CC BY
13
УДК 551.763.1
ПАЛЕОМАГНЕ^ЗМ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
СЕВЕРО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
(ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ КЕРНА СКВАЖИН)
Зинаида Никитична Гнибиденко
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (383)330-49-66, e-mail: [email protected]
Александра Викторовна Левичева
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, научный сотрудник, тел. (383)330-49-66, e-mail: [email protected]
Владимир Аркадьевич Маринов
ООО «Тюменский нефтяной научный центр», 655002, Россия, г. Тюмень, ул. Осипенко, 79/1, кандидат геолого-минералогических наук, эксперт департамента ГРР Север Западной Сибири, тел. (913)913-49-60, e-mail: [email protected]
Представлены результаты комплексного палеомагнитного, палеонтологического и геолого-стратиграфического изучения верхнемеловых отложений северо-востока Западной Сибири, вскрытых восемью скважинами на севере Красноярского края. На основании полученных данных разработаны магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых отложений (долганской, дорожковской и насоновской свит) всех исследованных скважин. Породы долганской, дорожковской и насоновской свит характеризуются прямой полярностью с маломощными горизонтами обратной намагниченности.
Ключевые слова: палеомагнетизм, магнитостратиграфия, магнитозона, верхнемеловые отложения, северо-восток Западной Сибири.
PALEOMAGNETIZM OF THE UPPER CRETACEOUS SEDIMENTS ON THE NORTH-EAST OF WESTERN SIBERIA (ON RESULTS PF STUDY WELLS)
Zinaida N. Gnibidenko
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, D. Sc., Leading Research Scientist, tel. (383)330-49-66, e-mail: [email protected]
Alexandra V. Levicheva
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Research Scientist, tel. (383)330-49-66, e-mail: [email protected]
Vladimir A. Marinov
ООО «Tyumen oil scientific centre», 655002, Russia, Tyumen', 79/1 Osipenko St., Ph. D., Expert of Department GRR North of Western Siberia, tel. (913)913-49-60, e-mail: [email protected]
Presents results of complex paleomagnetic, paleontological and geological investigations of the Upper Cretaceous deposits of wells stripped in the North-East of Western Siberia (Krasnoyarsk
region). The Upper Cretaceous magnetostratigraphic sections of the eight wells (Dolgan, Doroschkovskaya and Nasonovskaya Suites) are developed Dolgan, Doroschkovskaya and Na-sonovskaya suites are characterized by normal polarity with low power horizons of reversal magnetization.
Key words: paleomagnetism, magnetostratigraphy, magnetozone; Upper Cretaceous sediments, North-East of Western Siberia.
В статье представлены результаты комплексных палеомагнитных, палеонтологических и геолого-стратиграфических исследований керна 8-и скважин, пробуренных в Красноярском крае на северо-востоке Западной Сибири в пределах Енисей-Хатангского мегапрогиба. В этих скважинах изучены верхнемеловые отложения долганской, дорожковской и насоновской свит. Целью этого исследования является получение палеомагнитной характеристики верхнемеловых отложений левобережья нижнего течения р. Енисей, сопоставление палео-магнитной характеристики исследуемых отложений с палеонтологическими данными и разработка магнитостратиграфических разрезов исследуемых скважин. Непрерывность геологической летописи, а, следовательно, и полнота па-леомагнитной записи при весьма и весьма слабой палеомагнитной изученности верхнего мела в Западной Сибири являются важными предпосылками для продолжения на его севере начатых нами на юге Западно-Сибирской плиты палеомагнитных исследований верхнего мела.
Отбор образцов и обработка полученных результатов в целом не отличались от общепринятой и стандартной методики палеомагнитных исследований [1, 3, 4]. Из керна, ориентированного «верх-низ» и представляющего собой один стратиграфический уровень (штуф), вручную или с помощью пробоотборника конструкции А.А. Бишаева отбирались образцы-кубики с ребром грани 2 см. Образцы-кубики вырезались из центральной части керна так, чтобы ось Z была направлена по оси керна вниз; направления горизонтальных осей X и Y произвольны. Каждый стратиграфический уровень представлен двумя-тремя образцами-кубиками. Для обеспечения комплексных исследований отбор ориентированных образцов для палеомагнитного изучения производился в месте отбора проб для палеонтологического изучения.
В процессе обработки собранных коллекций исследуемых скважин определялись магнитные характеристики пород, проводились специальные лабораторные магнитные исследования, направленные на выделение характеристической (первичной) компоненты естественной остаточной намагниченности, образовавшейся в процессе формирования породы. Сохранность естественной остаточной намагниченности и ее магнитостабильность устанавливались на первом этапе с применением временной магнитной чистки. На втором этапе исследований определялся компонентный состав естественной остаточной намагниченности (ЕОН) с целью выделения характеристической (первичной в нашем случае) компоненты ЕОН, для чего использовалось ступенчатое терморазмагничивание и размагничивание переменными магнитными полями.
При лабораторных палеомагнитных исследованиях использовались зарубежные приборы и установки: каппаметр KLY-2 (Chezh Republic - измерение магнитной восприимчивости), спиннер-магнитометр JR-6A (Chezh Republic -измерение направления и величины естественной остаточной намагниченности), установка для терморазмагничивания TD48, криогенный магнитометр 2G Enterprises с встроенной установкой для размагничивания образцов переменным магнитным полем.
Геологический разрез и биостратиграфия изученных скважин
Нижняя часть разреза верхнего мела в Усть-Енисейском структурно-фациальном районе представлена долганской, дорожковской и насоновской свитами. Долганская свита (верхи среднего альба-сеноман) представлена преимущественно песками зеленого, зеленовато- и желтовато-серого цвета с немногочисленными прослоями зеленоватых песчаников, зеленовато-серых алевролитов и темно-серых тонкослоистых глин. Для пород обычны намывы обугленного растительного детрита. В песках и песчаниках встречаются обломки лигнитизированной древесины, оолиты и линзы сидерита, зерна янтаря. Мощность изученных отложений долганской свиты в 8-и скважинах изменяется от 10.5 до 60 м.
Дорожковская свита (верхний сеноман-низы среднего турона) сложена глинами и глинистыми алевритами зеленовато- и буровато-серыми, нередко с глауконитом, с подчиненными прослоями песков и песчаников мощностью до 1.5 м. Мощность свиты в изученных скважинах составляет от 17.5 до 60.5 м. Насоновская свита (верхи среднего турона-сантон) представлена серыми и зеленовато-серыми, часто глауконитовыми, алевролитами с прослоями глин, песков, фосфоритов. Мощность свиты в изученных скважинах колеблется от 7 до 20 м. Всего из 8-и исследуемых скважин отобрано 262 штуфа, из которых изготовлено 685 образцов-кубиков с размером грани 20 мм. Плотность отбора кернов составляла в среднем 1 м. В верхах долганской и низах дорожков-ской свит в скважине Ванкорская 10 (интервалы глубин 1018.5-991.3 м) обнаружены фораминиферы, позволяющие датировать эти отложения нижнетурон-ским подъярусом верхнего мела (K2t1) (зона Inoceramus labiatus). По всему разрезу дорожковской свиты в скважине Восточно-Лодочная 1р обнаружены фо-раминиферы и иноцерамиды, характерные для среднетуронского и верхнету-ронского подъярусов верхнего мела (K2t2-3) (зона Inoceramus lamarcki) [2].
Магнитные свойства пород
Породы исследуемых свит по магнитным свойствам весьма неоднородны. Высокие значения магнитной восприимчивости (%) и естественной остаточной намагниченности (ЕОН) имеют глины, алевролиты и песчаники дорожковской и насоновской свит.
Скв. 1р (Восточно-Лодочная)
Скв.13 (Ванкорская)
950-
970
990
Ш
а
920-
1025-
1040-
^ г
50
Скв. 10 (Ванкорская)
990
1000
1010
1020
1030-
II г8
Скв.1 (Хикмнская)
1240
1250
1260
1270
¡1
Скв -34 (Сузунская)
—_— 1 ЕГт-Л 2
«=>• а 4 Хб
н
5 I А 5 ал
а о с : я С л к О О о: ь с 0
870
77677
К
880- < • • о • •
^ н
и ■
ш 1 И
0 1 н
890- _ _
* —.—
*
0 Г—7
0. —.—
900- 0
- а й ■
ГИЛ. я
1-глины, 2-алевролиты, 3-песчаники, 4-конкреции, 5- отсутствие данных
Магнитная восприимчивость пород этих свит изменяется от 31.6 до 220.5*10-5 ед. СИ, при средних значениях 120.4*10-5 ед. СИ, а естественная остаточная намагниченность варьирует в пределах 10.5-36.8 мА/м, при средних значениях 13.7 мА/м. Фактор Кенигсбергера () у всех исследуемых пород меньше 1. Для получения магнитополярной характеристики разрезов исследуемых скважин были выполнены эксперименты по ступенчатому терморазмагничиванию и размагничиванию переменным магнитным полем образцов горных пород. Эти эксперименты выполнены для 30 % всех исследованных образцов (лидирующей коллекции) и распределены равномерно по разрезам всех 8-и скважин.
Для всех остальных образцов палеомагнитной коллекции был применен один акт размагничивания (переменным полем или температурой), установленный при работе с лидирующей коллекцией. Вероятными минералами -носителями намагниченности, скорее всего, являются гематит, магнетит и гидроокислы железа. При дальнейших исследованиях предполагается выполнить термомагнитный анализ (ТМА) и подтвердить или поправить наши предположения. В процессе температурной магнитной чистки естественная остаточная намагниченность большей части образцов пород демонстрирует двухкомпо-нентный состав ЕОН. Низкотемпературная неустойчивая компонента разрушается преимущественно в интервале температур 100-200-300 °С. Вероятнее всего, это вязкая компонента. Характеристическая компонента намагниченности прямой и обратной полярности выделяется начиная с 200-300-400 °С и разрушается вблизи температур 500-600-700 °С.
Магнитобиостратиграфический разрез
По характеристической компоненте естественной остаточной намагниченности были построены палеомагнитные разрезы 8 -и исследуемых скважин (рисунок). Палеомагнитные разрезы долганской, дорожковской и насоновской свит характеризуются преобладающей прямой полярностью с единичными горизонтами обратной намагниченности. Сопоставление полярности выделенных палеомагнитных направлений и данных фаунистического изучения с маг-нитохронологической шкалой Ф.М. Градстейна [5] показаны на рисунке. Прямая полярность геомагнитного поля исследуемых скважин и палеонтологические данные позволяют заключить, что время формирования отложений долганской (верхняя часть), дорожковской и насоновской свит в исследуемых скважинах укладывается во временной диапазон позднего мела - сеноман-туронский век, отвечающий части интервала прямой намагниченности магни-тополярного хрона С34 общей магнитохронологической шкалы Ф. М. Градстейна (~100-85.5 млн лет).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Молостовский Э.А., Храмов А.Н. Магнитостратиграфия и ее значение в геологии. -Саратов: Изд-во СГУ, 1997. - 179 с.
2. Отчет по договору № ТННЦ-6484/13 (025/13) «Выполнение работ по стратиграфическому, палеобиогеографическому, седиментологическому и литофациальному анализу верхнемеловых отложений Большехетского проекта и прилегающих территорий». - Новосибирск, 2014. - 112 с.
3. Палеомагнитология / А.Н. Храмов, Г.И. Гончаров, Р.А. Комиссарова и др. - Л.: Недра, 1982. - 312 с.
4. Храмов А.Н., Шолпо Л.Е. Палеомагнетизм. - Л.: Недра, 1967. - 252 с.
5. The Geological Time Scale 2012 / F.M. Gradstein, J.G. Ogg, M.D. Schmitz, GM. Ogg // The Geologic Time Scale 2012. - Elsevier, 2012. - P. 793-853.
© З. Н. Гнибиденко, А. В. Левичева, В. А. Маринов, 2017
