CC BY
10
УДК 551.7.02
ЛИТОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЕНИСЕЙ-ХАТАНГСКОГО ПРОГИБА
Руслан Рустемович Габдуллин1Н, Алексей Юрьевич Пузик2,
Софья Ивановна Меренкова3, Елена Андреевна Бакай4,
Елена Николаевна Полудеткина5, Кирилл Владимирович Сыромятников6,
Максим Дмитриевич Казуров7, Искандер Рустамович Мигранов8,
Сергей Иванович Бордунов9, Мария Алексеевна Устинова10,
Юлия Игоревна Ростовцева11, Дмитрий Аркадьевич Мамонтов12,
Наталья Викторовна Бадулина13, Алексей Викторович Иванов14
1Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; Gabdullin@fgp.msu.ru, https://orcid.org/0000-0001-8296-7191
2 Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия; alex.puzik@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7148-7344
3 Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; koshelevasof@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3204-4393
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; bakay_lena@inbox.ru, https://orcid.org/0000-0002-4943-1106
5 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; poludetkinaelena@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8339-4409
6 Институт геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия; Sykirv@gmail.com, https://orcid.org/my-orcid?orcid=0000-0001-8798-4425
7 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; max.kazurov@yandex.ru
8 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; iskandermig@mail.ru
9 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Геологический институт РАН, Москва, Россия; sib-msu@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-1166-0496
10 Геологический институт РАН, Москва, Россия; ustinova_masha@mail.ru
11 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; paleopen@mail.ru
12 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; palynologist.dm@mail.ru
13 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; nvbadulina@mail.ru
14 Институт географии РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; Тамбовский государственный технический университет, Тамбов, Россия; yashkovia@mail.ru, http://orcid.org/0000-0003-2788-0215
Аннотация. Приведена литолого-геохимическая характеристика мезозойско-кайнозоского интервала разреза Лескинской скважины (устьевая часть р. Енисей) и ее палеогеографическая и палеоклиматическая характеристики.
Ключевые слова: литология, геохимия, палеогеография, палеоклиматология, мезозой, кайнозой, Енисей, Карское море
Для цитирования: Габдуллин РР, Пузик А.Ю., Меренкова С.И., Бакай Е.А., Полудеткина Е.Н., Сыромятников К.В.,, Казуров М.Д., Мигранов И.Р., Бордунов С.И., Устинова М.А., Ростовцева Ю.И., Мамонтов Д.А., Бадулина Н.В., Иванов А.В. Литолого-геохимическая и палеогеографическая характеристика мезозойско-кай-нозойских отложений Енисей-Хатангского прогиба // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2022. № 6. С. 46-55.
LITHOLOGICAL-GEOCHEMICAL AND PALEOGEOGRAPHIC CHARACTERISTICS OF MESOZOIC-CENOZOIC DEPOSITS OF THE YENISEI-KHATANGA TROUGH
Ruslan R. Gabdullin1^, Aleksey Yu. Puzik2, Sofia I. Merenkova3, Elena A. Bakay4, Elena N. Poludetkina5, Kirill V. Syromyatnikov6, Maxim D. Kazurov7, Iskander R. Migranov8, Sergey I. Bordunov9, Maria A. Ustinova10, Yulia I. Rostovtseva11, Dmitry А. Маmontov12, Natalya V. Badulina13, Aleksey V. Ivanov14
1 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; Gabdullin@fgp.msu.ru
2 Perm State National Research University, Perm, Russia; alex.puzik@mail.ru
3 Shirshov Institute of Oceanology RAS; Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; koshelevasof@mail.ru
4 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; bakay_lena@inbox.ru
5 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; poludetkinaelena@mail.ru
6 Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS, Moscow, Russia; Sykirv@gmail.com
7 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; max.kazurov@yandex.ru
8 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; iskandermig@mail.ru
9 Lomonosov Moscow State University; Geological Institute RAS, Moscow, Russia; sib-msu@mail.ru
10 Geological Institute RAS, Moscow, Russia; ustinova_masha@mail.ru
11 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; paleopen@mail.ru
12 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; palynologist.dm@mail.ru
13 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; nvbadulina@mail.ru
14 Lomonosov Moscow State University; Institute of Geography RAS, Moscow; Tambov State Technical University, Tambov, Russia, yashkovia@mail.ru
Abstract. The lithological and geochemical characteristics of the Meso-Cenozoic interval of the Leskinskaya well section (the mouth of the Yenisei River) and its paleogeographic and paleoclimatic characteristics are given. Key words: lithology, geochemistry, paleogeography, paleoclimatology, Mesozoic, Cenozoic, Yenisey, the Kara Sea For citation: Gabdullin R.R., Puzik A.Yu., Merenkova S.I., Bakay E.A., Poludetkina E.N., Syromyatnikov K.V., Kazurov M.D., Migranov I.R., Bordunov S.I., Ustinova M.A., Rostovtseva Yu.I., Mamontov D.A., Badulina N.V., Ivanov A.V. Lithological-geochemical and paleogeographic characteristics of Mesozoic-Cenozoic deposits of the Yenisei-Khatanga trough. Moscow University Geol. Bull. 2022; 6: 46-55. (In Russ.).
Введение. В устьевой части (дельты) р. Енисей нет глубоких скважин, поэтому информация, полученная при бурении компанией ПАО «Газ-промнефть» в 2021 г. Лескинской скважины в Ени-сей-Хатангском прогибе представляется крайне актуальной для региональной и исторической геологии, палеогеографии и палеоклиматологии. Коллективом авторов были изучены шлам и керн из разреза этой скважины, пробуренной у южной границы акватории Карского моря. За стратиграфическую основу взяты государственные геологические карты масштаба: 1:1 000 000 Российской Федерации, листы R-43-45 (Гыдан-Дудинка), S-44-46 (Усть-Тарея) издания 2000 г., а также лист S-41-43 (о. Белый) издания 2004 г.
Стратиграфическое расчленение выполнено Р.Р. Габдуллиным (МГУ имени М.В. Ломоносова) по данным каротажа и палеонтологического анализа. Последний включал микрофаунистический анализ, выполненный М.А. Устиновой (ГИН РАН) и С.И. Бордуновым (ГИН РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова), а также палинологический анализ, проведенный сотрудниками МГУ имени М.В. Ломоносова Ю.И. Ростовцевой и Д.А. Мамонтовым.
Литолого-стратиграфическая характеристика разреза скважины. В мезозойско-кайнозой-ском диапазоне разреза скважины стратиграфически снизу вверх выделены следующие стратоны: тампейская серия (триас), большехетская серия (нижняя-средняя юра, келловей), даниловская свита (келловей-берриас), нижнехетская свита (берриас-валанжин), суходудинская свита (валанжин-готе-рив), малохетская свита (готерив-апт), яковлевская свита (апт-альб), долганская (альб-сеноман), насо-новская свита (турон--сантон) и лескинская толща (квартер).
Приведем краткую характеристику выделенных стратонов в мезозойско-кайнозойском интервале разреза скважины. Формационный анализ выполнен Р.Р. Габдуллиным.
Тампейская серия (1^). Аргиллиты, песчаники, алевролиты и глины с биотитом и мусковитом, прослои углей с подчиненными прослоями гравелитов и конгломератов по базальтам и туфам основного состава. Мощность до 150 м. Отвечает олигомикто-вой пестроцветной формации по [Синицын, 1980] и песчаниковой формации по тектоническому кодексу (ТК).
Большехетская серия нижняя юра-кел-
ловей). Глины алевритовые, песчаники, алевролиты, с подчиненными прослоями конгломератов и гравелитов по базальтам и туфам основного состава, углей. Мощность до 20 м. Глинистая формация по ТК и морская бескарбонатная формация по [Синицын, 1980].
Гольчихинская свита 02-К^, келловей-берри-ас). Глины алевритистые со стяжениями пирита и карбонатными конкрециями. В основании — песчаники глинистые и алевролиты с подчиненными прослоями конгломератов и гравелитов по базальтам и туфам основного состава. Мощность до 110 м. Глинистая формация по ТК и морская бескарбонатная формация по [Синицын, 1980].
Нижнехетская свита (Кх^, берриас-валан-жин). Глины аргиллитоподобные с пластами алевролитов и мелкозернистых песчаников, в основании — с подчиненными прослоями конгломератов и гравелитов по базальтам и туфам основного состава. Мощность до 100 м. Песчаниковая формация по ТК и морская бескарбонатная формация по [Синицын, 1980].
Суходудинская свита (К^, валанжин-готерив). Песчаники и глины с пропластками углей. В основании — гравелиты и конгломераты по базальтам и туфам основного состава. Мощность до 100 м. Песчаниковая формация по ТК и морская бескарбонатная формация по [Синицын, 1980].
Малохетская свита (K1mh, готерив-апт). Пески и песчаники, прослои алевролитов и углистых глин, в основании — гравелиты и конгломераты по ба-
зальтам и туфам основного состава. Мощность до 110 м. Песчаниковая формация по ТК и морская бескарбонатная формация по [Синицын, 1980].
Яковлевская свита (К2]ак, апт-альб) объединяет переслаивание глин (местами углистых) и алевролитов, песчаников с углефицированным детритом. Редкие прослои угля. Мощность до 100 м. Толща отнесена к мезомиктовой угленосной по [Синицын, 1980] и глинистой формациям по ТК.
Долганская свита (К1-2^, альб-сеноман) представлена песками и алевритами с углефицирован-ными растительными остатками, с редкими мелкозернистыми агрегатами пирита с подчиненными прослоями глин алевропелитовых, в нижней части алевритистых серых с редкими углефицированны-ми растительными остатками, мелкозернистыми агрегатами пирита, чешуйками слюды. Органическое вещество в виде битума встречается по всему разрезу свиты. Образования свиты соответствуют среднемеловому нефтегазоносному комплексу (НГК). Мощность до 170 м. Свита отвечает к мезомиктовой угленосной по [Синицын, 1980] и песчаниковой формациям по ТК.
Насоновская свита (К2ш, турон-сантон) охарактеризована пакетами переслаивания глин алев-ритистых, с подчиненным количеством углефициро-ванного растительного детрита, редкими чешуйками слюды и алевритов с редкими углефицированными растительными остатками, грубоокатанными зернами кварца, мелкозернистыми агрегатами пирита. Мощность до 180 м. Свита отнесена к бескарбонатной морской формации по [Синицын, 1980] и глинистой формации по ТК.
Лескинская толща представлена терри-
генными песчано-глинистыми дельтовыми осадочными образованиями. В нижней части — глинами с грубоокатанными зернами кварца, чешуйками слюды, с находками фораминифер, раковин моллюсков, остракод и растительного детрита. В средней части толща сложена глинами алевритистыми, с углефицированными растительными остатками, грубоокатанными зернами кварца, редкими чешуйками слюды, зернами пыльцы ВеШ1а 8р., гифами грибов, в верхней части — глинами алевритистыми и алевритами, с растительными остатками (зерна пыльцы родов ВеШ1а, Querqus), грубоокатанными зернами кварца, редкими чешуйками слюды, в терминальной части — песком или сильнопесчанистой глиной. Мощность до 140 м. Толща отнесена к бескарбонатной морской по [Синицын, 1980] и глинистой формации по ТК.
Отложения начиная с кампана в разрезе скважины отсутствуют, их характеристика взята из [Государственная..., 2004], их описание приведено ниже.
Кампан-датский сейсмоподкомплекс (С3-Сх), представленный глинами и алевритами, внизу с кальцитовыми конкрециями (мощность до 560 м). Он отнесен к бескарбонатной морской формации и глинистой формации по ТК.
Выше следует палеоценовая сейсмотолща (Cj-C), сложенная глинистыми алевритами, алевритовыми глинами, песками, вверху — с прослоями бурых углей (140-800 м). Сейсмотолща отнесена к терригенной угленосной формации по ТК и мезомиктовой угленосной формации по [Синицыну, 1980].
Разрез венчает верхнепалеоцен-эоценовая сейсмотолща (С-Д0), объединяющая глины, алевролиты, пески, вверху — опоки и диатомиты (мощность до 300 м). Ее нижняя песчано-глинистая часть отнесена к глинистой формации по ТК и бескарбонатной морской формации, а верхняя кремнистая часть — к бескарбонатной морской по [Синицын, 1980]. Далее следует перерыв, приходящийся на олигоцен и синхронный с воздыманием Пайхойско-Новозе-мельского пояса.
Выше следует олигоцен-миоценовая(?) сейсмотолща (Д0-Д2), которая объединяет глины, алевриты, пески и отвечает бескарбонатной морской по [Синицын, 1980] и глинистой формации по ТК.
Материалы и методы исследования. Полный геохимический анализ элементов 116 образцов ме-зозойско-кайнозойских отложений из разреза скважины выполнен на волнодисперсионном рентгеноф-луоресцентном спектрометре последовательного типа действия S8 Tiger фирмы «BRUKER» (аналитик А.Ю. Пузик). Техническая подготовка образцов выполнена М.Д. Казуровым и И.Р. Миграновым.
Определение палеотемпературы по индексу выветривания проведено С.И. Меренковой. Индексы выветривания обычно показывают степень истощения пород подвижными элементами относительно неподвижных в процессе химического выветривания. Индекс CIA был впервые предложен в работе [Nesbitt, Young, 1982] и широко используется как показатель интенсивности химического выветривания:
CIA = 100-Al203/(Al203 + CaO* + Na2O + K2O),
где CaO* — некарбонатный СаО, все переменные представляют молярные количества оксидов основных элементов.
T = 0,56 CIA — 25,7 (г2 = 0,50),
где Т — температура, °С
Подробнее об этом методе написано в [Габдул-лин и др., 2021].
При построении палеоклиматической кривой были использованы как авторские, так и опубликованные данные, включающие в себя результаты расчета среднегодовой температуры (МАТ) по данным палинологии [Zakharov et al., 2011]; по растениям-индикаторам климата [Могучева, 2015; Лебедева и др., 2019] с определением количественных значений палеотемпературы по [Yamada et al., 2018; Guo et al., 2021; Zhang et al., 2021; Cantrill, 1998]; по таксонам насекомых-индикаторов климата и по находкам плезиозавров [Гольберт и др., 1977]; по
Рис. 1. Палеогеографическая и палеогалинометрическая кривые для триас-палеоценовой истории южной части Карского моря
литологическим признакам — бокситам [Гольберт и др., 1977]; компилятивным кривым МАТ [Волкова, 2011]; по комплексу данных [Гольберт и др., 1977; Конторович и др., 2013]; а также по качественному определению типа климата [Горячева, 2018] с последующей количественной характеристикой по
[Гольберт и др., 1977] и результатам определения значений палеотемпературы по индексу выветривания (для скважины). Также на схему вынесены данные о значениях температуры поверхности воды ^Т) по геохимическим (изотопным) данным [Маринов и др., 2015; Конторович и др., 2013].
Рис. 2. Палеогеографическая и палео-галинометрическая кривые для эоцен-четвертичной истории южной части Карского моря
Время, млн лет [Одд е!а1.,2016]
П |Голоцен 0 > -ц л 1
3,6 5
^ у 2д Мессин. '
§ I \\ е Тортон.
I о'о Серравая. Ф ? -!2>8 Лангий. I- О 14 о --
§| ^Бурдиг
_х _ 23 3 ^квитан-
I ' Хаттски^
^ е 27,8-
п с л Рюпель,
33,9-
о зузПриаб, ф I А1 9 Бартон.
о 0) 41 --
ф g Лютет.
го го 47,8-
с Ипрский ——156,01-
Результаты исследований и их обсуждение. Палеогеографические условия. По имеющимся данным Р.Р. Габдуллиным составлены палеогеографические кривые (рис. 1, А; 2, А) для южной части Карского моря. По описанной выше стратиграфической основе для разреза Лескинской скважины и южной части Карского моря Р.Р. Габдуллиным были построены еще два фрагмента палеогеографической кривой (рис. 1, Б; 2, Б). По большей части эти кривые коррелируют между собой.
В среднетриасовое-карнийское время па-леоглубина составляла от 300 м в самом начале среднего триаса, затем — до 50 м. С нория по тоар существовала континентальная обстановка с накоплением континентальных формаций (в том числе пестроцветных и угленосных). Затем началась среднеюрская трансгрессия (с максимумом в киме-ридже-титоне (до 300 м)) и с регрессией в позднем титоне, ближе к юрско-меловому рубежу. В это время в условиях понижения уровня моря формировались богатые органикой нефтегазоматеринские битуминозные глинистые осадки.
Следующая трансгрессия — позднебериасско-аптская с максимумами палеоглубины (до 200 м) в позднебериасско-раннебарремское время. В это время палеоценоз включал аммонитов, пелеципод, белемнитов и гастропод, а также горизонты с фо-раминиферами. Обмеление бассейна (до 50-100 м) произошло в позднем барреме-раннем апте.
В альб-сеноманское время территория была приподнята, накопливались угли.
В зеландское время осадконакопление происходило в континентальной обстановке с формированием бурых углей и накоплением осадков песчано-глинистой континентальной формации.
В танет-эоценовое время седиментация протекала в морском бассейне с глубиной около 50 м. Затем в олигоцене произошло воздымание территории Пайхойско-Новоземельского пояса, которое сменилось тектоническим погружением территории
в олигоцен-четвертичное время и возникновением морского бассейна с глубиной около 100 м.
Палеосоленость. Р.Р. Габдуллиным определены вариации солености и построена палеогалиноме-трическая кривая (рис. 1, 2). Этапы существования бассейнов с нормальной соленостью приходятся на средне-позднеюрское, позднеберриасское-средне-аптское (встречены аммониты, пелециподы, белемниты и гастроподы, а также горизонты с форами-ниферами, редкий глауконит [Государственная..., 2004], позднемеловое-датское (в разрезе найдены форамениферы и моллюски, встречены глауконит, пирит и фосфаты), а также зеландий-бартонское и плиоцен-четвертичное время.
В хаттско-миоценовое время существовал со-лоноватоводный бассейн.
Нефтегазоносность. Юрские и нижнебериас-ские отложения образуют юрский нефтегазоносный комплекс (НГК) за счет переслаивания горизонтов песчано-алевритовых коллекторов с глинистыми флюидоупорами. Следующий НГК — нижнемеловой (нижнеготерив-нижнеальбский), выше — среднеме-ловой (верхнеальбско-туронский).
Нефтегазоматеринские отложения. Образования титона-кимериджа содержат доманикоидные глинистые формации, аналогичные баженовской свите.
Палеоклиматические условия. Для этого региона в литературе имеется большой массив данных о палеотемпературе, которые вынесены на схему (рис. 3, 4). Обобщив литературные и собственные данные, Р.Р. Габдуллин построил компилятивные палеотемпературные кривые (температура поверхности воды SST и среднегодовая температура МАТ) для района Карского моря в мезозойско-кайнозой-ский этап.
В триасе значения палеотемпературы испытывали слабые вариации, значения МАТ составляли около 12-13 °С, а SST — 18-19 °С. В фитоассоциациях присутствуют папоротники и гинкговые, в ладин-ское время происходило накопление углей.
Рис. 3. Палеотемпературная характеристика триасово-берриасских отложений в районе Лескинской скважины: 1 — MAT, палинология, север Сибири, Полярный Урал (66° с. ш. и севернее [Zakharov et al., 2011]); 2 — МАТ 14-15 °С, о-в Уединения, Plesiosaurus latispinus [Палеоклиматы..., 1977]; 3 — МАТ 18 °С, р. Турухан, переотложенные бокситы [Палеоклиматы..., 1977]; 4 — МАТ 18 °С, р. Соленая (приток Малой Хеты), переотложенные бокситы [Палеоклиматы..., 1977]; 5 — SST, Западно-Сибирское эпиконтинтальное море [Маринов и др., 2008]; 6 — МАТ, Западно-Сибирская плита (55° с. ш. и севернее [Волкова, 2011]); 7 — МАТ 16-18°, п-ов Таймыр, долганская и бегическая свиты, насекомые, тепло-умеренный климат [Палеоклиматы..., 1977]; 8а — МАТ 16-20 °С, амплитуда 4-6 °С (апт-альб [Палеоклиматы..., 1977]); 8б — МАТ 16-18 °С, амплитуда 4-6 °С (сеноман-турон [Палеоклиматы..., 1977]); 8в — МАТ 16-18 °С, амплитуда 6-8 °С (коньяк-сантон [Палеоклиматы..., 1977]); 8г — МАТ 14-16 °С, амплитуда 8-10 °С (кам-пан-маастрихт [Палеоклиматы..., 1977]); 8д — МАТ 16-18 °С, амплитуда 8-10 °С (палеоцен [Палеоклиматы..., 1977]); 8е — МАТ 12-14 °С, амплитуда 10-12 °С (эоцен [Палеоклиматы..., 1977]); 9а — умеренно-теплый климат (поздний плинсбах [Горячева, 2018]) с нашей последующей количественной
характеристикой (МАТ 16-18 °С) по [Палеоклиматы..., 1977]; 9б — умеренно-субтропический климат (конец плинсбаха-ранний тоар [Горячева, 2018]) с нашей последующей количественной характеристикой (МАТ 16-20 °С) по [Палеоклиматы..., 1977]; 9в — теплый умеренный климат (конец раннего тоара-поздний тоар [Горячева, 2018]) с нашей последующей количественной характеристикой (МАТ 16-18 °С) по [Палеоклиматы..., 1977]; 9д — теплый умеренный климат (байос [Горячева, 2018]) с последующей количественной характеристикой (МАТ 16-18 °С) по [Палеоклиматы..., 1977]; 9е — умеренно-субтропический климат (бат [Горячева, 2018]) с последующей количественной характеристикой (МАТ 16-20 °С) по [Палеоклиматы..., 1977]; 10а — МАТ 10-12 °С, теплый равномерно-влажный климат (геттанг-плинсбах [Конторович и др., 2013]); 10б — SSТ 14,4-19,8 °С для геттанга-аалена [Конторович и др., 2013]; 11 — SSТ 16,9-24,5 °С, ранний тоар, теплый влажный климат [Конторович и др., 2013]; 12 — SSТ 15-20 °С, аален, теплый влажный климат [Конторович и др., 2013]; 13 — МАТ 14-16 °С, байос и бат, теплый влажный климат [Конторович и др., 2013]; 14 — SSТ 17-23 °С, теплый влажный климат, потепление вод Арктического океана (келловей [Конторович и др., 2013]); 15 — SSТ 11-13 °С, изотопная палеотермометрия по рострам белемнитов, оксфорд [Конторович и др., 2013]; 16 — Sphenopteris [Могучева, 2015] MAT 10 °С [Yamada et al., 2018], Sagenopteris [Могучева, 2015] MAT >20 °С [Zhang et al., 2021]; 17 — фитоассоциация Coniopteris+Ginkgo [Лебедева и др., 2019] МАТ 20-24 °С по [Guo et al., 2021; Zhang et al., 2021]; Лескинская скважина (флора определена Ю.И. Ростовцевой): 18а — насоновская свита (турон-сантон), глейхениевые папоротники (Gleicheniidites laetus (Bolch.) Bolch., МАТ 8-22 °С [Cantrill, 1998]; 18б — дорожковская свита (турон-коньяк), циатейные папоротники (Cyathidites sp., МАТ>20°) по [Zhang et al., 2021]; 18в — долганская свита (альб-сеноман), циатейные папоротники (Cyathidites minor Couper, Сyathidites australis Couper) МАТ>20 °С) [Zhang et al., 2021], глейхениевые Gleichenidites senonicus Ross emend. Scarby, G. laetus (Bolch.) Bolch., МАТ 8-22 °С по [Cantrill, 1998]; 18г — яковлевская свита (апт-альб), циатейные папоротники (Cyathidites minor Couper, МАТ>20 °С) [Zhang et al., 2021], глейхениевые (Gleichenidites laetus (Bolch.) Bolch., МАТ 8-22 °С [Cantrill, 1998]; Д — даниловская (келловей-берриас), для титона-берриаса — циатейные (Cyathidites sp., МАТ > 20°) [Zhang et al., 2021]; 18е — значения палеотемпературы, рассчитанные
по индексу выветривания
Имеются определения палеотемпературы (МАТ) для триас-берриасского времени по Лескинской скважине. Для этого интервала построена кривая вариации палеотемпературы. Она не противоречит опубликованным данным о значениях палеотем-пературы по растениям-индикаторам климата и
только для геттанг-плинсбахского интервала они превышают не более чем на 5 °С.
Геттанг-тоар. Установлен теплый равномерно-влажный климат для геттанга и плинсбаха, теплый влажный климат для раннего тоара [Конторович и др., 2013]. По другим данным [Горячева,
Рис. 4. Палеотемпературная характеристика валанжин-плиоценовых отложений в районе Лескинской скважины и южной части Карского моря. Буквенные обозначения см. подпись к рис. 3
2018] реконструируется умеренно-теплый климат для позднего плинсбаха, умеренно-субтропический климат для конца плинсбаха-раннего тоара, теплый умеренный климат для конца раннего тоара-позд-него тоара. Эта качественная характеристика типа климата количественно подтверждена нами на основе значений, взятых из работы [Гольберт и др., 1977]. В частности, получены следующие диапазоны значений палеотемпературы (МАТ): для позднего плинсбаха — 16-18 °С, для конца плинсбаха-раннего тоара — 16-20 °С, для конца раннего тоара-позднего тоара — 16-18 °С. Эти диапазоны палеотемпературы хорошо коррелируют с результатами определения МАТ в Лескинской скважине по индексу выветривания. Осадочные образования геттанга-раннего плинсбаха отнесены нами к мезомиктовой угленосной формации.
С геттанга начиналось потепление климата: величины МАТ (в разрезе Лескинской скважины) составляли около 15-20 °С, а SST — 20-25 °С. Климатический максимум приходится на поздний геттанг-плинсбах. В тоаре началось понижение палеотемпературы. Значения палеотемпературы по Лескинской скважине коррелируют с таковыми в работе предшественников [Конторович и др., 2013] — МАТ 10-12 °С для геттанга и плинсбаха; SSТ 14,4-19,8 °С для геттанга-аалена; SSТ 16,9-24,5 °С для раннего тоара.
Аален-ранний кимеридж. Отмечен теплый влажный климат для аалена-келловея, фиксируется потепление вод Арктического океана в келловее [Конторович и др., 2013]. В байосе и бате происходило накопление углей и каолинита [Государственная..., 2004].
По данным работы [Горячева, 2018] определены следующие типы климата: теплый умеренный климат для байоса, умеренно-субтропический для бата. Эта качественная характеристика преобразована нами в количественную характеристику по значениям, взятым из работы [Гольберт и др.,1977]. В частности, тогда получены следующие диапазоны МАТ: 16-18 °С для баойса и 16-20 °С для бата, что, правда, выше диапазонов вариации палеотемпературы для разреза Лескинской скважины на несколько градусов.
Значения палеотемпературы, рассчитанные по индексу выветривания для разреза Лескинской скважины, слабо менялись и составляли около 11-14 °С, а SST — 16-19 °С. Они коррелируют с таковыми в работах предшественников [Конторович и др., 2013] — SSТ 15-20 °С для аалена; МАТ 14-16 °С для байоса и бата; SSТ 17-23 °С для келловея. Отметим, что значения SSТ 11-13 °С по данным изотопной палеотермометрии по рострам белемнитов для оксфорда [Конторович и др., 2013] приблизительно на 2 °С ниже значений, полученных для разреза Лескинской скважины.
Для геттанг-кимериджского интервала геологической истории по опубликованнным данным построены палеотемпературные кривые (показаны пунктиром), тренды которых близки к кривым, построенным для разреза Лескинской скважины.
Поздний кимеридж-берриас. Значения па-леотемпературы, рассчитанные по индексу выветривания для разреза Лескинской скважины, составляли: МАТ около 13-17 °С, а SST — 18-22 °С. При этом поздний кимеридж и ранний титон характеризовались относительным потеплением климата: МАТ — около 15-17 °С, а SST — 20-22 °С, за этим последовала фаза похолодания климата в позднем титоне-берриасе, когда значения МАТ составляли около 12-14 °С, а SST — 17-20 °С. Эти значения подтверждаются оценкой палеотемпературы произрастания флоры, определенной Ю.И. Ростовцевой (МГУ имени М.В. Ломоносова) из разреза Лескинской скважины. В частности, в породах даниловской (кел-ловей-берриас) свиты, точнее, для ее титон-берриас-ской части, определены циатейные (Cyathidites sp.), произраставшие при значениях МАТ>20 °С [Zhang et al., 2021]. К этим значениям близки величины MAT в 10 °С и 18 °С по данным палинологии из разрезов севера Сибири и Полярного Урала [Zakharov et al., 2011].
Валанжин-турон. Массив опубликованных данных позволяет оценить вариации палеотем-пературы в следующем диапазоне: МАТ — около 13-18 °С, а SST — 18-23 °С. При этом валанжин и ранний готерив характеризовались относительным потеплением климата: МАТ — около 17-19 °С, а SST — 22-24 °С, за этим наступила длительная фаза относительного похолодания климата в позд-неготеривско-альбское время, когда значения МАТ составляли около 17 °С, а SST — около 22 °С. Затем — в сеномане и туроне — стало еще прохладнее: МАТ понизилась до 15 °С, а SST — до 20 °С. К этим значениям близки величины MAT, составившие 19 °С для готерива по данным палинологии из разрезов на севере Сибири и Полярном Урале [Zakharov et al., 2011]. На сеноман-туронском рубеже отмечено похолодание, для апта-альба МАТ оценивается в 16-20 °С, а для сеномана-турона — в 16-18 °С с амплитудой вариации в 4-6 °С [Гольберт и др.,1977].
С готерива по альб происходило накопление углей [Государственная..., 2004], отложения с готе-рива по сеноман отнесены нами к мезомиктовой угленосной формации.
Эти величины подтверждены оценкой значений палеотемпературы произрастания флоры, определенной Ю.И. Ростовцевой из разреза Лескинской скважины. Например, в породах яковлевской свиты (апт-альб) обнаружены циатейные папоротники (Cyathidites minor Couper) со значениями МАТ>20 °С) [Zhang et al., 2021], а также глейхениевые (Gleichenidites laetus (Bolch.) Bolch. с величинами МАТ 8-22 °С [Cantrill, 1998]. В образованиях долганской свиты (альб-сеноман) определены циатейные папоротники (Cyathidites minor Couper, Сyathidites
australis Couper) с величинами МАТ>20 °С [Zhang et al., 2021] и глейхениевые Gleichenidites senonicus Ross emend. Scarby, G. laetus (Bolch.) Bolch., для которых характерны значения МАТ 8-22°С по [Cantrill, 1998], что дает возможность оценить значения МАТ, равные 20-22°С для апта-сеномана. В породах до-рожковской свиты (турон-коньяк) определены ци-атейные папоротники (Cyathidites sp.) с величинами МАТ>20°С [Zhang et al., 2021], что позволяет оценить палеотемпературу не ниже 20 °С.
Коньяк-маастрихт. Для этого фрагмента геологической истории имеются опубликованные и наши оригинальные данные, по которым построены кривые МАТ (вариации значений от 15 до 20 °С) и SST (вариации значений от 20 до 25 °С). Отмечена тенденция к росту палеотемпературы с коньяка по начало кампана, со стабилизацией в раннем кампане, затем следовала фаза понижения палеотемпературы с последующим ее увеличением в позднем кампане. С конца кампана по конец мелового периода происходило понижение палеотемператур МАТ от 20 °С в раннем кампане до 15 °С в конце маастрихта. Для коньяка-сантона МАТ оценивается в 16-18 °С с амплитудой вариации 6-8 °С, а для кампана-маастрих-та — в 14-16 °С с амплитудой флуктуаций в 8-10 °С [Гольберт и др., 1977]. На рубеже сантона и кампана, в середине маастрихта имели место трансгрессии субтропических вод из океана Тетис через Тургай-ский пролив, холодные воды были локализованы в северо-западной части Западно-Сибирского моря [Гольберт и др., 1977]. Имеются оценки вариации величин SST для Западно-Сибирского эпиконтин-тального моря [Маринов и др., 2008], изменявшися от 12 до 20 °С.
Эти значения подтверждаются оценкой палео-температуры произраставшей флоры, определенной Ю.И. Ростовцевой из разреза Лескинской скважины. В образованиях насоновской свиты (коньяк-сантон) определены глейхениевые папоротники (Gleicheniid-ites laetus (Bolch.) Bolch, для которых МАТ составляет 8-22 °С по [Cantrill, 1998]. Из турон-сантонских пород разреза скважины Свердруп-1 отмечены папоротники, мхи, хвойные и покрытосеменные, а также находки глауконита, пирита и фосфатов [Геологическая..., 2004].
Кайнозой. На границе раннего и среднего оли-гоцена происходило относительное потепление климата, на это же время приходился и максимум трансгрессии в Западной Сибири, существовала связь акваторий Арктического и Тетического бассейнов [Lavrushin, Alekseev, 2005]. Для этого интервала геологической истории построена [Волкова, 2011] компилятивная кривая МАТ для Западно-Сибирской плиты (55° с. ш. и севернее), которая была взята нами за основу палеотемпературной кривой. В палеоцене значения МАТ составляли 16-18 °С с амплитудой вариаций 8-10 °С, а в эоцене — 12-14 °С с амплитудой флуктуаций 10-12 °С [Гольберт и др., 1977].
В палеоцене значения МАТ составляли около 15-16 °С с потеплением на палеоцен-эоценовом рубеже до 17-18 °С. С середины лютета палеотем-пература снижалась до границы эоцена и олигоцена до значений МАТ около 12 °С. С середины рюпеля началась фаза потепления (с значениями МАТ около 17 °С), продолжавшаяся до конца бурдигала. Затем наступило время относительного похолодания (с 17 до 5 °С) с кратковременным пиком потепления в середине тортона, когда значения МАТ достигали 7-8 °С.
Заключение. Определены палеогеографические условия формирования разреза Лескинской скважины в мезозое-кайнозое. Предлагаемые палеогеографическая и палеоклиматическая модели формирования разреза скважины в целом коррелируют с условиями седиментации разреза южной части Карского моря по опубликованным данным. Вариации климата цикличны; как правило, их длительность составляет несколько миллионов лет (рис. 3, 4), что соответствует циклам эксцентриситета орбиты Земли (Миланковича) 3-го и более высоких порядков (E3-5). В Енисей-Хатангском осадочном бассейне Северной Евразии в мезозойско-кайнозой-ском интервале геологической истории выделено не менее 19 климатических циклов, установленных по геохимическим и палеонтологическим данным и формационному анализу стратонов.
Финансирование. Участие Р.Р. Габдуллина осуществлялось при финансовой поддержке Междисциплинарной научно-образовательной школы Московского университета «Математиче-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Волкова В.С. Стратиграфия и тренд палеотемпера-тур в палеогене и неогене Западной Сибири (по данным палинологии) // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 7. С. 906-915.
Габдуллин Р.Р., Пузик А.Ю., Меренкова С.И. и др. Палеоклиматическая история Центрального и Восточного Тетиса в юрско-четвертичное время // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2021. № 4. С. 52-59.
Гольберт А.В., Григорьева К.Н., ИльенокЛ.Л. и др. Па-леоклиматы Сибири в меловом и палеогеновом периодах. М.: Недра, 1977. 107 с.
Горячева А.А. Палинофлоры и климаты Западной Сибири в ранне-среднеюрское время // Палеоботанический временник. Приложение к журналу «Lethaea rossica». 2018. Вып. 3. С. 62-65.
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб: 1:1 000 000. Лист S-41-43 (о. Белый), лист 2 (Карта доплиоценовых образований). СПб: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 2004. (МПР России, ВНИИ-ГиМРМО, ВНИИОкеанология, ПМГРЭ).
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб: 1:1 000 000. Лист R-43-45 (Гыдан-Дудинка) (Карта доплиоценовых образований). СПб: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 2000. (МПР России, ВНИИГиМРМО, ВНИИОкеанология, ПМГРЭ).
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб: 1:1 000 000. Лист S-44-46 (Усть-Тарея). Карта дочетвертичных образований. Изд-во СПб картфа-брики ВСЕГЕИ, 2000. (МПР России, ВНИИОкеанология).
ские методы анализа сложных систем», участие А.Ю. Пузика — при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 2019-0858), участие С.И. Меренковой — в рамках темы государственного задания FMWE-2021-0006, участие К.В. Сыромятникова — при финансовой поддержке госзаказа ГЕОХИ РАН № 0137-20190007, участие С.И. Бордунова — при финансовой поддержке РФФИ (проект № 19-05-00361), участие М.А. Устиновой — при поддержке темы госзадания Геологического института РАН, участие Н.В. Бадулиной — в рамках темы государственного задания № АААА-А16-116033010119-4 «Геодинамика полярных и приполярных областей Российской Федерации», участие А.В. Иванова осуществлялось при финансовой поддержке государственных заданий Музея землеведения МГУ № АААА-А16-116042010089-2 «Биосферные функции экосистем, их компонентов и рациональное природопользование» (научный руководитель проф. А.В. Смуров) и № AAAA-A16-116042710030-7 «Музееведение и образование музейными средствами в области наук о Земле и жизни» (научный руководитель проф. В.В. Снакин), в рамках темы государственного задания Института географии РАН № АААА-А19-119021990093-8 (FMGE-2019-0007) «Оценка физико-географических, гидрологических и биотических изменений окружающей среды и их последствий для создания основ устойчивого природопользования» (научный руководитель член-корр. РАН А.А. Тишков).
Конторович А.Э., Конторович В.А., Рыжкова С.В и др. Палеогеография Западно-Сибирского осадочного бассейна в юрском периоде // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 8. С. 972-1012.
Лебедева Н.К., Кузьмина О.Б., Хазина И.В. и др. Пали-ностратиграфия и генезис верхнемерзлых и кайнозойских отложений южной части Кулундинской впадины (Алтайский край) // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2019. Т. 27, № 6. С. 100-126.
Маринов В.А., Злобина О.Н., Игольников А.Е. и др. Биостратиграфия и условия формирования нижнего мела Малохетского структурно-фациального района (Западная Сибирь) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 10. С. 1842-1853.
Могучева Н.К. Триасовая флора опорного разреза мыса Цветкова на Восточном Таймыре // Палеоботанический временник. Приложение к журналу «Lethaea rossica». 2015. Вып. 2. С. 247-255.
Палеоклиматы Сибири в меловом и палеогеновом периодах. М.: Недра, 1977. 107 с.
Синицын В.М. Введение в палеоклиматологию. Л.: Недра, 1980. 248 с.
Тектонический кодекс России / Г.С. Гусев, Н.В. Меже-ловский, А.В. Гущин и др. / Мин-во природных ресурсов и экологии РФ: Роснедра: Межрегион. центр по геол. Картографии (ГЕОКАРТ). М.: ГЕОКАРТ; ГЕОС, 2016. 240 с.
CantrillD.J. Early Cretaceous fern foliage from President Head, Snow Island, Antarctica, Alcheringa // Australasian J. Palaeontology. 1998. Vol. 22, N 3. P. 241-258.
Guo Y., WangM., Gao C. et al. Spatial prediction and delineation of Ginkgo biloba production areas under current and future climatic conditions // Industrial Crops and Products. 2021. Vol. 166. P. e113444.
Lavrushin Ya.A., Alekseev M.N. The Arctic regions // Cenozoic and environmental changes in Russia. Spe. pap. 382. Geol. Soc. America. 2005. P. 13-31.
Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. Vol. 299, N. 5885. P. 715-717.
Yamada T., Legrand J., Nishida H. Late Early Cretaceous (Albian) Sasayama Flora from the Sasayama Group in Hyogo Prefecture, Japan // Paleontol. Res. 2018. Vol. 22. P. 112-128.
Shemin G., Deev E., Vernikovsky V. et al. Jurassic paleoge-ography and sedimentation in the northern West Siberia and South Kara Sea, Russian Arctic and Subarctic // Marine and Petrol. Geol. 2019. Vol. 104. P. 286-312.
Zakharov Y.D., Shigeta Y., Popov A.M. et al. Cretaceous climatic oscillations in the Bering area (Alaska and Koryak Upland): isotopic and paleontological evidence // Sedimentary Geology. 2011. Vol. 235. P. 122-131. DOI: 10.1016/j. sedgeo.2010.03.012.
Zhang J., Lenz O.K., Wang P., Hornung J. The Eco-Plant model and its implication on Mesozoic dispersed sporomorphs for Bryophytes, Pteridophytes, and Gymnosperms // Rev. of Palaeobotany and Palynology. 2021. Vol. 293. P. e104503.
Статья поступила в редакцию 14.10.2022, одобрена после рецензирования 02.11.2022, принята к публикации 26.01.2023
