516-528. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.09.027

Timoshina I.D. (2004). Geochemistry of the organic matter of oil-producing rocks and oils of the Upper Precambrian south of Eastern Siberia. Geologiya i geofizika, 45(7), pp. 901-910. (In Russ.)

Timoshina I.D. (2005). Geochemistry of organic matter of oil-producing rocks and oils of the Upper Precambrian south of Eastern Siberia. Novosibirsk: SB RAS, filial «Geo», 166 p. (In Russ.)

Timoshina I.D., Kontorovich A.E., Nagovitsin K.Ye. (2010). The composition of biomarker hydrocarbons in the rocks of the Lahanda series (Riphean) in the east of the Siberian platform. Proc. All-Russ. sci. conf.: Advances in Organic Geochemistry. Novosibirsk: IPGG SB RAS, pp. 333-337. (In Russ.)

Timoshina I.D., Boldushevskaya L.N., Lapochkina Ye.S. (2015). Geochemistry of Riphean organic matter (Malgin, Tsipanda, Milkon, Nelkan and Kandyk formations) in the southeast of the Siberian platform. Black shales: geology, lithology, geochemistry, importance for the oil and gas complex, prospects for use as an alternative hydrocarbon raw material: Proc. All-Russ. sci.-pract. conf. Yakutsk: Akhsaan, pp. 191-195. (In Russ.)

Timoshina I.D. (2020). Saturated and aromatic biomarker hydrocarbons in oils of the Baikit anteclise. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 331(1), pp. 184-194. (In Russ.)

Tissot, B.P., Welte, D.H. (1984). Petroleum formation and occurence. Berlin Heidelberg, Springer, 702 p. (In Russ.)

Volkman J.K., Alexander R., Kagi R.I., Noble R.A., Woodhouse G.W. (1983). A geochemical reconstruction of oil generation in the Barrow Sub-basin of Western Australia. Geochimica et Cosmochimica Acta, 47, pp. 2071-2106. https://doi.org/10.1016/0016-7037(83)90034-0

Waples D.W., Machihara T. M. (1990). Application of sterane and triterpane biomarkers in petroleum exploration. Bull. Can. Petrol. Geol., 38(3), pp.357-380.

Waples D.W., Machihara T. (1991). Biomarkers for geologists - a practical guide to the application of steranes and triterpanes in petroleum geology. AAPG Methods in explorations, 9, 91 p.

About the Authors

IrinaD. Timoshina - Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

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

Lyudmila N. Boldushevskaya - Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Associate Professor, Head of the Department of Regional Geology and Geological Exploration, RN-KrasnoyarskNIPIneft LLC 65D, 9 May st., Krasnoyarsk, 660098, Russian Federation

Manuscript received 14 February 2020;

Accepted 13 August 2020; Published 11 December 2020