Стратиграфия триасовых отложений архипелага Земля Франца-Иосифа (по материалам параметрического бурения)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стратиграфия триасовых отложений архипелага Земля Франца-Иосифа (по материалам параметрического бурения)

Исследование геологического строения архипелага Земля Франца-Иосифа началось еще в прошлом веке , однако в связи с труднодоступностью архипелага, широким распространением ледников и весьма плохой обнаженностью еще в середине 70-х годов нашего столетия этот регион считался одним из наименее изученных участков территории СССР. Известно было, что в строении отдельных островов принимают участие терригенные отложения верхнего три аса (карнийские и норийско-рэтекие* толщи), нижней, средней и верхней юры, нижнемеловые базальты, отложения сеномана и породы четвертичного возраста. В исследовании триасовых пород, вы ходящих на поверхность, принимали участие сотрудники НИ1ЛГА В.Д. Дибнер, Л.Д.Пирожников, В.К.Разин, З.З.Ронкина, А.В.Дитмар и др. [2, 33 * Однако сопоставление отдельных разрозненных выходов пород, залегающих практически горизонтально, не давало возможности определить мощность и строение всего разреза . * В настоящее время рэтекий ярус большинством исследователей рассматривается как верхний подьяруснорийского яруса.

Новый этап в изучении триасовых отложений архипелага начался с 1976 г. , когда была заложена первая глубокая параметрическая скважина (Нагурская) на о.Земля Александры. В течение последующих пяти лет было пробурено три параметрические скважины: Нагурская, Хейса (на о.Хейса) и Северная (на о.Греэм-Белл) на глубину соответственно 3200, 3350 и 3520 м. Скважины расположены по профилю субширотного направления (рис. I) . Скважина Нагурская вскрыла контакт триасовых отложений с каменноугольными на глубине 1650 м, скважины Хейса и Северная вскрыли отложения среднего и верхнего триаса я не вышли за пределы анизийского яруса.

Сопоставление разрезов по скважинам позволило составить сводный разрез триаса архипелага Земля Франца-Иосифа, который включает отложения всех трех отделов с подразделением их на ярусы и подъярусы. Границы проводились по смене палеонтологических комплексов* с учетом анализа цикличности. Морским триасобым толщам на севере Центральной Сибири и на Арктических островах свойственно циклическое строение. Это отмечалось при изучении разрезов триаса на Таймыре«Северном Верхоянье, Новосибирских островах и на Шпицбергене. Суммируя эти данные, И.С. Грамберг отмечает: п ... в целом триасовые толщи образуют крупный завершенный цикл осадконакопления, низы которого сложены континентальными и лагунными отложениями, средняя часть - морскими, верхняя - преимущественно лагунными и континентальными". Этот макроцикл состоит из циклов второго, треть его и более высоких порядков, отвечающих по объему отделам .яру сам и подъярусам. Изменение состава отложений, палеонтологических комплексов и фациальных обстановок внутри циклов происходит постепенно в направлении смены трансгрессивных признаков регрессивными, на границе циклов - скачкообразно, фиксируя воз врат к трансгрессивным признакам. Руководящие формы фауны и флоры присутствуют,как правило, не по всему разрезу цикла, а в от дельных его частях, чаще всего в наиболее морских (нижних) горизонтах. Стратиграфические границы, как подсказал опыт, с точки зрения отображения истории осадконакопления и удобства корреляции разрезов надежнее всего проводить по границе циклов. Циклический анализ, проведенный по разрезам параметрических скважин на архипелаге Земля Франца-Иосифа, показал, что этот регион не является исключением и здесь фиксируется четкое циклическое строение триасовых отложений. Наиболее морской характер в объеме триасового мегацикла носят отложения индского, оленехского, анизийского и низов карнийского ярусов. В ладанской и верхнекарнийско-норийской частях разреза отложения приобретают признаки лагунно-морских и лагунно-континентальных. В разрезе четко выделяются циклы двух порядков: наиболее крупные (первого порядка), мощностью около 1000 м, соответствуют в стратиграфической объеме - ярусам; циклы второго порядка, мощность которых измеряется сотнями метров (330-700 м), - подъярусам. По отдельным фрагментам разреза, охарактеризованным керном, а такие по каротажным диаграммам прослеживается цикличность и более высоких порядков с мощностью циклов и ритмов в первые сотни, десятки, единицы метров, в ряде случаев измеряе-мых сантиметрами. Всего в разрезе выделено весть циклов первого порядка и семь - второго порядка. Триасовые отложения включают секущие и пластовые тела долеритов и габбро-долеритов. Количество интрузий в разрезах скважин колеблется от 4 до 7. Суммарная мощность магматических по род по стволу Нагурской скважины составляет 67 м, в скважине Хейса - 274 м, в Северной - 223 н.

Нижний отдел

Индский ярус выделен условно в скв. Нагурская в интервале 1290-1657 н . Представляет собой цикл, сложенный аргиллитами, в нижней части с прослоями известняков, в верхней - алевролитов. Залегает с крупным стратиграфическим несогласием на известняках верхнего карбона. Аргиллиты темно-серые, черные с тонкой линзовидно-волнистой, иногда горизонталь ной слоистостью, содержат пирит. Известняки глинистые светло - и темно-серые, массивные, реже тонко-горизонтальнослоистые мощностью до 0,6 м. Алевролиты светло-серые тонкогоризонтально - слоистые. В аргиллитах с глубины I6I0-I6I 5 м встречены отпечатки рыб с хорошо сохранившимися головными щитами, принадлежащих новому роду и виду - Borelcbthaahkola l Belarneya , который А.А. Селезнева Q4] относит к триасу. Несколько выше в аргиллитах обнаружены обломки раковин фораминифер Turritellaaff . «еotriaaaicaKochn-Zamnetti, Dantalina. В породах верхней половины цикла присутствует лишь мелкий растительный детрит. Отложения отнесены к индскому ярусу условно, по положению в разрезе , как базальный цикл триасового разреза. Мощность (без интрузий) 340 и. Оленекски й ярус . Нижний подъярус . Выделен в скв. Нагурская в интервале 964-1290 м. Нижний контакт проводим в кровле алевролитов, венчающих индский цикл. Сложен аргиллитами черными, хорошо отмученными с редкими линзами известняков и прослоями глинистых алевролитов. Аргиллиты содержат пирит в виде вкрапленности и конкреций. В верхней половине разреза присутствуют типичныенижнеоленекскиедвустворки: Poeidoni a cf. mimeгOeberg, единичные споры и выльцы. Нижнеоленекские аргиллиты контактируют с аргиллитами, содержащими комплекс верхнеладинскихдвустворок, что свидетельствует о выпадении из разреза значительного стратиграфического диапазона. В зоне контакта наблюдается трещиноватость, брекчированиэ пород и зеркала скольжения. На глубине 964 н предполагается тектонический контакт. Видимая мощность (без интрузий) 300 н . геологический триасовый скважина долерит

Средний отдел

Анизийский ярус . Верхний подъярус. Отложения вскрыты в основании скважин: Хейса (интервал 2620-3344 м) и Северной (2870-3520 м). Представляют собой крупный цикл второго порядка, сложенный в нижней части преимущественно черными и темно-серыми тонко волнисто-динэовиднослоистыыи аргиллитами и глинистыми алевролитами с редкими прослоями алевролитов и песчаников. Вверх по разрезу содержание алевро-песчаных пород и мощность их слоев постепенно возрастают, и верхняя часть разреза сложена в основном серыми алевролитами и мелкозернистыми песчаниками косо-, реже горизонтальнослоистыми. В глинистых породах содержится рассеянный пирит и глауконит, а также встречаются сидеритовые, пиритовые, реже - известковистые конкреции. В скв. Хейса аргиллиты содержат остатки аммоноидей, двустворок,остракод, фораминифер*, иглокожих, водорослей, детрит высших растений. Среди них определены типично верхнеанизийскиеаммоноидеи и двустворки.

Ладинский ярус . Нижний подьярус . Выделен в скважинах Хейса (интервал 2160-2620 и) и Северной (2495-2870 и) . Нижний контакт проводим в основании трансгрессивной пачки аргиллитов с прослоями хлидолитов, содержащей своеобразный комплекс преимущественно ладинскихдвустворок и залегающей на мелкозернистых песчаниках с растительным детритом, венчающих верхнеанизийский цикл. Разрез сложен ритмично чередующимися пачками глинистых пород с хлидолитами и седиментационными брекчиями и пачками переслаивания глинистых по род с алевролитами, песчаниками и маломощными гравелитами. Мощности пачек измеряются десятками метров. Эта часть разреза среднего триаса наиболее обогащена алевро-песчаныни породами; для нее характерны плохая остортированность всех типов пород, обилие текстур внедрения, биотурбация, следов илоедов. Впервые в значительном количестве отмечаются текстуры оползания осадка. Наблюдается четкое распределение палеонтологических остатков по разрезу. В нижней части присутствует богатый комплекс мор-ской фауны (двустворки, фораминиферы), в верхней - только двустворки (мелкие, угнетенные), обилие фитопланктона и остатки высших растений. Особым признаком этой части разреза является присутствие пород смешанного состава - хлидолитов. В рассматриваемой части разреза встречены разнообразные двустворки: DacryomyaecorochodlElpar. , Daonell a cf. deneisulcat a GabbXabe e t SCUB. , Bakevelli a aff. laptevlenaisKuruehln, B. cf. la - dinlc a Kurushln, Mytiluaheiaaenai e Korchinekaja , Parallelo - donsp. , Pallaeopharue а р . В целом по присутствию Daonell a of. densisulcat a Tabe e t Schim. , крупных Bakevellla, сходных с ладинскини формами с Восточного Таймыра, и Dacryomyaecorochodl можно говорить о ладинском возрасте отложений. Среди остатков флоры присутствуют Schizoneur a cf. grandifoll a Kryaht. e t Pryn, TomloetrobuB а р. Положение между отложениями, охарактеризованными верхнеанизийским и верхнеладинским комплексами фаун, позволяет отнести эту часть разреза к нижнему подъярусуладинского яруса. Мощность (без интрузий) в скв. Хейса 460м, в скв. Северная 310 м.

Верхний подъярус.

Выделен во всех трех скважинах: в Нагурской (интервал 285-964 и) ,Хейса (1415- 2160 м) и в Северной (1935-2495 ы). Нижний контакт проводим в основании характерной аргиллитовой толщи, содержащей верхнеладинский комплекс фауны и залегающей на пачке алевро-песчаных пород, венчающих нижнеладинский цикл. Разрез в нижней половине сложен глинистыми породами, преимущественно аргиллитами, в верхах преобладают алевролиты и песчаники, встречаются линзочки каменного угля. Аргиллиты черные, темно-серые, хорошо отмученные или в тонколинэовидно-волнистом переслаивании с адевритистыми и известковистыми разностями слагают основную часть разреза . В нижней половине разреза содержат пирит; конкреции: пиритовые, фосфатно-сидеритовые и известковистые; растительные ос татки и многочисленные остатки фауны: двустворок, фораминнфер, иглокожих, реже - анноноидей, остракод. Особенно характерно для этой части разреза постоянное присутствие мелких даонелл, скоплений игл морских ежей и мелких оодитообразных сине зеленых водорослей. Глинистая толща нижней половины верхнедадинскогоподьяруса сохраняет свои литологические особенности и свойственный ей характер фауны и флоры в разрезах всех трех скважин и явля-ется лучшим маркирующим горизонтом триаса в этом регионе. Мощность ее варьирует в пределах 200-400 м.'Аргиллиты из верхней половины разреза обогащены алевритовым и песчаным материалом,содержат редкие двустворки, карбонатный фитопланктон, растительный детрит. По всему разрезу в аргиллитах присутствуют споры и пыльца. В верхах разреза преобладают светло-серые песчаники мелко- и среднезернистые. В богатом комплексе даонелл присутствуют типично ладинские виды Daonell a aubaxctlc a Popow, D. primaKipar. , D. eff . primaKipar. , D. framiKittl , D. cf.nltana e McLearn. в скв. Северная вместе с даонеллами встречены Яа- thoratite s cf. lenticularl e (Whiteaves) - аммоноидеи, характерные для верхнедадинскогоподъяруса. Большинство даонелл представлено угнетенными формами, но особенно характерно для всех трех разрезов присутствие многочисленных своеобразных раковин небольшого размера, выделенных в новый вид - Daonell a рагтвKorchlnakaja . Распространены эти даонеллы в основном в ниж ней половине подъяруса, приурочены к описанной выше маркирую - щей глинистой толще. В скв. Нагурская в верхней части этой толщи .вместе с даонеллами встречены форакиниферы: Glomoapira e x g r . gordialis (Park, e t Jonea), Haplofragnoide e sp. , Trochaminoide a sp. , Gondryinaaff. triaeeic a Trifonova , Dentalln a aff . vetuatiaeimaOrb. , Amaodiecuscf. filliforml s (Heuee ) к др. В верхней части разреза фауны мало, отмечаются .лишь единичныедвустворки: Meleagrinell a ар. , Plagloetoma ар. , Mytiluaheisaenai a KorcMnnkaja, Myophorigonia а р . В СЕВ . Нагурская из глинистых пород всего разреза подъяруса выделен богатый палинологический комплекс ладинского возраста. Мощность верхнела-динских отложений (без интрузий) в скв. Нагурская 681 м (видимая), в скв. Хейса 625 м, в скв. Северная 560 м.

Верхний отдел КарниЙски й ярус . Ни к ни й подь - я р у с . Выделен в скв. Хейса (интервал I090-I4I5 м) и Северная (1605-1935 м). НИЖНЕЙ контакт проводим в основании толщи, преимущественно глинистого состава с хлидолитами,содержащей ни- жнекарнийскиедвустворки и залегающей на песчаниках верхов ла динского цикла. Разрез представляет собой цикл второго порядка, сложенный преимущественно глинистыми породами. Маломощные слон алевролитов и песчаников фиксируют верхи циклов более высокого порядка и ритмов, а также часто встречаются в пачках тонкого волнисто-линзовидного переслаивания с аргиллитами.В нижней части разреза присутствуют хлидолиты и сединентационные брекчии. Для пород характерны текстуры оползания осадка, следы биотурба-ции. В верхах разреза появляются прослои углистых пород и линзочки каменного угля. Из основания разреза в скв. Северная определенынижнекарнийскиедвустворки: Ealobi a cf. korkodonicaPolub. Палинологический комплекс по всему разрезу указывает на верхнетриасовый возраст отложений. Мощность (без интрузий ) в скв. Хейса 282 м, в скв. Северная 240 м. Верхни й подъярус . Выделен в скв. Хейса (интервал 405-1090 м) и скв. Северная (625-1605 м) условно, в рамках крупного цикла второго порядка, залегающего над нижне - карнийскин циклом, содержащего кариийскую флору и перекрытого трансгрессивными глинами с никненорийской фауной .Нижнюю границу проводим в основании пачки глинистых пород с хлидолитами и 13 ракушечный детритом, залегающей на песчаниках с растительными остатками и углистых аргиллитах верхов нижнекарнийского цикла. Разрез сложен ритмичным чередованием глинистых и адевро-песча-ных пород. Присутствуют хлидолиты и седиыентационные брекчии. К верхам циклов более высокого порядка и ритмов приурочены линзочки и маломощные прослои углистых пород и каменного угля.Угленосность к верхам разреза возрастает. Отмечаются текстуры би-отурбации и оползания осадков. Глинистые породы представлены аргиллитами, аргиллитоподобныыи глинами и глинами, в разной степени алевритистыми и песчанистыми, содержат глауконит,линзы сидерита, растительный детрит, изредка обломки раковин двуство рок. Алевро-песчаные породы плохо отсортированы,преобладаютмелкозернистые разности, часто известновистые и насыщенные карбонатным фитопланктоном. Палинологический комплекс свидетельствует о позднетриасовом возрасте отложений. На глубине 740-780 м в скв. Хейса и на 958 и I4II н в скв. СевернаяН.Д.Василевской установлен карнийский комплекс флоры: Яеоcalamitea ер. , Dic - tyophyllum(? ) ар, , Aeterothec a merianli (Brongn.) Stur. , Stro - bilite a ap. cf. Voltzi a moYOmundenaieKrauael .Мощность (без интрузий) в скв .Хейса 627 м, в скв . Северная 920 ы. Норийски й ярус .Нижни й п о д ь - я р у с . Отложения вскрыты в скв. Хейса (интервал 45-405 м) и скв. Северная (350-625 м). Нижняя граница проведена восновании пачки глинистых пород с нижненорийской фауной, залегающей на песчаниках угленосной части разреза карнийского яруса. Раз рез представляет собой цикл второго порядка, в нижней части которого преобладают аргиллитоподобные глины с пиритовыми, сиде-ритовыми и известковистыыи конкрециями, а в верхней - увеличивается число и мощность прослоев алевролитов и песчаников мел к о - и среднезернистых. Прослежены циклы более высоких порядков и ритмы. К нижним частям их приурочены находки двустворок,аммо- ноидей, фораминифер. В верхах отмечаются растительный детрит и линзочки угля. В нижней части разреза (скв. Северная) встречены обломки оборота аммоноидейPteroeirenite s е р . indet . И двустворкиHalobia ах g r. aoti i КоЪ. e t Ichlkawa - характерные формы нижненорийских отложений арктических регионов. Из этих же слоев определеныфораыиниферы: Dentalin a а р . ( e x gr . matutlnaOrb.) , Nodoaarla а р . (exgr . radiat e Terq.) , Uarginu- И л а вр. , Vaginulinopsi a е р . nov . Мощность в скв .Хейса 360 и, в скв. Северная 275 . Средний-верхний (?) подъярусы. Верхи триасового раз реза вскрыты параметрическими скважинами неполностью. Скв.Хейса вскрыла -(0-45 м), а скв. Северная более значительную часть - (0-325 м). Керн из этих интервалов не отобран.Верхняя часть триасового макроцикла изучена в основном по разрозненным обнажениям на различных островах архипелага. Разрез представляет собой,видимо, крупный цикл второго порядка с превалированием в нем осадков регрессивного типа (лагунно-континентальных).В самых низах он сложен глинистыми породами, в которых изредка встречаются пелециподы, в остальной части преобладают алевролиты и песчаники с прослоями конгломератов. В верхах присутствуют пестроцветные отложения и прослои бурых углей. Встречаются крупные древесные остатки. Нижнюю границу проводим в основании пачки пород преимущественно глинистого состава, содержащих двустворки: NeoBchlzodusrotunda (А1Ъ.), N. c f. laevigat a (Llet.) . По устному сообщению И.В.Полуботко близкие Keoachizodua известны из верхненорийских отложений (зона efimovae )Верхоянья. Контакт с юрскими отложениями не наблюдался.Наиболее ранние юрские отложения, встреченные на островах, датируются ба- том. Наибольшая видимая мощность верхненорийской части разреза зафиксирована в скв. Северная - 325 м. Анализ цикличности и корреляция разрезов, выполненная на основе дробного стратиграфического расчленения трех разрезов параметрических скважин, позволяют сделать некоторые выводы о мощности и условиях формирования триасовой толщи на архипелаге Земля Франца-Иосифа. Нагурская скважина вскрыла нижние горизонты триаса отложения индского яруса и нижнего подъярусаоленекского яруса. На глубине приблизительно 965 ы пересекла крупное дизъюнктивное нарушение. Выше тектонического контакта зафиксированы характерные позднеладинские аргиллиты. Таким образом, из разреза выпадает толща пород, включающая верхнеоленекские, анизийские и нижнеладинские отложения. Учитывая мощности циклов первого и второго порядков, мощность пород этого возрастного диапазона в сво дном разрезе будет составлять около 2000 м. Этой же величиной 15 определяется и амплитуда перемещения пород по плоскости смести те ля. Скважины Северная и Хейсавскрыли отложения от анизийского до норийского яруса включительно и уверенно коррелируются ме жду собой как по литологическому составу, так и по идентичностифаунистжческжх комплексов. Характерный горизонт верхнеладинсних аргиллитов является единственной толщей, прослеживающийся во всех трех разрезах.На широтном профиле "Нагурская-Северная" не вскрытыми остались лишь отложения верхов оленекского и низов анизийского ярусов. Предполагаемая мощность этой части разреза - около 1000 м. Установленный в регионе единый тип цикличности, сходный вещественный состав и палеонтологическая характеристика, а также близкие значения мощностей стратиграфических подразделений позволяют судить о единстве условий образования триасовых осад - ков. В целом отложения формировались в едином фациально-тектоническом режиме, в мелководной прибрежной части морского бассейна при преобладании интенсивного погружения дна с очень большими скоростями накопления осадков. С начала дадинского века в регионе фиксируются периодические оползневые подвижки. Общая мощность триасовых отложений в пределах архипелага Земля Франца-Иосифа составляет около 5000 м.

Размещено на Allbest.ru