CC BY
29
УДК 552.576:553.98
НИЖНЕМЕЛОВЫЕ ОЗЕРНЫЕ ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ В РИФТОВЫХ ВПАДИНАХ ЗАБАЙКАЛЬЯ И МОНГОЛИИ.
СТАТЬЯ 2. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
Ю.Г. Цеховский, И.Е. Стукалова
Геологический институт РАН, Москва Поступила в редакцию 06.06.13
Охарактеризованы условия, благоприятствующие образованию нижнемеловых континентальных горючих сланцев в областях с гумидным и семиаридным палеоклиматом на территории Забайкалья и Монголии. Раскрыты причины приуроченности многих месторождений горючих сланцев к зонам континентального рифтогенеза, где совместное проявление экзогенных и глубинных процессов способствовало формированию углеродистых отложений (с мощными толщами углей и горючих сланцев), а также продуктов их катагенетических преобразований — залежей нефти и газа.
Ключевые слова: горючие сланцы, континентальные рифты, экзогенные и глубинные процессы.
Факторы, влияющие на образование горючих сланцев
В настоящее время установлено влияние множества факторов на образование морских и континентальных горючих сланцев (Юдович, Кетрис, 1988). К их числу относят ряд экзогенных факторов: 1) геофакторы (климат, тектоника, фации), контролирующие условия седиментации и скорость осадконакопления; 2) эко-факторы (температура вод, минеральное питание, органическое питание, количество СО2, соленость вод и освещение), влияющие на биопродукцию; 3) тафро-факторы (скорость захоронения осадков, процессы диагенеза, особенности аэрации), определяющие характер фоссилизации органического вещества.
Применительно к континентальным (озерным) горючим сланцам кратко рассмотрим главные экзогенные и глубинные процессы, способствующие их образованию. При характеристике экзогенных процессов геологи отводят важную роль климату. В частности, для современной эпохи установлено, что озерные сапропели (основные источники горючих сланцев) в том или ином объеме формируются в разных климатических зонах (Штин, 2005) — теплых и холодных, как с гумидным, так и с аридным климатом.
Однако наиболее масштабное их накопление (с возникновением залежей, достигающих мощности 10— 20 м) происходит в зонах с умеренным или теплым гумидным климатом (в областях развития лесов). В теплых водах озер гумидной зоны наиболее активно продуцируется и накапливается (в анаэробной среде) органическое вещество. В этой зоне активизируются также процессы химического выветривания, что обеспечивает поступление в озера большого количества питательных веществ, необходимых для массового образования водной органики. Остальные зоны (с хо-
лодным, переменно-влажным, засушливым и аридным климатом) являются современными областями слабого образования сапропелей. Здесь их мощность не превышает 1—5 м.
Необходимо отметить, что приведенные выше закономерности влияния климата на образование сапро-пелей следует с поправками переносить на древние геологические эпохи (Горючие..., 1980; Зеленин, Озеров, 1983). В них действительно большинство месторождений и проявлений озерных горючих сланцев формировалось в зонах с теплым гумидным климатом (умеренным, субтропическим или тропическим), где они генетически связаны с угленосными или карбо-натно-глинистыми толщами. Однако крупные их месторождения обнаружены также и в областях с аридным палеоклиматом. Например, в соленосной пачке Парашют-Крик, относящейся к эоценовой свите Грин-Ривер на западе США, находятся богатейшие в мире горючие сланцы, перемежающиеся с пластами эвапо-ритов (Робинсон, 1980; Шенкс и др., 1980).
Установлено, что наиболее интенсивное накопление сапропелей и образование континентальных горючих сланцев происходит преимущественно в небольших застойных или слабопроточных мелководных мезотрофных или эвтрофных озерах (Дункан, 1980; Зеленин, Озеров, 1983; Штин, 2005). При этом необходимым условием является наличие придонной анаэробной среды (защищающей органическое вещество от разрушения), что характерно для озер с низкой гидродинамикой вод. Течения и волны (обычные для крупных олиготрофных озер) перемешивают воды, обогащают кислородом их нижние слои, что неблагоприятно сказывается на накоплении сапропелевых илов.
Все авторы отмечают, что высокая биопродуктивность водоемов возможна лишь при небольших объемах поступающего с суши терригенного материала. Обиль-
ный его привнос подавляет накопление углеродистых озерных илов и препятствует росту прибрежных торфяников. Кстати, последние играют существенную роль в поставке биофильных элементов в бассейны сланценакопления. Это резко увеличивает в них продуктивность водорослей (Wenger, Baker, 1986) и способствует формированию горючих сланцев. И неслучайно, что озерные горючие сланцы нередко встречаются в кровле или подошве углей, а также переслаиваются с ними. Для морских горючих сланцев трансгрессии моря на заболоченную сушу считают важнейшим фактором, приводящим к их широкому развитию (Гаврилов, 2005; Гаврилов, Щербинина, 2012).
Рассмотренные выше условия осадконакопления проявляются преимущественно в небольших мезо-трофных или эвтрофных озерах, расположенных на равнинах. Однако и в изолированных заливах крупных (олиготрофных) озер часто процессы осадконакопле-ния близки к таковым, проявляющимся в эвтрофных и мезотрофных озерах, и, следовательно, также благоприятны для массового образования сапропелей. И напротив, для озер, расположенных в межгорных впадинах, характерны большие объемы поступающего терригенного материала и высокие скорости осад-конакопления, препятствующие интенсивному формированию углеродистых отложений (Штин, 2005).
В настоящее время многие геологи принимают биогенную гипотезу образования горючих сланцев А.Б. Ронова (1976), связывающую избыток или недостаток органического вещества в водоемах с балансом углекислоты. Известно, что водный фитопланктон и наземная растительность поглощают огромное количество СО2 и выделяют О2. Во время усиления вулканической и гидротермальной деятельности резерв углекислоты в атмосфере и парциальное давление углекислого газа увеличиваются. Одновременно возникает парниковый эффект, способствующий потеплению климата и возникновению эпох с высокой биологической продуктивностью. Все это активизирует развитие планктона в процессах фотосинтеза и способствует образованию горючих сланцев.
Дополнительное обогащение атмосферы СО2 связывается с выделением углекислоты при диагенети-ческих или катагенетических процессах преобразования углеродистых отложений — торфов, углей, углистых пород (Конюхов, 2012а). Иногда допускают наличие еще одного необычного источника — падения роя крупных или мелких метеоритов. Известно, что среди последних значительную часть составляют ледяные хондриты — глыбы льда, содержащие, помимо воды, замершие газы — метан и углекислоту. Кроме того, если «мишенями» во время импактных событий служили развитые на континентах карбонатные породы, их мгновенное испарение также могло обогащать атмосферу углекислотой (Юдович, Кетрис, 1988). Например, в позднеюрскую эпоху с падением метеорита связывают образование крупного кратера Мель-нир в Баренцевом море (Конюхов, 2012а).
Однако вулканизм считается основным источником пополнения углекислоты в атмосфере, активизирующей развитие планктона. В то же время резкое усиление вулканической деятельности (как и падение крупных метеоритов) приводило к затемнению атмосферы, похолоданию климата и обратному эффекту — катастрофическому вымиранию водных организмов и обогащению осадков органическим веществом. Известны примеры, иллюстрирующие масштабные выбросы глубинного углекислого газа в районах проявления современного вулканизма. В частности, на территории Камеруна (Западная Африка) со дна озер Ниос и Монун, заполняющих кратеры современных вулканов, произошли внезапные выбросы углекислого газа, и в поселках, расположенных на побережьях, зафиксированы случаи массовой гибели людей и скота от удушья (Трагедия..., 1987).
С вулканической деятельностью может быть связан привнос в осадки небольшого количества эндогенного органического вещества. Например, в пирокластике ряда камчатских вулканов установлено присутствие его примеси в среднем около 0,07% (Юдович, Кетрис, 1988). Отмечается также, что в газово-пепловых продуктах извержения современных вулканов ежегодно продуцируется 106 т органических соединений, в том числе около 3,3-105 т углеводородов (Порфирьев и др., 1983). Стимуляторами биосинтеза при проявлениях вулканизма могли также служить поступления питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности планктоногенных организмов, из вулканического пепла (легко поддающегося выветриванию), а также некоторый (возможно, только локальный) прогрев воды (Ковалев, 1983).
Н.Н. Верзилин (1983) считал, что поступление углекислоты при вулканизме вряд ли было основной причиной, стимулировавшей увеличение массы и продукции живых организмов. Он предполагает, что главным регулирующим его фактором является количество элементов минерального питания, которое контролируется процессами выветривания и дополнительным поступлением вещества из эндогенного источника.
Согласно гипотезе С.Г. Неручева (1982), главным фактором, контролирующим биологическую продуктивность водоемов, является поступление эндогенного вещества. По его мнению, флюидная глубинная разгрузка в водоемы урана, углеводородов и других элементов из мантии и коры приводит к экстремальной продуктивности бактериальных и простейших организмов, в основном цианобактерий. Это способствует накоплению огромных масс планктоногенного органического вещества и возникновению горючих сланцев, а также газово-нефтяных месторождений. При этом отмечается обогащение водоемов соединениями урана, что приводило к вымиранию высших организмов и активизации развития микроскопических планктонных водорослей и бактерий. Выделяется ряд глобальных эпох активизации флюидной разгрузки, для которых характерны процессы растяжения земной коры, усиление рифтообразования и вулканизма, вы-
равнивание рельефа. Они разделяют эпохи складчатости и горообразования.
Гипотеза С.Г. Неручева хотя и подвергается критике (Холодов, 2008, 2012), но имеет своих сторонников и продолжает разрабатываться (Маракушев, Мараку-шев, 2008; ЯоЪЫш, 1983). Показано, что разгрузка в океанические и континентальные водоемы над зонами разломов огромного количества химических соединений (в том числе элементов жизни — азота, фосфора и микроэлементов) с участием газов (метана, сероводорода, водорода, аммиака) создает уникальные условия для развития фитопланктона и других организмов (Сывороткин, 2002) . Предполагается, что «поступление эндогенного глубинного флюида в земную кору, с одной стороны, способствует ее гранитизации, с другой — стимулирует бурное накопление в осадочных толщах биоорганического вещества, концентрирующего поступающие в водоемы углеводороды» (Сидоров, Томсон, 2000). При этом органические соединения различных металлов (включая золото) могут быть привнесены углеводородным флюидом в процессе выщелачивания пород. Кроме того, осадочные толщи, богатые органикой, являются сорбентами металлов в период регрессивного метаморфизма пород. Поэтому ареалы глубинных углеводородных флюидов в районах гранитизированной земной коры многократно обогащались ураном, золотом и сульфидами металлов.
А.И. Егоров (1985), основываясь на фактах «выса-чивания» в бассейны по разломам нефти и газа, а также привлекая данные о бактериальном осаждении из этих продуктов органического вещества, предполагал участие таких процессов в образовании горючих сланцев. Подобную точку зрения развивает и Г.А. Белениц-кая (2008, 2010а, б). На примере изучения современных катастрофических техногенных нефтяных разливов она отмечает наличие двух противоположных процессов, способствующих формированию углеродистых осадков: 1) вспышки биогенной продуктивности и распространения планктоногенных водорослей; 2) массовой (катастрофической) гибели и утилизации микроорганизмами нефтяных продуктов, приводящей к накоплению обогащенных органикой илов (техногенных гомологов горючих сланцев). К числу токсических эндогенных элементов, вызывающих гибель биоты в водоемах, наряду с ураном относят также ртуть, мышьяк, фтор и другие элементы.
Имеется еще один способ накопления органического вещества в осадках. Было доказано, что помимо фотосинтеза (в приповерхностных частях водоемов за счет солнечной энергии) на дне морей и океанов под мощным покровом воды в местах разгрузки «холодных» (сипов) или термальных газовых флюидов (вне зоны фотосинтеза) микробиологические процессы приводят к образованию органического вещества и углеводородов (Леин, 2002, 2004; Леин и др., 2000а, б). Мощность осадков, где происходит генерация биогенного метана и органического вещества, составляет сотни метров. Источником флюидов могли служить обогащенные органикой глубокопогруженные толщи
осадочных пород, или они имели мантийное происхождение и были связаны с дегазацией глубинных частей Земли (Дегазация.., 2010).
Наиболее интенсивно подобные процессы проявляются в океанических рифтах. Здесь, в местах разгрузки по зонам разломов глубинных углеводородных флюидов, хемоавтотрофные и метанотрофные микроорганизмы синтезируют органическое вещество. При этом углекислота и/или метан используются в качестве единственного источника углерода, а поступающие из глубин восстановленные соединения (Н2, Н28, 8, 802 Бе2+, Мп2+ и др.) служат источниками энергии. Таким образом, под воздействием микроорганизмов мантийный углерод становится биогенным. Возникшее при этом органическое вещество может переноситься течениями и накапливаться в осадках (включая горючие сланцы). Предполагается, что для древнейших (палеопротерозойских) бассейнов водородная микро-биота наряду с цианеями могла быть существенным (а может быть, и основным) продуцентом органического вещества в горючих сланцах (Юдович, Кетрис, 1988).
Возникновение из углеродистых осадков горючих сланцев происходит под воздействием катагенетиче-ских процессов после их погружения на большие глубины (где возрастают температуры и давление). При этом органическое вещество превращается в кероген и формируются нефтегазовые битумы. Более интенсивное прогревание отложений в зонах с повышенным тепловым потоком активизирует катагенетические преобразования органического вещества и сокращает минимальные глубины погружения углеродистых отложений. Особенно характерны эти процессы для рифтовых структур, где повышенный тепловой поток, гидротермы, вулканизм и нагретые восходящие глубинные газово-жидкие флюиды прогревают породы. Это активизирует процессы преобразования органического вещества в кероген и приводит к формированию нефтегазовых соединений (Гаврилов, 1986). Установлено, что на дне океанических рифтов в местах разгрузки горячих источников температуры могут достигать 350°С.
Пока не прекращаются дискуссии между сторонниками различных гипотез образования горючих сланцев. Например, В.Н. Холодов (2008, 2012) считает, что уран не может контролировать образование горючих сланцев. Им приведены доказательства, что в современных гидротермах на суше или в океанах фиксируется невысокое содержание этого элемента. Его аномальные значения в углеродистых породах объясняются способностью органики аккумулировать этот элемент (наряду с другими металлами). Главными жизненеобходимыми элементами планктона являются углерод, кислород, азот и фосфор, а не уран. Он также отмечает, что в современную эпоху выходы в морях и океанах нефтегазовых источников весьма невелики, ограничиваются узкими нефтеносными площадями и поэтому практически не могут влиять на образование горючих сланцев.
Критические замечания В.Н. Холодова справедливы для современной эпохи складкообразования и орогенеза с преобладанием процессов сжатия земной коры. Однако его актуалистические выводы вряд ли можно распространять на древние эпохи растяжения земной коры и рифтообразования, когда масштабы поступления глубинного вещества (включая углеводороды, соединения урана, фосфора и др.) значительно увеличивались. Необходимо также учитывать, что если образующиеся при этом органо-минеральные соединения в океанических бассейнах могли разноситься течениями на большие расстояния и «разбавляться» терригенным материалом, то их доля в небольших заливах или в рифтовых озерах могла возрастать.
Следует отметить, что рассмотренные альтернативные гипотезы, различно трактующие источник происхождения органического вещества горючих сланцев, основываются на одном выводе — активизации их формирования за счет поступления глубинного вещества — питательных веществ, токсичных элементов и газовых флюидов в местах их эксгаляции на дне водоемов — или углекислоты при извержении вулканов. Для обеих этих гипотез наиболее благоприятны были глобальные эпохи растяжения земной коры, сопровождающиеся усилением рифтообразования и вулканизма.
В настоящее время обсуждаются и дискутируются разные модели формирования углеродистых отложений, которые нередко противопоставляются. Однако ряд авторов считают возможным сближение различных альтернативных генетических концепций (Гаврил ов, 1986; Сидоров, Томсон, 2000). Подобный подход, учитывающий влияние разных экзогенных, эндогенных, а иногда, возможно, и космических факторов на образование органического вещества горючих сланцев (с оценкой значимости вклада каждого из них), по мнению авторов настоящей статьи, является наиболее продуктивным. Вероятно, набор этих факторов в разные геологические эпохи и в разных регионах не был одинаков, и в таком случае задачей исследований должна быть оценка значимости каждого из них. Важно также при разработке моделей образования горючих сланцев наряду с привлечением метода ак-туализма уделять должное внимание реконструкциям «вымерших» древних обстановок осадконакопления. Это касается прежде всего глобальных (проявлявшихся на континентах и в океанах) эпох растяжения земной коры и рифтообразования, когда резко активизировались процессы вулканизма, гидротермальной деятельности, а также дегазация недр Земли.
Условия образования нижнемеловых озерных сланцев в Забайкалье и Монголии
Палеогеография и процессы седиментогенеза
Характеристике озер, в которых происходило образование нижнемеловых горючих сланцев на территории Забайкалья и Монголии, посвящены публикации многих геологов. В раннемеловое время эти регионы
находились в переходной зоне от теплого гумидного климата к аридному (Синицын, 1966). При этом в Забайкалье (где нижнемеловые отложения представлены угленосно-терригенными толщами) господствовал преимущественно теплый гумидный климат. Правда, в неокоме для Витимских впадин Западного Забайкалья отмечается проявление засушливых сезонов. На это указывают разряженный характер произраставшей здесь растительности и появление в разрезах угленосно-терригенных отложений прослоев мергелей или известняков (Скобло и др., 2001). Наличие подобных сезонов подтверждается также и в Центральном Забайкалье присутствием доломитов или доломитовых известняков в ряде разрезов тургинской свиты (Писцов, 1968), а также известняков в байсинской свите (например, на Юмурченском месторождении горючих сланцев) (Конивец, 1968). При этом отмечается переслаивание таких карбонатных пород с горючими или битуминозными сланцами.
В то же время на юге Монголии, где в раннем мелу господствовал преимущественно семиаридный климат (Мартинсон, 1982; Неуструева, 1982; Синица, 1993), накапливались красноцветно-пестроцветные терри-генно-карбонатные отложения. Следует отметить, что В.Ф. Шувалов (1975) для начала раннего мела (времени формирования большинства бумажных сланцев в составе шинхудукского горизонта) предполагал временную гумидизацию семиаридного климата. Однако этому выводу противоречит наличие доломитов в составе озерных карбонатов (Неуструева, 1982), а также широкое развитие красноцветов (с аридными кали-че — карбонатными корами выветривания) в составе прибортовых разрезов нижнемеловых отложений (Раннемеловое..., 1980; Синица, 1993; Цеховский, 2013). В более ранних публикациях характеризуемые крас-ноцветы нередко ошибочно относились к верхнеюрским аридным отложениям шарилинского горизонта (кимеридж — первая половина титона).
Характеристике нижнемеловых озер Забайкалья и Монголии и их отложений посвящен ряд публикаций (Мартинсон, 1982; Неуструева, 1982; Писцов, 1968; Раннемеловое., 1980; Синица, 1993; Скобло и др, 2001; Шувалов, 1982). Их авторы предполагали существование в раннемеловое время на рассматриваемой территории разновысотных горных ландшафтов с широким развитием озер — крупных (олиготрофных), средних по размеру (мезотрофных) и небольших (эв-трофных), проточных и застойных с пресными или слабосолеными водами. К признакам олиготрофных озер относят наличие горизонтально-слоистых тонкообломочных, хорошо сортированных алевритово-гли-нистых отложений или карбонатных пород (мергелей, известняков, доломитов), нередко накапливающихся в центральных частях крупных озер. Для отложений мелководных эвтрофных озер или изолированных заливов крупных (олиготрофных) водоемов на территории Монголии характерным считалось присутствие бумажных или битуминозных сланцев (Мартинсон,
1982; Синица, 1993), которые обычно переслаиваются с алевритово-глинистыми или карбонатными породами.
Согласно другой точке зрения, в Центральном и Восточном Забайкалье нижнемеловые горючие бумажные и битуминозные сланцы в угленосном тур-гинском горизонте накапливались вместе с тонкообломочными алевритово-пелитовыми отложениями на мелководных (прибрежных) участках крупных глубоководных межгорных озер (Конивец, 1968; Писцов, 1968). Их длина более 100 км, ширина свыше 30 км, а глубина — первые сотни метров. Отмечается, что в подобных озерах (в окружении горного рельефа) горючие сланцы могли накапливаться вместе с толщами тонкообломочных глинистых пород в удаленных от берега центральных частях бассейна. Для эпох орогенеза и накопления в горных ландшафтах моласс, к которым ранее относились характеризуемые нижнемеловые отложения, можно было бы принять приводимые доказательства типов древних озер, основываясь на методе актуализма. В частности, известно, что в современном крупном межгорном озере Байкал тонкообломочные пелитовые отложения (с которыми потенциально могут быть связаны горючие сланцы) формируются лишь в центральных частях озера, а у его побережья они сменяются песчаными толщами (Гол-дырев, Выхристюк, 1968).
Однако выше отмечалось, что наши более поздние исследования позволили уточнить представления о раннемеловых ландшафтах Забайкалья и Монголии. Было установлено, что они представляли собой холмистые равнины, осложненные многочисленными грабенами или грабен-синклиналями, в которых и накапливались отложения фэновых формаций. При этом из равнинных областей денудации в озера поступал преимущественно тонкообломочный алевритово-гли-нистый материал, который получал доминирующее развитие как у побережья, так и в центральных частях крупных и мелких озер. Большая часть грубообломоч-ного материала, возникшего при разрушении крутых уступов грабенов, локализовалась у их подножий в форме узкого прибортового коллювиально-делюви-ального шлейфа и не поступала в озера. Поэтому сам факт наличия тонкообломочных отложений еще не свидетельствует в пользу их накопления на центральных, удаленных от побережья участках озерных бассейнов. Для выявления крупных и мелких древних озер в равнинных ландшафтах необходимо привлекать иные литологические признаки.
Главные из них, по мнению авторов статьи, следующие. Для небольших мелководных полупроточных или застойных озер характерна низкая гидродинамика вод и как следствие накопление преимущественно тонкообломочного алевритово-глинистого материала. Иная гидродинамика характерна для крупных равнинных озер, расположенных в областях с гумидным или аридным климатом. Даже в случае отсутствия в них течений потоки ветра нагоняют к берегам волны,
где часто (в зонах прибоя) происходит перемыв привносимых с суши отложений, их перемещение вдоль побережий, а также сортировка по размеру зерен и окатывание обломков.
В результате вдоль побережий часто возникают песчаные шлейфы, косы, пляжи, сложенные сортированными песчаными отложениями. Если же перемываются грубообломочные отложения, то в зоне прибоя исходные дресвяно-щебнистые обломки окатываются и образуют линзы гравия и мелких галечников среди песчаных отложений. Это связано с большим объемом водной массы и как следствие большими энергетическими возможностями для перемещения и дифференциации терригенного материала, поступающего в крупное озеро. В качестве примера можно привести современные донные осадки ряда участков Аральского озера-моря (Бродская, 1954), окруженного холмистыми равнинами.
При наших исследованиях нижнемеловых отложений (детальных в Западном Забайкалье и проведенных в ряде регионов Северной и Южной Монголии) подобные ярко выраженные прибрежные фации ранне-меловых крупных озер, развитых в равнинных палео-ландшафтах, не были обнаружены. С учетом этого можно считать, что площади широкого развития нижнемеловых глинистых, известковистых и углеродистых пород на этой территории в большинстве случаев служат индикаторами небольших (эвтрофных) или мезо-трофных застойных или проточных озер (включая их пойменные разности). Именно в подобных озерах и создаются благоприятные условия для накопления сапропелевых илов и образования горючих сланцев (Зеленин, Озеров, 1983; Штин, 2005).
В раннемеловых равнинных реках и озерах с низкой гидродинамикой вод поступавшие крупные обломки (имевшие размер дресвы, щебня или глыб и возникшие за счет эрозии пород, слагавших прибор-товые уступы грабенов) не испытывали длительной транспортировки и поэтому оставались неокатанными. На прибрежных участках они образуют маломощные прослои или линзы среди тонкообломочных песчано-алевритово-глинистых, углеродистых и карбонатных отложений. Однако их основная часть слагала на суше узкий коллювиально-делювиальный шлейф вдоль при-бортовых уступов грабенов.
В большинстве публикаций, в которых реконструируются раннемеловые озера на территории Забайкалья и Монголии, обычно не приводится достаточных данных для выделения на этой территории их крупных (олиготрофных) озер. Лишь в единичных работах содержатся необходимые сведения. Например, в низах неокомовой хурилитской толщи Хулсын-Голской впадины Гобийского Алтая, коррелируемой с низами шинхудукского горизонта, отмечается шлейф хорошо сортированных пляжных прибрежных псаммитов — реликтов крупного озера (Синица, 1993). В этом же регионе подобным примером в основании более древней нижне-среднеюрской бахарской свиты служит
мощная (около 30 м) толща хорошо сортированных песков, обнажающаяся вдоль восточных отрогов хр. Их-Богд-Уул. В целом вопрос о наличии крупных ранне-меловых озерных бассейнов на территории Монголии и Забайкалья требует дополнительного рассмотрения.
Переходя к непосредственной реконструкции условий образования нижнемеловых горючих сланцев на характеризуемой территории, приведем доминирующую точку зрения на их генезис (Бутова, 1963; Мартинсон, 1982; Синица, 1993). Как в гумидной, так и в семиаридной климатической зоне превалировали небольшие застойные или полупроточные мелководные эвтрофные озера или заливы крупных озер с невысокой гидродинамикой вод.
Предполагается, что на юге Монголии в основании дзунбаинской серии (где бумажные сланцы шин-худукского горизонта переслаиваются с карбонатными породами) их генезис аналогичен происхождению эоценовой сланценосной свиты Гран-Ривер на западе США, также сформированной в аридном климате (Мартинсон, 1982). Важно подчеркнуть следующие важные особенности строения дзунбаинской серии. В ее нижней части доминирующую роль играют тонкообломочные глинистые породы, карбонаты и горючие (бумажные) сланцы. В верхах дзунбаинской серии наряду с сокращением мощностей или полным исчезновением горючих сланцев возрастает роль пес-чано-алевритовых отложений.
Отметим, что озерные отложения (включая их пойменные разности) практически повсеместно играют главенствующую роль в строении нижнемеловых отложений, сформировавшихся в равнинных ландшафтах. На территории Монголии общее погрубение состава отложений в верхах дзунбаинской серии (от глинисто-сланцевого в низах к песчано-алевритовому в верхах) было связано с большей контрастностью рельефа холмистых равнинных областей денудации во второй половине раннего мела. При этом возрастал объем терригенного материала, поступавшего в области аккумуляции, который подавлял здесь накопление углеродистых отложений (горючих сланцев или углей). На территории Западного Забайкалья, в отличие от Монголии, более грубые терригенные отложения приурочены к основанию нижнемеловых толщ (безугольным муртойской и селенгинской свитам). В верхней их части (селенгинской и хольбоджинской свитах) наряду с доминированием в разрезах тонкообломочных алевритово-глинистых отложений создаются условия, благоприятные для формирования углей и горючих сланцев.
При прослеживании площадей раннемелового сланценакопления на территории Забайкалья и Монголии была выявлена приуроченность месторождений и проявлений горючих сланцев к определенным районам — Монголии (исключая ее западные регионы) и южной части Северного Забайкалья. Причину прекращения масштабного озерного сланцеобразова-ния в Западной Монголии и северных регионах За-
байкалья, а также сопредельных областях Сибири нельзя объяснить изменениями палеоклимата, который, как и в сопредельной северной части Азии, оставался теплым гумидным или аридным. Имеются основания предположить, что их интенсивное накопление на относительно небольшой площади древней суши обусловлено структурным фактором, а именно приуроченностью к области мезозойского рифтообразования, что отмечалось ранее (Цеховский, Стукалова, 2014).
Процессы осадконакопления в рифтовых впадинах
Известно, что для образования промышленных месторождений углеводородов благоприятны тектонические структуры, характеризующиеся устойчивым и длительным погружением, а развитые в них осадочные комплексы — большой скоростью аккумуляции. К подобным структурам относятся рифты. В ряде публикаций (Гаврилов, 1986; Коболев, Оровецкий, 2006; Конюхов, 2012а, б; Шахновский, 1996; ЯоЪЫш, 1983) приведены доказательства высокой насыщенности углями и горючими сланцами отложений континентальных рифтовых впадин, а также указано на появление в этих структурах или в перекрывающем осадочном чехле крупных нефтегазоносных месторождений. При сравнительно небольшом объеме (до 6%) осадочных образований, приходящихся на рифтовые бассейны, в них концентрируется более 15% мировых запасов углеводородов (Гончаренко и др., 1984). По данным (Хаин, Соколов, 1993), для подавляющего числа континентальных рифтовых бассейнов характерна огромная (по сравнению с их площадью) нефте-газоносность и самая высокая в мире удельная плотность запасов нефти, превышающая 10 млрд т/км3. Причиной этого является накопление здесь мощных обогащенных органическим веществом осадочных толщ и интенсивный их прогрев за счет повышенного теплового потока.
Исследования нижнемеловых отложений Забайкалья и Монголии, приуроченных к континентальным рифтам, позволяют раскрыть причину высокой насыщенности органическим веществом накапливающихся здесь отложений. Это объясняется своеобразными условиями осадконакопления в данных структурах, а также участием в седиментогенезе глубинных процессов.
Условия накопления горючих сланцев в континентальных рифтах
Известно, что для накопления мощных, обогащенных органическим веществом осадков (сапропелевых илов или торфяников) требуется устойчивое длительное погружение областей аккумуляции, а также поступление в них небольших объемов терригенного материала из областей денудации (не подавляющих накопление углеродистых осадков). Устойчивое и длительное погружение днищ впадин осуществляется
в тектонически активные (орогенные) эпохи. Однако в это время обильный привнос терригенного материала из горных областей денудации препятствует формированию мощных торфяников и сапропелевых илов в межгорных или предгорных впадинах. Лишь в окружающих равнинах (на удалении от гор) подобные углеродистые отложения могут накапливаться, однако и здесь максимальные мощности образованных из них пластов углей и горючих сланцев обычно не превышают 10 м.
При стабилизации вертикальных тектонических движений и выравнивании областей денудации во впадины поступают небольшие объемы терригенного материала, что благоприятствует накоплению углеродистых отложений. Однако в условиях малых скоростей осадконакопления и медленных погружений днищ впадин большая часть органического вещества не успевает захораниваться, а окисляется и разлагается на земной поверхности. Показателен тот факт, что при крайней степени выравнивания рельефа (в пенепле-низированных ландшафтах) даже при теплом гумид-ном климате (благоприятствующем развитию биоты) в областях аккумуляции формируются практически лишенные органического вещества красно-пестро-цветные кварц-каолиновые или каолинит-бокситовые породы формации коры выветривания (Цеховский, 1987).
Для рифтовых областей отмечается иная картина образования углеродистых отложений. При выравнивании денудационного рельефа в грабенах рифтовых зон (как и в эпохи орогенеза) продолжалось устойчивое и интенсивное погружение их днищ. Однако в этих структурах накапливались обогащенные органическим веществом отложения фэновых формаций.
На территории Забайкалья и Монголии в раннем мелу опускание днищ грабенов сопровождалось формированием множества полупроточных или застойных озер, в которых создавались условия, благоприятствующие образованию сапропелей. В областях с теплым гумидным климатом это были преимущественно слабопроточные пресные озера, а в районах с засушливым (семиаридным) климатом многие из них являлись бессточными водоемами с минерализованными солеными водами, где наряду с терригенными отложениями накапливались известняки и доломиты.
В раннем мелу из окружающих равнинных областей денудации поступали небольшие объемы тонкообломочного терригенного материала в водоемы, расположенные в осевых участках грабенов. Сюда не привносился грубообломочный материал, связанный с эрозией прибортовых уступов (у их подножий он слагал узкий шлейф). Таким образом, терригенный материал не подавлял органогенно-хемогенное осадко-накопление в озерах и на их заболоченных побережьях. Поэтому сапропелевые илы, карбонатные отложения, а также торфяники достигали здесь большой мощности. При этом высокой биологической продуктивности водоемов способствовало поступление в озера хими-
ческих биофильных элементов (фосфора, кальция, микроэлементов) из кор выветривания (характерных для равнинных областей денудации), а также растительных остатков и растворенных органических соединений из заболоченных побережий.
Масштабы накопления горючих (бумажных) сланцев, приуроченных к равнинным фэновым формациям, менялись в разных климатических зонах. Наиболее широкое распространение они получали в аридной красноцветно-пестроцветной карбонатно-терриген-ной фэновой формации, развитой на юге Монголии. В разрезах гумидной сероцветной угленосно-террри-генной фэновой формации (на территории Забайкалья и Северной Монголии) горючие сланцы встречаются значительно реже.
На рассматриваемой территории в юрско-меловом осадочном чехле рифтовых впадин наряду с равнинными фэновыми формациями в отдельные сравнительно кратковременные орогенные эпохи формировались гумидные (сероцветные) или аридные (красноцветно-пестроцветные) молассовые формации (Цеховский, 2013). Было установлено, что в большинстве изученных регионов диапазон их развития ограничивается первой половиной ранней юры, и лишь на юге Монголии (в Гобийском Алтае) орогенные молассы дополнительно появляются также в поздней юре и начале позднего мела. При их накоплении в межгорных рифтовых впадинах не создавались благоприятные условия для образования углеродистых отложений. В это время из горных областей денудации в рифто-вые впадины привносились большие объемы терри-генного материала, что препятствовало образованию мощных торфяников в болотах и сапропелевых илов в озерах.
В целом приведенные данные позволяют считать, что одной из причин высокой насыщенности органическим веществом континентальных отложений риф-товых зон является своеобразие создающихся здесь условий осадконакопления. Однако к настоящему времени геологами установлено, что и глубинные процессы дополнительно стимулируют образование органического вещества в отложениях этих структур.
Участие глубинных процессов в образовании углеродистых рифтовых отложений
К числу глубинных процессов, характерных для рифтовых зон, относят повышенный тепловой поток, вулканизм, а также поступление на поверхность жидких и газовых флюидов, имеющих катагенетическое или эндогенное происхождение. В древних континентальных рифтах о важной роли глубинных процессов в образовании пород осадочного чехла свидетельствует широкое развитие вулканитов и продуктов гидротермальной деятельности. Значительно сложнее выявить влияние глубинных процессов на образование органического вещества в рифтовых отложениях. Однако эта задача успешно решается в современных рифто-
вых зонах, где непосредственно можно наблюдать и изучать процессы литогенеза, характерные для этих структур. Полученные результаты исследований (привлекая метод актуализма) напрямую (или с поправками) могут быть распространены и на более древние отложения.
Влияние глубинных процессов на осадконакопление
углеродистых отложений в современных рифтах
Воздействие на осадконакопление процессов вулканизма (насыщавших атмосферу углекислым газом, вулканическим пеплом, повышавших биологическую продуктивность водоемов) было показано выше. Важно подчеркнуть, что в областях рифтообразования (сравнительно с окружающими районами) роль вулканизма и, следовательно, его влияние на образование углеродистых отложений заметно возрастают. Применительно к областям рифтообразования следует упомянуть еще одну публикацию (Гептнер и др., 2006). В ней отмечается, что в толще базальтов современной рифтовой зоны Исландии обнаружено битумное органическое вещество (типа асфальтита), заполняющее пустоты в лавах, а в составе газовой фазы гидротерм установлены углеводороды. Все эти соединения связываются с эндогенным поступлением углерода и водорода в процессе извержений и поствулканической гидротермальной деятельности.
Различные формы влияния гидротерм и восходящих газовых флюидов на насыщение осадков органическим веществом также рассматривались ранее. Важно отметить, что для рифтовых зон, а также для выделяемых рядом авторов эпох рифтогенеза интенсивность данных процессов резко усиливается. Наиболее полно это раскрыто на примере морских и океанических рифтов, в которых привнос различных глубинных компонентов в области осадконакопления может резко усиливать биопродуктивность водоемов (Валеев и др., 1979; Неручев, 1982), а также микробиологическое образование органического вещества над разломами, в местах разгрузки глубинных газов (Леин, 2004; Леин и др., 2000б; Сывороткин, 2002) или нефти (Беленицкая, 2010а, б).
Для континентальных рифтов (на примере Байкальской рифтовой впадины) установлено, что на дне озера в местах разгрузки гидротерм осадки обогащаются соединениями железа, марганца, фосфора (Зло-бина, 2012), а с привносом кремнезема связывается повышение биопродуктивности диатомового фитопланктона. Его биомасса циклично (через 2—3 года при усилении гидротермальной деятельности) периодически возрастает в сотни и тысячи раз (Сыворот-кин, 2002). В озере Байкал происходит бактериальный синтез органического вещества из глубинных углеводородных флюидов и обогащение им осадков (Бескровный и др., 1983).
Этому процессу способствует высокая насыщенность глубинными газами рифтовых пород. По дан-
ным (Сизых и др., 2004), на Байкале при бурении скважин через осадочные породы неоднократно наблюдалось «кипение» бурового раствора, происходило поднятие бурового инструмента, а в одной из них он был выброшен на поверхность с глубины 140 м. На дне озера в местах разгрузки газов отмечается фонтанирование вод и появление газовых вулканов и грифонов, а также образование крупного месторождения газогидратов (Голубев, 2007; Кузнецов, 2003; Кузьмин и др., 2000). Максимальная мощность залежи составляет около 600 м, а средняя — 100 м. Кроме Байкальской впадины крупное месторождение метана и углекислого газа с запасами в 72 млрд м3 установлено в придонном слое озера Киву в пределах Восточно-Африканской рифтовой системы (Гаврилов, 1986). Все это позволяет считать высокую газонасыщенность типичным признаком рифтовых пород.
Следовательно, органическое вещество, синтезированное в рифтах из газов микробактериями (использующими для своей жизнедеятельности восходящие глубинные газово-жидкие флюиды), также может принимать участие в формировании углеродистых отложений (вероятно, включая и горючие сланцы). Однако пока не выяснены масштабы насыщения подобной органикой рифтовых осадочных пород. В этой связи необходимо отметить, что в огромных по размеру океанических бассейнах возникшее на дне рифтов органическое вещество обычно переносилось течениями на большие расстояния и рассеивалось в терригенных осадках. В небольших по размеру рифтовых озерах подобная органика не испытывает длительной транспортировки. Поэтому здесь ее вклад в образование углеродистых отложений заметно возрастает.
Необходимо также отметить, что в рифтовых озерах интенсивный восходящий подток к поверхности глубинных газов должен был сопровождаться поглощением части углекислого газа и дополнительным насыщением вод углекислотой. Можно полагать, что дополнительное привлечение этого источника (наряду с атмосферным газом) увеличивало содержание углекислоты в водах рифтовых озер, а следовательно, и повышало их биологическую продуктивность.
В целом результаты исследований позволяют считать, что высокая насыщенность органическим веществом отложений континентальных рифтов, а также широкое развитие здесь горючих сланцев объясняется не только охарактеризованными выше специфичными обстановками седиментации в этих структурах, но и влиянием на седиментогенез глубинных процессов.
Известно, что наличие высокого теплового потока характерно для континентальных и океанических рифтов. Например, в современной Байкальской рифтовой зоне, по данным работы (Хуторской, 1996), средний кондуктивный тепловой поток составляет 70—80 мВт/м2 и почти в 2 раза превышает его средние значения, характерные для окружающего горного об-
рамления (43 мВт/м2). Наиболее высокие его значения достигают 165 мВт/м2.
В рифтовых структурах за счет повышенного теплового потока и прогрева недр ускоряется катагене-тическое преобразование органического вещества с возникновением керогена (главного компонента горючих сланцев), а также битумных углеводородов (образующих нефтегазовые месторождения). Здесь в условиях повышенного температурного геотермического градиента прогрев пород не требует их глубокого погружения (Гаврилов, 1986; ЯоЪЫш, 1983).
В крупном глубоком и холодноводном озере Байкал повышенный тепловой поток не оказывал существенного влияния на его температурный режим (Голубев, 1982, 2007), а следовательно, и на биопродуктивность водоема. В глубоководных его частях отмечаются постоянные значения температур — 3,4—3,6°С (Князева, 1954). Правда, например, на севере Байкала фиксируется «теплый слой» придонных вод (средняя мощность 40 м и площадь около 3500 км2), однако среднее повышение в нем температур составляет лишь сотую долю градуса (Голубев, 1982). Только на небольших участках, в местах разгрузки гидротерм происходил прогрев придонных вод. По данным работ (Голубев, 1982, 2007), максимальная температура термальных вод достигает 84°С. При этом на поверхности озера в зимние периоды среди ледяного покрова появляются полыньи и проталины.
Однако для небольших мелководных раннемезо-зойских рифтовых озер, развитых на территории Забайкалья и Монголии, можно предположить более ощутимое влияние повышенного теплового потока и гидротерм на подогрев вод, что могло повышать их биологическую продуктивность.
Об индикаторах глубинных процессов
в раннемеловых рифтах Забайкалья и Монголии
Приведенные выводы о влиянии глубинных процессов на формирование органического вещества в современных континентальных рифтах, вероятно, можно распространить и на характеризуемые в настоящей статье их раннемеловые аналоги, развитые на территории Монголии и Забайкалья. В пользу участия раннемеловых процессов в образовании осадочного чехла этих структур свидетельствует широкое распространение в нем эффузивов и продуктов гидротермальной деятельности.
Полные сведения о вулканогенных породах в разрезах нижнего мела на территории Забайкалья и Монголии содержатся в публикациях (Геологические формации., 1995; Конивец, 1963; Континентальный вулканизм., 1983; Мезозойская., 1975; Скобло и др., 2001). По данным работ (Воронцов, Ярмолюк, 2004; Самойлов, Аракелянц, 1989; Самойлов, Ярмо-люк, 1992; Ярмолюк, Иванов, 2000), встречающиеся здесь продукты вулканизма часто имеют повышенную щелочность и типичны для континентальных рифтов. Они представлены трахибазальтами, трахи-
андезибазальтами, базальтами, реже трахириалитами, трахидацитами. Обычно вулканиты образуют покровы эффузивов или скопления тефры и переслаиваются с осадочными породами в грабенах. Нередко они прослеживаются и за их пределами на прилегающих склонах поднятий, где их платообразные тела обычно перекрывают породы фундамента.
На характеризуемой территории в том или ином объеме продукты вулканизма отмечаются практически во всех нижнемеловых стратиграфических подразделениях. Однако наиболее массовое их развитие приходится на конец юры и начало мела — хысехинскую и хилокскую свиты (соответственно в восточной части Западного Забайкалья и в Центральном Забайкалье), а также цаганцабский горизонт в пределах Монголии.
С раннемеловыми гидротермами на рассматриваемой территории связаны флюоритовый, золоторудный и редкометалльный типы минерализации. Особенно широко (как и в кайнозойском Байкальском рифте) были развиты щелочные фтороносные термы, с которыми связаны многочисленные месторождения или проявления (Геология., 1980; Комарова, 1989; Металлогения., 1973). Только на территории Монголии известно около 200 месторождений и проявлений флюорита, большинство которых датируется нижним мелом (Бадамгарав и др., 1972). Флюоритовая минерализация в осадочных и коренных породах Прибайкалья и Забайкалья рассматривается как древние очаги разгрузки азотных терм (Дислер, 1971).
К продуктам древней гидротермальной деятельности относятся также линзы известковистых или доломитовых травертинов, широко представленные в позд-неюрских и раннемеловых аридных отложениях на юге Монголии (Цеховский, 2013). В отличие от пластовых озерных известняков и доломитов, приуроченных к толщам сероцветно-зеленоцветных тонкообломочных алевритово-глинистых пород, небольшие по размеру линзы травертинов тяготеют к красно-цветным грубообломочным коллювиально-делювиаль-но-пролювиальным отложениям. С нижнемеловыми гидротермами было связано также и поступление кремнезема. При этом, например, под покровом нижнемеловых отложений на поверхности гранитного массива Тобхор происходило окремнение верхнеюрских тектонокластов (образующих плащеобразное тело) (Цеховский и др., 2011).
Следовательно, накопление нижнемеловых отложений в рифтах Забайкалья и Монголии сопровождалось проявлениями глубинных процессов, которые (как и охарактеризованные выше их современные проявления) могли стимулировать образование здесь углеродистых пород. Возможно, этим можно объяснить приуроченность большинства месторождений и проявлений горючих сланцев к нижней части ранне-мелового осадочного чехла (в диапазоне от верхов ва-ланжина до первой половины баррема). В это время, сразу после ослабления предшествующего интенсивного вулканизма приграничной юрско-меловой эпохи (при накоплении цаганцабского горизонта, а также
хысехинской и хилокской свит), еще продолжалась интенсивная гидротермальная деятельность. С нею был связан подогрев вод и поступление в озера питательных веществ, активизирующих развитие планктона и накопление углеродистых отложений. Последние дополнительно насыщались микробактериальным органическим веществом, формировавшимся в местах разгрузки газово-жидких флюидов.
Для предшествующей пограничной юрско-мело-вой эпохи резкого усиления вулканизма обилие эффузивного и экструзивного материала, поступавшего в рифтовые озера, снижало их биопродуктивность и масштабы накопления углеродистых пород. В этой связи отметим выявленную А.М. Овчинниковым (1961) закономерность, что наиболее интенсивное гидротермальное рудообразование обычно не связано с эпохами бурных вулканических извержений, а приурочено к непосредственно сменяющим их временным интервалам ослабления или прекращения вулканической деятельности. Данная закономерность, касающаяся гидротермального рудообразования, возможно, могла сказываться на объемах накопления углеродистых отложений в древних рифтовых озерах.
Большой разброс температур в породах нижнемеловых рифтовых структур, связанный с меняющимися значениями теплового потока, а также с локальным дополнительным прогревом пород в местах проявления вулканизма и гидротерм, приводил к существенному колебанию степени метаморфизма органического вещества. В частности, в юрско-меловых тафрогенных грабенах Забайкалья (имеющих сравнительно небольшую мощность осадочного чехла — до 2—2,5 км) встречаются угли: бурые, бурые — переходные к каменным и каменные марок Д (длиннопламенные) и Г (газовые) (Карпов, Нефедьева, 1963). Известно, что в бассейнах с региональным типом метаморфизма бурые угли формируются на глубине от 1 до 3 км; каменные угли марок Д и Г — на глубине 3—5 км (Неручев и др., 1976).
В целом с учетом данных, изложенных в первой статье (Цеховский, Стукалова, 2014), результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы. На раннемеловой суше в Забайкалье и Монголии формирование горючих сланцев осуществлялось как при гумидном, так и при аридном типе палеокли-мата в различных тектонических структурах. Однако большинство их месторождений и проявлений приурочено к древним зонам рифтогенеза. На данной территории своеобразные обстановки осадконакопления, а также глубинные процессы принимали участие в накоплении осадков, что может объяснить причину высокой насыщенности углеродистыми породами рифтовых структур. Поэтому справедливо, что при генетической классификации горючих сланцев выделяется их отдельная авлакогенно-рифтовая группа (Юдович, 2002).
В заключение отметим, что в раннемеловую эпоху месторождения и проявления горючих сланцев морского или континентального (озерного) генезиса формировались практически на всех континентах Земли
(Дункан, 1980; Зеленин, Озеров, 1983; Конюхов, 2012а). По данным работы (Неручев, 1982), временной интервал поздняя юра — ранний мел является одной из глобальных эпох усиления рифтообразования и разгрузки глубинных флюидов, что способствовало образованию горючих сланцев. В раннемеловых океанических и морских бассейнах Земли наиболее интенсивное формирование этих углеродистых отложений приходилось на начало апта (Щепетова, 2011). Согласно другой точке зрения, в разрезах мезозоя наиболее масштабное (субглобальное) их накопление происходило в титоне и особенно в берриасе (Конюхов, 2012а). На территории Монголии и Забайкалья формирование промышленных месторождений озерных горючих сланцев происходило на протяжении всего раннего мела. Однако максимальное их развитие зафиксировано на юге Монголии в готериве и барреме.
Выводы
На территории Забайкалья и Монголии месторождения и проявления горючих сланцев возникали на протяжении всего раннего мела, но наибольшая их часть датируется верхами неокома.
Образование горючих сланцев происходило в областях континентального рифтогенеза при наличии теплого гумидного или семиаридного палеоклимата в составе равнинных фэновых формаций: 1) сероцвет-ной угленосно-терригенной, 2) красноцветно-пест-роцветной карбонатно-терригенной.
В рифтовых впадинах залежи углеродистых пород (горючих сланцев и углей) возникали в эпохи стабилизации вертикальных тектонических движений и выравнивания областей денудации. В эпохи орогенеза и формирования рифтовых моласс отсутствовали благоприятные условия для их накопления.
Показано, что сочетание многих экзогенных и глубинных процессов (характерное для рифтовых структур) способствовало образованию здесь горючих сланцев. К их числу относятся: повышенный тепловой поток, проявления вулканизма, гидротермальная деятельность, разгрузка углеводородных флюидов, влияющих на накопление углеродистых отложений и последующие их катагенетические преобразования с возникновением горючих сланцев.
Полученные выводы о закономерностях образования горючих сланцев в раннемеловых рифтах Забайкалья и Монголии могут быть распространены на другие континентальные рифтовые бассейны. Хотя на континентах месторождения мезозойских и кайнозойских озерных горючих сланцев формировались в разных тектонических структурах (Конивец, 1968; Конюхов, 2012а, б; Робинсон, 1980), однако в зонах рифтогенеза создавались наиболее благоприятные условия для накопления их крупных залежей.
Авторы выражают благодарность сотрудникам ГИН РАН Ю.О. Гаврилову, М.Д. Хуторскому, Т.М. Кодрул, Т.В. Орешкиной и Е.В. Щепетовой за ценные консультации.
ЛИТЕРАТУРА
Бадамгарав Ж., Содов Ц., Самбуродж Д. О времени образования флюоритовых месторождений Восточной Монголии // Докл. АН СССР. 1972. Т. 207, № 5. С. 1181-1183.
Беленицкая Г.А. Черные и горючие сланцы в системе се-диментационных производных восходящих разгрузок // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть и газ и их парагенезы. М.: ГЕОС, 2008. С. 65-68.
Беленицкая Г.А. Последствия нефтяных катастроф глазами седиментолога // Природа. 2010а. № 2. С. 25-34.
Беленицкая Г.А. Черные сланцы как «нафтодочерние» образования // Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь. М.: ГЕОС, 2010б.
Бескровный Н.С., Кудрявцева Т.П., Талиев С.Д. и др. Новые результаты исследований эндогенных рудообразующих гидротермальных систем с позиций биогеохимии // Биогеохимические аспекты формирования осадочных пород и руд. Л.: ВСЕГЕИ, 1983. С. 98-99.
Бродская Н.Г. Осадкообразование в озерах засушливой зоны СССР. Аральское озеро-море // Образование осадков в современных водоемах М.: Изд-во АН СССР, 1954. С. 237-282.
Бутова Е.П. Литолого-фациальная характеристика и условия накопления угленосных толщ // История верхнемезозойского угленакопления на территории Бурятской АССР и юго-восточной части Ленского бассейна. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 85-134.
Валеев Р.Н., Файзуллин Р.М., Язмир М.М. Глобальный рифтогенез и процессы фосфатного рудообразования // Докл. АН СССР. 1979. Т. 249, № 4. С. 934-937.
Верзилин Н.Н. О роли эндогенного вещества в глобальном биотическом круговороте // Биогеохимические аспекты формирования осадочных пород и руд. Л.: ВСЕГЕИ, 1983. С. 99-100.
Воронцов А.А., Ярмолюк В.В. Северо-Монгольская — Забайкальская полихронная рифтовая система (этапы формирования, магматизм, источники расплавов, геодинамика) // Литосфера. 2004. № 3. С. 17-32.
Гаврилов В.П. Происхождение нефти. М.: Наука, 1986. 186 с.
Гаврилов Ю.О. Динамика формирования юрского тер-ригенного комплекса: седиментология, геохимия, постдиа-генетические преобразования. М.: ГЕОС, 2005. 301 с.
Гаврилов Ю.О, Щербинина Е.А. Биосферное событие на границе палеоцена/эоцена и его отображение в морях Пе-ритетиса: седиментология, геохимия, динамика развития // Ленинградская школа литологии. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012. Т. 1. С. 170-172.
Геологические формации Монголии. М.: Шаг, 1995. 176 с.
Геология и полезные ископаемые Монгольской Народной Республики. Вып. 1. М.: Недра, 1980. 211 с.
Гептнер А.Р., Пиковский Ю.И., Житкин А.Г. и др. Эмиссия углеводородов в современной рифтовой зоне Исландии // Дегазация Земли: геофлюиды, нефть, газ в системе горючих ископаемых. М.: ГЕОС, 2006. С. 304-309.
Голдырев В.С., Выхристюк Л.А. Донные отложения Среднего и Северного Байкала // Мезозойские и кайнозойские озера Сибири. М.: Наука, 1968. С. 98-124.
Голубев В.А. Геотермия Байкала. Новосибирск: Наука, 1982. 149 с.
Голубев В.А. Кондуктивный и конвективный тепловой поток в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск: ГЕО, 2007. 220 с.
Гончаренко Б.Д., Капустин И.Н., Кирюхин Л.Г. и др. Закономерности размещения зон газо- и нефтенакопления в
бассейнах рифтового типа // Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. 1984. Вып. 10. 48 с.
Горючие сланцы / Под ред. Т.Ф. Йена и Дж. В. Чилин-гаряна. Л.: Недра, 1980. 262 с.
Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь. М.: ГЕОС, 2010. 576 с.
Дислер В.Н. Возможные направления эволюции углекислых вод и азотных терм областей новейшего горообразования // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1971. Т. 46, вып. 3. С. 114-124.
Дункан Д. Геологическое положение месторождений горючих сланцев и мировые перспективы // Горючие сланцы. Л.: Недра, 1980. С. 20-33.
Егоров А.И. Угленосные и горюче-сланцевые формации европейской части СССР. Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 1985. 191 с.
Зеленин Н.И., Озеров И.М. Справочник по горючим сланцам. Л.: Недра, 1983. 246 с.
Злобина О.Н. Микробиальное преобразование современных донных осадков озера Байкал // Ленинградская школа литологии. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012. Т. 2. С. 217-219.
Карпов Н.Ф., Нефедьева Л.П. Угленосность // История верхнемезозойского угленакопления на территории Бурятской АССР и юго-восточной части Ленского бассейна. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 145-163.
Князева Л.М. Осадкообразование в озерах влажной зоны СССР. Южный Байкал // Образование осадков в современных водоемах. М.: Изд-во АН СССР, 1954. С. 180-236.
Коболев В.П., Оровецкий Ю.П. Земля: горячие пояса — рифтогенные узлы — эндогенные углеводороды // Углеводородный потенциал фундамента молодых и древних платформ. Казань: Казанский ун-т, 2006. С. 129-131.
Ковалев В.А. Влияние вулканизма на формирование горючих сланцев // Биогеохимические аспекты формирования осадочных пород и руд. Л.: ВСЕГЕИ, 1983. С. 102-103.
Комарова В.Н. Условия формирования и генезис флюоритовых месторождений // Итоги науки и техники. Сер. неметалл. полез. ископ. Т. 7. М.: ВИНИТИ, 1989. 109 с.
Конивец В.И. Основные черты мезозойско-кайнозой-ского вулканизма Забайкалья // История верхнемезозойского угленакопления на территории Бурятской АССР и юго-восточной части Ленского бассейна. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 67-84.
Конивец В.И. Горючие сланцы Забайкалья // Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 11. М.: Недра, 1968. С. 513-544.
Континентальный вулканизм Монголии. М.: Наука, 1983. 186 с.
Конюхов А.И. Нефтематеринские отложения на мезозойских и кайнозойских окраинах материков. Сообщ. 1. Нефтематеринские отложения на окраинах материков в триас-юрское и неоком-аптское время // Литол. и полез. ископ. 2012а. № 5. С. 451-470.
Конюхов А.И. Нефтематеринские отложения на мезозойских и кайнозойских окраинах материков. Сообщ. 2. Нефтематеринские отложения на окраинах материков во вторую половину мелового периода и кайнозое // Литол. и полез. ископ. 2012б. № 5. С. 471-489.
Кузнецов Ф.А. Газовые гидраты в экосистеме // Тихоокеанская геол. 2003. Т. 22, № 2. С. 92-93.
Кузьмин М.И., Калмычков Г.В., Дучков А.В. и др. Гидраты метана в осадках озера Байкал // Геол. рудн. месторожд. 2000. Т. 42, № 1. С. 25-37.
Леин А.Ю. Жизнь на сероводороде и метане // Российская наука: дорога жизни. М.: Октопус, 2002. С. 278-293.
Леин А.Ю. Роль процессов бактериального хемосинтеза и метанотрофии в биогеохимии океана // Новые идеи в океанологии. М.: Наука, 2004. Т. 1. С. 280-321.
Леин А.Ю., Гричук Д.В., Гурвич Д.Г., Богданов Ю.А. Новый тип гидротермальных растворов, обогащенных водородом и метаном, в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта // Докл. АН. 2000а. Т. 375, №. 3. С. 380-383.
Леин А.Ю., Пименов Н.В., Саввичев А.С. и др. Метан как источник органического вещества и углекислоты карбонатов на холодном сипе в Норвежском море // Геохимия. 2000б. № 3. С. 268-280.
Максимова С.В. Эколого-фациальные особенности и условия образования доманика. М.: Наука, 1970. 84 с.
Маракушев А.А., Маракушев С.А. Образование нефтяных и газовых месторождений // Литол. и полез. ископ. 2008. № 5. С. 505-521.
Мартинсон Г.Г. Общие проблемы палеолимнологиче-ских исследований в Монголии // Мезозойские озерные бассейны Монголии. Л.: Наука, 1982. С. 3-17.
Мезозойская и кайнозойская тектоника и магматизм Монголии. М.: Наука, 1975. 307 с.
Металлогения областей тектономагматической активизации. Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1973. 212 с.
Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. Л.: Недра, 1982. 206 с.
Неручев С.Г., Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В. О шкале катагенеза в связи с нефтеобразованием // Междунар. геол. конгр. XXV сес. Докл. сов. геол. Горючие ископаемые. М.: Наука, 1976. С. 47-62.
Неуструева И.Ю. Условия обитания раннемеловых остра-код Монголии // Мезозойские озерные бассейны Монголии. Л.: Наука, 1982 С. 121-144.
Овчинников А.М. О гидрогеологическом изучении гидротермальных процессов // Тр. Лаб. вулканологии. 1961. Вып. 19. С. 45-53.
Писцов Ю.П. Верхнемезозойские озерные бассейны Центрального и Восточного Забайкалья // Мезозойские и кайнозойские озера Сибири. М.: Наука, 1968. С. 22-38.
Порфирьев В.Б., Краюшкин В.А., Клочко В.П. Влияние органического вещества на происхождение жизни и генезис нефти // Биогеохимические аспекты формирования осадочных пород и руд. Л.: ВСЕГЕИ, 1983. С. 103-104.
Раннемеловое озеро Манлай. М.: Наука, 1980. 90 с.
Робинсон У.Е. Происхождение и характеристика горючих сланцев Грин-Ривер // Горючие сланцы. Л.: Недра, 1980. С. 67-83.
Ронов А.Б. Вулканизм, карбонатонакопление, жизнь (закономерности глобальной геохимии углерода) // Геохимия. 1976. № 8. С. 1252-1277.
Самойлов В.С., Аракелянц М.М. Позднемезозойский магматизм Гобийского Алтая и его структурное положение // Геотектоника. 1989. № 3. С. 97-104.
Самойлов В.С., Иванов В.Г., Аракелянц М.М. и др. Позднемезозойский магматизм района хр. Арц-Богдо (Гобийский Алтай) // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1988. № 11. С. 14-26.
Самойлов В.С., Ярмолюк В.В. Континентальный рифто-генез, типизация, магматизм, геодинамика // Тектоника. 1992. № 1. С. 3-20.
Сидоров А.А., Томсон И.Н. Рудоносность черносланце-вых толщ: сближение альтернативных концепций // Вестн. РАН. 2000. Т. 70, № 8. С. 719-724.
Сизых В.И., Дзюба А.А., Исаев В.П., Коваленко С.Н. Проблемные вопросы нефтегазоносности Байкальской впадины // Отеч. геол. 2004. № 5. С. 8-12.
Синица С.М. Юра и мел Центральной Монголии. М.: Наука, 1993. 213 с.
Синицын В.М. Древние климаты Евразии. Ч. 2. Мезозой. Л.: Наука, 1966. 166 с.
Скобло В.М., Лямина Н.А., Руднев А.Ф., Лузина И.В. Континентальный верхний мезозой Прибайкалья и Забайкалья. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 329 с.
Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация как причина аномальной биологической продуктивности океана // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть и газ. М.: ГЕОС, 2002. С. 65-68.
Трагедия в Камеруне // Природа. 1987. №. 4. С. 117.
Хаин В.Е., Соколов Б.А. Рифтогенез и нефтегазоносность: основные проблемы // Рифтогенез и нефтегазоносность. М.: Наука, 1993. С. 5-16.
Холодов В.Н. Биосфера и проблемы происхождения нефти // Литол. и полез. ископ. 2008. № 5. С. 522-540.
Холодов В.Н. Геология и мифотворчество // Природа. 2012. № 6. С. 25-35.
Хуторской М.Д. Геотермия Центрально-Азиатского складчатого пояса. М.: Изд. РУДН, 1996. 289 с.
Цеховский Ю.Г. Седимененто- и литогенез гумидных красноцветов на рубеже мела и палеогена в Казахстане. М.: Наука, 1987. 188 с.
Цеховский Ю.Г. Седиментогенез и вулканогенно-оса-дочные формации в мезозойских и кайнозойских континентальных рифтовых впадинах Прибайкалья и Южной Монголии // Литол. и полез. ископ. 2013. № 2. С. 1-41.
Цеховский Ю.Г., Стукалова И.Е. Нижнемеловые озерные горючие сланцы в рифтовых впадинах Забайкалья и Монголии. Ст. 1. Формационный и геоструктурный анализ // Бюл. МОИП. Отд. геол. 2014. Т. 89, вып. 3. С. 53-62.
Цеховский Ю.Г, Щербакова Т.Ф., Никитин А.В. и др. Тектоническая дезинтеграция и окремнение пород в про-трузии гранитоидов массива Тобхор (Западное Забайкалье) // Бюл. МОИП. Отд. геол. 2011. Т. 86, вып. 4. С. 8-19.
Шахновский И.М. Рифтогенные структуры и их нефтегазоносность // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1996. № 4. С. 21-26.
Шенкс В.К., Сейфрид У.Е., Мейер У.К., Онейл Т. Дж. Минералогия горючих сланцев // Горючие сланцы. Л.: Недра, 1980. С. 84-102.
Штин С.М. Озерные сапропели и их комплексное освоение. М.: Изд-во МГГУ, 2005. 372 с.
Шувалов В.Ф. Стратиграфия мезозоя Центральной Монголии // Стратиграфия мезозойских отложений Монголии. Л.: Наука, 1975. С. 183-225.
Шувалов В.Ф. Палеогеография и история развития озерных систем Монголии в юрское и меловое время // Мезозойские озерные бассейны Монголии. Л.: Наука, 1982. С. 18-80.
Щепетова Е.В. Седиментология и геохимия углеродистых толщ верхней юры и нижнего мела Русской плиты: Автореф. канд. дисс. М.: ГИН РАН, 2011. 27 с.
Юдович Я.Э. Проблемы типизации черных сланцев // Изв. РАЕН. 2002. Вып. 8. С. 151-162.
Юдович Я.Э., КетрисМ.П. Геохимия черных сланцев. Л.: Наука, 1988. 270 с.
Ярмолюк В.В., Иванов В.Г. Магматизм и геодинамика Западного Забайкалья в позднем мезозое и кайнозое // Геотектоника. 2000. № 2. С. 43-64.
Robbins E.I. Accumulation of fossil fuels and metallic minerals in active and ancient rift lakes // Tectonophysics. 1983. Vol. 94, N 1-4. Р. 633-658.
Wenger L.M., Baker D.R. Variation in organic geochemistry of anoxic-oxic black shale-carbonate sequences in the Pennsyl-vanian of the Midcontinent, USA // Org. Gechem. 1986. Vol. 10. P. 85-92.
LOWER CRETACEOUS LAKE OIL SHALES IN RIFT DEPRESSIONS OF TRANSBAIKALIAN AND MONGOLIA. 2. ORIGIN CONDITIONS
Yu.G. Tsekhovsky, I.E. Stukalova
The conditions favoring to accumulation of marine and continental oil shales are characterized. It is shown that exogenous and endogenous processes accompanied by Early Cretaceous humid and semiarid climate in the Transbaikalian Region of Russia and in Mongolia. Causes of the confinement of certain continental oil shale to rift areas were found out in places, where joint occurrence of many exogenous and endogenous factors stimulated the accumulation of carbon-rich deposits and products of their catagenetic transformations — oil and gas pools.
Key words: lake oil shales, continental rifts, exogenous and endogenous processes.
Сведения об авторах: Цеховский Юрий Григорьевич — докт. геол.-минерал. наук, вед. науч. сотр. лаб. сравнительного анализа осадочных бассейнов ГИН РАН, e-mail: [email protected]; Стукалова Ирина Евгеньевна — канд. геол.-минерал. наук, науч. сотр. лаб. сравнительного анализа осадочных бассейнов ГИН РАН, e-mail: [email protected]
