CC BY
27
УДК 552.5:551.763(571.121)
DOI: lG.l83G3/26l8-98lX-2Gl8-l-228-235
ИХНОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА И ОСОБЕННОСТИ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ НИЖНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ЗАПАДЕ ГЫДАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА
Людмила Галериевна Вакуленко
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории седиментологии; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 63009G, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, доцент, тел. (383)333-23-G3, e-mail: [email protected]
Остап Дмитриевич Николенко
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, инженер лаборатории седиментологии, тел. (383)333-23-G3, e-mail: [email protected]
Анастасия Евгеньевна Трушкина
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, лаборант лаборатории седиментологии; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 63009G, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, студент, тел. (383)333-23-G3, e-mail: [email protected]
Петр Александрович Ян
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, зав. лабораторией седиментологии; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 63009G, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, старший преподаватель, тел. (383)333-23-G3, e-mail: [email protected]
В процессе комплексных седиментологических исследований керна скважин, пробуренных на западе Гыданского полуострова, в разрезе нижнего мела, представленного морскими, переходными и континентальными отложениями, было идентифицировано 18 ихно-родов, следы бегства и ризолиты. Проведен анализ ихнологических сообществ, выявлена взаимосвязь масштабов проявления биотурбации, ихнологического разнообразия и особенностей поведения бентосных организмов с основными абиотическими факторами.
Ключевые слова: ихнофоссилии, обстановки и условия седиментации, нижний мел, Западная Сибирь.
ICHNOLOGICAL COMMUNITY AND FEATURES OF SEDIMENTATION IN THE LOWER CRETACEOUS DEPOSITS OF GYDANSKY PENINSULA
Lyudmila G. Vakulenko
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 63GG9G, Russia, Ph. D., Associate Professor, Leading Researcher, Laboratory of Sedimentology; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 63GG73, Russia, Associate Professor, phone: (383)333-23-G3, e-mail: [email protected]
Ostap D. Nikolenko
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Akademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Engineer, Laboratory of Sedimentology, phone: (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Anastasia E. Trushkina
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Akademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Engineer, Laboratory of Sedimentology; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Student, phone: (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Peter A. Yan
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Akademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Associate Professor, Head of Laboratory of Sedimentology; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Senior Lecturer, phone: (383)363-67-21, e-mail: [email protected]
The detailed sedimentological studies of cores from the wells drilled in the west part of Gydan oil and gas-bearing area allow distinguishing 18 Ichnogenius, root and escape traces in Lower Cretaceous marine, transitional and continental sediments. The ichnologic analysis show the relationship between varieties, degree of bioturbation, benthic community behavior and the main abiotic factors of sedimentation environments.
Key words: Ihnofossils, sedimentation conditions and environments, Lower Cretaceous, Western Siberia.
Меловой период ознаменовался крупной тектонической перестройкой, в результате которой в раннем берриассе некомпенсированный ЗападноСибирский морской бассейн начал интенсивно заполняться осадками [3]. Нижнемеловые отложения на территории Гыданского полуострова представлены ахской (берриас-нижний готерив), танопчинской (готерив-апт) и яронгской (нижний-средний альб) свитами, суммарная мощность которых может достигать 2 и более тыс. м. Ахская свита представлена преимущественно алеврито-глинистыми отложениями с отдельными песчаными пластами группы БГ толщиной от первых до 30 м, в редких случаях до 70 м. Нижняя ее часть состоит из фондо- и ортоформенных частей клиноформ, сформировавшихся на аккумулятивном склоне и у его подножья, а верхняя - из ундаформенных частей клино-форм, и на рассматриваемой территории представлена относительно мелководными морскими отложениями [3, 6]. Дальнейшее развитие регрессии привело к формированию преимущественно дельтовых отложений нижнетанопчинской и аллювиальных отложений верхнетанопчинской подсвиты с песчаными пластами группы ТП толщиной до 40, реже - до 80-130 м (пласт ТП10-11). В верхнем апте начинается новая трансгрессия: самая верхняя часть танопчинской свиты (пласты ТП1-3) представлена дельтовыми участками, мелководно-морскими отложениями. Их перекрывает мелководно-морская существенно глинистая яронгская свита с алеврито-песчаными пластами группы ХМ толщиной 15-30 м.
В процессе комплексных исследований нижнемеловых отложений по материалам бурения ряда скважин на западе Гыданского полуострова был использован в том числе и ихнофациальный анализ, позволяющий уточнить и дополнить представления об обстановках и условиях седиментации. Он основан на изучении следов жизнедеятельности (ихнофоссилий), которые несут важную информацию о поведении оставлявших их организмов, приспосабливавшихся к окружающей среде. Широкое развитие следов биотурбации в нижнемеловых отложениях исследователи отмечают давно, однако элементы ихнофациального анализа встречаются в работах авторских коллективов Е. Ю. Барабошкина и др., К. В. Зверева и др., А. И. Кудаманова и др., Н. В. Танинской и др.
Анализируемый в данной работе каменный материал не позволил рассмотреть особенности отложений глубоководных подошвенных частей и склонов клиноформенных комплексов нижней части ахской свиты. Для вышележащей части нижнемелового разреза были выявлены ассоциации ихнофоссилий в отложениях мелководно-морского, дельтового и континентального генезиса. Мелководно-морской комплекс представлен отложениями умеренно-глубокого шельфа (ниже базиса штормовых волн), средне-глубокого шельфа (между базисом нормальных и штормовых волн) и мелкого шельфа (между базисом нормальных волн и средним уровнем отлива).
Отложения умеренно-глубокого шельфа слабо представлены в керне - это массивные аргиллиты с различной примесью алевритового материала, иногда с маломощными прослоями/линзами алевролита. Присутствуют фораминиферы, палиноморфы морского генезиса (преимущественно диноцисты) [6]. Ассоциация доминирующих ихнофоссилий Phycosiphon-Chondrites отмечена лишь на отдельных уровнях, где индекс биотурбации (BI), согласно пятибальной шкале [5], может достигать 3-4, чаще биотурбация отсутствует или слабая (BI 1-2).
Отложения средне-глубокого шельфа представлены горизонтальным, по-логоволнистым и волнисто-линзовидным переслаиванием аргиллитов и алевролитов с прямой градационной рассортировкой материала. Присутствуют прослои штормовых крупнозернистых алевролитов/алевропесчаников с тонкой по-логокосой слоистостью. Отмечаются остатки двустворок, фораминифер и конкреции пирита. Биотурбация развита практически повсеместно, индекс биотур-бации преимущественно BI 2-3, прослоями может достигать BI 4-5, в этом случае наблюдаются деформативные текстуры мелкопятнистого или мелкокомковатого облика. При более частой встречаемости прослоев темпеститов индекс биотурбации снижается, участками она может отсутствовать. Ассоциация доминирующих ихнофоссилий - Phycosiphon-Teichichnus, Phycosiphon-Planolites и Planolites-Asterosoma, второстепенные - Zoophycos, Scolicia, Cylindrichnus, Chondrites, Thalassinoides, Terebellina (Schaubcylindrichnus), Skolithos, Ophiomorpha, единично - Rhizocorallium, Spirophyton. При этом в прослоях темпеститов биотурбация либо отсутствует, либо проявлена незначительно: Phycosiphon в верхних частях прослоев, мелкие вертикальные Skolithos, Ophiomorpha, следы бегства (fugichnia). Для ихнофоссилий Teichichnus,
Zoophycos и Scolicia иногда отмечается более поздняя, наложенная переработка ихнофоссилиями Phycosiphon и Chondrites.
Отложения мелкого шельфа более разнообразны по составу, строению, а также по проявленной в них биотурбации. Более грубозернистые отложения, слагающие алеврито-песчаные пласты, формируются в пределах отмелей или баров/валов. Так, в верхней части танопчинской свиты встречен песчаный пласт с погрублением вверх по разрезу, неслоистой пятнистой текстуры. Своеобразный облик пород обязан наличию в них ассоциации ихнофоссилий с доминирующими Thalassinoides и второстепенными Ophiomorpha, Skolithos и Scolicia. BI преимущественно 3-4. В других случаях подобные пласты про-градационного строения характеризуются волнистой и линзовидно-волнистой слоистостью, в разной степени нарушенной биотурбацией, участками до формирования деформативной текстуры, с идентифицированными ихнофоссилия-ми Skolithos, с BI, меняющимся от 1-2 до 3-4, с комплексами микрофауны. Алеврито-песчаные пласты с массивной и косослоистыми текстурами скорее всего сформированы в обстановках баров проксимальной части мелкого шельфа. Они практически небиотурбированы, либо со следами неявной биотурбации и следами бегства.
Наиболее представительный керновый материал характеризует отложения, сформированные в разнообразных обстановках переходной группы - преимущественно дельтового комплекса (фронт дельты, дельтовая равнина), - слагающие большую часть танопчинской свиты и незначительно представленные в верхней части ахской свиты. Мощные (до 20-25 м) алеврито-песчаные тела формировались в результате проградации фронта дельты. Их нижние (дисталь-ные) части представлены волнистослоистыми крупнозернистыми алевролитами, послойно в разной степени глинистыми, и косослоистыми алевропесчани-ками. Они характеризуются общим уменьшением глинистости и погрублением вверх по разрезу. Ассоциация доминирующих ихнофоссилий Planolites-Thalassinoides с второстепенными Ophiomorpha, Skolithos, Cylindrichnus, Asterosoma, Scolicia, единично Macaronichnus, Phycosiphon, Palaeophycus, Teichichnus. Кроме того, встречаются участки с неидентифицированной био-турбацией, вплоть до единичных маломощных прослоев с пятнистой деформа-тивной текстурой, а также довольно частые уровни со следами бегства. Индекс биотурбации меняется от 1 до 2, локально 3-4, в целом ее проявление заметно снижается снизу-вверх по разрезу. Отложения проксимальных частей фронта дельты представлены косослоистыми и массивными алевропесчаниками, песчаниками мелко-, средне-мелкозернистыми, с редкой и слабой биотурбацией: BI 1, локально 2. Встречаются редкие Thalassinoides, Skolithos, мелкие Planolites, следы бегства.
Для алеврито-глинистых отложений дельтовых заливов и лагун, формировавшихся в опресненных условиях с изменчивой гидродинамикой среды и, в целом, пониженными темпами седиментации, биотурбация весьма распространена. Индекс биотурбации варьирует от 2 до 3. Доминируют ихнофоссилии Skolithos, Cylindrichnus, второстепенные Ophiomorpha, Thalassinoides, Planolites,
Asterosoma, присутствует корневая биотурбация (ризолиты). В единичных случаях интенсивной биотурбации и более высокого ихноразнообразия (до 6-7 их-нородов) среди второстепенных ихнофоссилий дополнительно встречены Taenidium, Teichichnus, Lingulichnus и Conichnus.
Аллювиальные и дельтовые равнины, формировавшиеся при преобладании речных процессов, сложены очень близкими по строению и составу литолого-фациальными элементами, и в рамках данной работы рассматриваются совместно. Наиболее мощные алеврито-песчаные тела в пределах дельтовых и аллювиальных равнин являются русловыми отложениями. Для них характерно либо отсутствие биотурбации, либо незначительное ее проявление: редкие вертикальные Skolithos и Ophiomorpha приурочены обычно к верхним, наиболее тонкозернистым частям пластов. Слабо проявлена биотурбация и в песчано-алевритовых телах прирусловых валов. Здесь встречены редкие Skolithos, Ophiomorpha, Planolites. Для интервалов глинисто-алевритового переслаивания характерны умеренные биотурбация и ихноразнообразие (от 2 до 4 ихнородов) с ассоциациями доминирующих ихнофоссилий Skolithos-Cylindrichnus или Skolithos-Scoyenia, второстепенными Ophiomorpha, Thalassinoides, Planolites, Taenidium и часто присутствующими ризолитами.
Существенно глинистые, часто углистые отложения с прослоями углей формировались в периодически заболачивающихся поймах, зарастающих озерах, маршах, приморских болотах, и отличаются наиболее широко распространенной корневой биотурбацией. Присутствующие редкие Skolithos предположительно отнесены к ихнофации Glossifungites, характерной для уплотненных осадков. Основанием для этого служат нетипичные для Skolithos субстраты, резкие контуры и невыраженная футеровка стенок ихнофоссилий, а также развитие их «поверх» текстур синседиментационных деформаций. В участках тонкого глинисто-алевритового переслаивания встречены ихнофоссилии Scoyenia. Отметим, что ихнофация Scoyenia, установленная в субаэральных-субаквальных отложениях дельтовой равнины в центральной части Западной Сибири Е. Ю. Барабошкиным [1, 2], хорошо проявлена и в изученных нами разрезах, встречаясь в подстилающих углистые пачки участках. Указанная ихнофация характеризует прибрежные зоны, заливаемые штормами, а также неглубоко затопленные субстраты, подвергающиеся периодическому осушению [4].
В целом для отложений дельтовой равнины биотурбационный индекс сильно варьирует от 1 до 2-3, локально до 4-5, что связано с характерной для этих обстановок изменчивостью широкого спектра параметров среды, в том числе солености, гидродинамики, скорости седиментации; неравномерностью распределения приносимых реками питательных веществ; волновыми и приливными процессами; особенностями термогалинной стратификации и др. Для субаэральных условий важными параметрами также являются уровень грунтовых вод и характер почвообразовательных процессов. Опресненные условия во время формирования большей части танопчинской свиты на Гыданском полуострове подтверждены палинологическими данными [6]: в споро-пыльцевых комплексах установлено малое количество микрофитопланктона, представлен-
ного празинофитами, а также рост количества и разнообразия спор схизейных папоротников, расцвет которых обычно связывают с развитием речной сети.
Таким образом, в разнофациальных нижнемеловых отложениях на Гыдан-ском полуострове отчетливо фиксируется дифференциация ихнологических сообществ по типам поведения организмов в зависимости от условий среды их обитания (рисунок). Максимальное ихноразнообразие и степень биотурбации в условиях постоянной нормально-морской солености и скорости седиментации. Присутствующее здесь ихнологическое сообщество характеризуется близким соотношением построек жилищ (domichnia), структур питания инфауны (fodinichnia) и смешанных domichnia/fodinichnia.
Отложения мелкого шельфа также подвергались сильной биотрубации, но при резко сокращенном ихноразнообразии. Ихнофоссилии представлены преимущественно постройками жилищ и следами бегства: постоянное интенсивное воздействие волн вынуждало фильтраторов достаточно глубоко зарываться в алеврито-песчаные грунты. Немногим более низкие показатели индекса биотурбации и ихноразнообразия выявлены в отложениях дистальных частей фронта дельты, также здесь несколько возрастает роль построек жилищ. Это объясняется с одной стороны более высокими темпами седиментации и меньшей стабильностью режима солености, с другой - большими объемами поступающих питательных веществ.
В ихнологических сообществах дельтовых заливов и лагун широко представлены разнообразные постройки жилищ, несмотря на характерные для этих обстановок пониженные скорости осадконакопления и гидродинамические условия. Вероятно, это связано с необходимостью приспосабливаться к крайне нестабильным условиям солености. Примечательным является также заметное уменьшение размеров индивидуальных представителей ихнородов по сравнению с их аналогами в нормально-морских условиях.
В субаэральных условиях дельтовой и пойменной равнин биотурбация распространена слабо. Характерным является мелкий размер следов жизнедеятельности и обедненный ихнородовой состав. В алеврито-глинистых отложениях встречены редкие fodinichnia или domichnia/fodinichnia. Представители domichnia присутствуют только в алеврито-песчаных телах прирусловых валов и кревассовых глифов, образовывавшихся во времена паводковых событий. Встреченные в нетипичных для них существенно глинистых отложениях дельтовой и пойменной равнин редкие Skolithos, отнесенные нами к ихнофации Glossifungites, представляют собой постройки жилищ в уплотненных осадках и связаны с эпизодами понижения уровня воды и высыхания грунта. В участках, подверженных периодическому заболачиванию, максимально проявлена корневая биотурбация.
Минимальным ихноразнообразием и интенсивностью биотурбации обладают отложения, формирование которых происходило в условиях активной гидродинамики среды и высоких скоростей осадконакопления: речных и дельтовых русел, устьевых и вдольбереговых баров. Выявленные здесь следы жизнедеятельности представлены почти исключительно domichnia.
ю и) ■4^
и
и П С
о
Обстановки, субобстановки
ёогшсЬгиа
ёогшсЬта/ ГосИп1сЬп1а
АосНшсИша
о о
я
« Е х
-
я н со
2
а
О
5
Ц
и ы 4 §
Я
со к я
я
о «
н
я
1а I
с? 3
(и С1> Ч 2
дельтовые рукава, аллювиальные русла
заболачивающиеся участки
с алеврито-глинистои седиментацией
прирусловые валы, кревассовые глифы и др.
дельтовый, прибрежно-морской
дельтовые заливы, лагуны
устьевые бары
дельтовый
дистальной части фронта дельты
I
I
*
I
I
бары
предфронтальная зона пляжа
I
средне-глубокого шельфа
(между базисом нормальных и штормовых волн)
умеренно-глубокого шельфа (ниже базиса штормовых волн)
1111 III
И
ч -1 аЛ % -2 \jyj\j\j -3
33
Е-5
Обстановки осадконакопления нижнемеловых отложений Гыданского полуострова, основные абиотические факторы и распределение ихнофоссилий:
1 - тренды и флуктуации абиотических факторов; 2 - показатели биотурбации в исходно рыхлых (а) и уплотненных (б) грунтах; 3 - размыв в основании русловых отложений; 4 - распространенность ихнородов установленная (а) и предполагаемая (б); 5 - ихнофоссилии $ко1ИИоь в уплотненных грунтах
Низкое развитие биотурбационных текстур в относительно глубоководных глинистых отложениях может быть связано с условиями дефицита кислорода, но плохая охарактеризованность этих отложений керновым материалом и трудности обнаружения структур поверхностного питания в керне не позволяют делать обоснованные выводы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Барабошкин Е. Ю. Ихнокомплексы флювиальной дельты (черкашинская свита, готе-рив-баррем) Салымского свода Западной Сибири // Палеонтология, стратиграфия и палеогеография мезозоя и кайнозоя бореальных районов. - Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2011. -С. 27-31.
2. Барабошкин Е. Ю. Ихнофация Scoyenia в мезозойских отложениях Западной Сибири // Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории. - Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2013. - Т. 1. - С. 66-69.
3. Конторович А. Э., Ершов С. В., Казаненков В. А., Карогодин Ю. Н., Конторович В. А., Лебедева Н. К., Никитенко Б. Л., Попова Н. И., Шурыгин Б. Н. Палеогеография ЗападноСибирского осадочного бассейна в меловом периоде // Геология и геофизика. - 2014. - Т. 55, № 5-6. - С. 745-776.
4. Микулаш Р., Дронов А. Палеоихнология - введение в изучение ископаемых следов жизнедеятельности. - Прага : Геологический институт АН Чешской Республики, 2006. - 122 с.
5. Droser M. D., Bottjer D. J. A semiquantitative field classification of ichnofabric // Journal of Sedimentary Petrology. - 1986. - № 56. - P. 556-559.
6. Pestchevitskaya E. B., Nikolenko O. D., Vakulenko L. G., Ershov S. V., Yan P. A. Palaeoenvironmental changes in the Early Cretaceous of Gydan region (NW Siberia) // Cretaceous Ecosystems and Their Responses to Paleoenvironmental Changes in Asia and the Western Pacific: Short papers for the Fourth International Symposium of IGCP Project 608. - Novosibirsk: IPGG SB RAS, 2016. - P. 67-69.
REFERENCES
1. Baraboshkin E. Yu. Ihnokompleksy flyuvial'noj del'ty (cherkashinskaya svita, goteriv-barrem) Salymskogo svoda Zapadnoj Sibiri // Paleontologiya, stratigrafiya i paleogeografiya mezozoya i kajnozoya boreal'nyh rajonov. - Novosibirsk : INGG SO RAN, 2011. - S. 27-31.
2. Baraboshkin E. Yu. Ihnofaciya Scoyenia v mezozojskih otlozheniyah Zapadnoj Sibiri // Osadochnye bassejny, sedimentacionnye i postsedimentacionnye processy v geologicheskoj istorii. - Novosibirsk: INGG SO RAN, 2013. - T. 1. - S. 66-69.
3. Kontorovich A. E., Ershov S. V., Kazanenkov V. A., Karogodin Yu. N., Kontorovich V. A., Lebedeva N. K., Nikitenko B. L., Popova N. I., Shurygin B. N. Paleogeografiya Zapadno-Sibirskogo osadochnogo bassejna v melovom periode // Geologiya i geofizika. - 2014. - T. 55 -№ 5-6. - S. 745-776.
4. Mikulash R., Dronov A. Paleoihnologiya - vvedenie v izuchenie iskopaemyh sledov zhiznedeyatel'nosti. - Praga: Geologicheskij institut AN Cheshskoj Respubliki, 2006. - 122 s.
5. Droser M. D., Bottjer D. J. A semiquantitative field classification of ichnofabric // Journal of Sedimentary Petrology. - 1986. - № 56. - P. 556-559.
6. Pestchevitskaya E. B., Nikolenko O. D., Vakulenko L. G., Ershov S. V., Yan P. A. Palaeoenvironmental changes in the Early Cretaceous of Gydan region (NW Siberia) // Cretaceous Ecosystems and Their Responses to Paleoenvironmental Changes in Asia and the Western Pacific: Short papers for the Fourth International Symposium of IGCP Project 608. - Novosibirsk : IPGG SB RAS, 2016. - P. 67-69.
© Л. Г. Вакуленко, О. Д. Николенко, А. Е. Трушкина, П. А. Ян, 2018
