Корреляция и микрофоссилии венд-кембрийских отложений, вскрытых Чайкинской параметрической скважиной 279
А.М. Станевич, Т.А. Корнилова, А.М. Мазукабзов, А.Г. Вахромеев
Аннотация. Проведена комплексная (с использованием палеонтологических и изотопных методов) погоризонтная корреляция между отложениями Байкало-Патомского региона (БПР) и юга Сибирской платформы (ЮСП). Были использованы опубликованные данные по микрофоссилиям, мелкораковинным окаменелостям, отношениям 878т/868г в карбонатах, и-РВ-датировкам обломочных цирконов. Наиболее точно коррелируются уровни немакит-далдынского и томмотского межрегиональных ярусов. Для разрезов БПР показана седиментологическая и геодинамиче- ская эволюция территории в неопротерозое. Подчеркнуты три этапа развития: рифтогенной пассивной окраины континента, задугового и форландового бассейнов. Два верхних этапа БПР коррелируются с разрезами скважин ЮСП и соответствуют венду в интервале 600-540 млн лет. Впервые получены и описаны микрофоссилии из Чайкинской параметрической скв. 279.
Ключевые слова: Сибирская платформа, неопротерозой, венд, скважина, корреляция, микрофоссилии, обстановки осадконакопления.
Correlation and Microfossils of Vend-Cambrian Sediments from Chaika Parametrical Borehole 279. А. M. Stanevich, T. A. Kornilova, A. M. Mazukabzov, A. G. Vakhromeev.
Abstract. Complex (paleontologic and isotope methods) gorizons correlation between sediments of the Baikal-Patom region (BPR) and south of the Siberian platform (SSP) is made. The published data on microfossils, small-shell fossils, relations of 87Sr/86Sr in carbonates, U-PB datings of clastic zircons have been used. Levels Nemakit-Daldyn and Tommot inter-regional stages are correlated most precisely. Sedimentation and geodynamic evolution of territory in Neoproterozoic is shown for sections of the BPR. Three stages of development are underlined: passive margin (rifting), back-ark basin and foreland basin. Two top stages of BPR are correlated with sections of boreholes of the SSP and correspond with Vend in an interval 600-540 million years. Microfossils from Chaika parametrical borehole 279 are received and described for the first time.
Keywords: Siberian platform, Neoproterozoic, Vend, borehole, correlation, microfossils, depositional environment.
За все время изучения геологии Байкало-Патомского региона (БПР, рис. 1) существовала проблема проведения посвитной или погоризонтной корреляции позднепротерозойских толщ БПР и подкембрийских отложений, вскрытых скважинами на юге Сибирской платформы (ЮСП). Работы по корреляции разрезов БПР и ЮСП проводились лишь на юге Прибайкалья [9] и, к сожалению, не имели продолжения. Основным фактором кажущейся несопоставимости стратоподразделений БПР и ЮСП являлись в большей мере разные позиции о месте их отложений в геохронологической шкале. Если все свиты ЮСП коррелировались с интервалом венда - нижнего кембрия и дискуссия шла о проведении нижней границы последнего [16], то большая часть разреза БПР сопоставлялась с рифеем и основной спор касался проведения в разрезах границы среднего и позднего рифея [17]. Материал по микрофоссилиям, занемногим исключением [5], также малосопоставим.
И причиной здесь, по мнению авторов, является широкое возрастное распространение преобладающего количества изученных форм микрофоссилий.
С момента принятия предыдущих стратиграфических схем БПР [17] и ЮСП [16] получены многочисленные новые данные, в той или иной мере, а иногда кардинально меняющие представления о возрасте отложений и истории развития осадконакопления в позднем докембрии БПР. Данные эти включают ассоциации архистратиграфичных микрофоссилий, мелкораковинных остатков, отношения 878г/868г в карбонатах, и-РВ-датировки обломочных цирконов. Также новым можно считать создание схем геодинамической эволюции территории БПР в докембрии [12; 18; 20], что позволяет корректировать возрастное положение стратоподразделений и предполагать скрытые несогласия между формационно различными сериями и свитами. Это определяет другие, чем ранее, позиции на корреляцию горизонтов БПР и ЮСП.
Предлагаемые ниже построения дополняются характеристикой микрофоссилий, впервые полученных из керна Чайкинской параметрической скв. 279 (рис. 1, 2).
Рис. 1. Схема распространения пород неопротерозоя в Байкало-Патомском регионе
Условные обозначения рис. 1: 1 - контуры БПР, границы и номера структурно-формационных районов: I - Присаянский, II - Прибайкальский, III - Патомский, IV - Бодайбинский; 2 - отложения неопротерозоя нерасчлененные; 3 - отложения, относимые к венду согласно Унифицированной схеме [17]; 4 - местонахождения микрофоссилий; 5 - местонахождения ассоциации микрофоссилий среднеэдиакарского возраста (пертататакского типа); 6 - параметрические скважины: Пл - Пеледуйская скв. 750, Бк - Бюкская скв. 715, СрБ - Среднеботуобинская скв. 4, Вв - Верхневилючанская скв. 602, 279 - Чайкинская параметрическая скв. 279.
Рис. 2. Схема сопоставления отложений скв. 279 и Байкало-Патомского региона
Условные обозначения к подразделам стратиграфической колонки', а - общая шкала международная; б - общая шкала российская (расчленение, принятое в данной статье); в - общая шкала российская (расчленение, принятое в Унифицированной схеме) [17]; г - региональные горизонты БПР; д - свиты Патомской зоны; е - региональные горизонты юга Сибирской платформы [16]; ж - свиты скв. 279; з - литология. 1 - конгломераты;2 - гравелиты; 3 - песчаники; 4 - алевролиты; 5 - аргиллиты; 6 - доломиты, доломиты песчаные, песчанистые; переслаивание доломитов и алевроаргиллитов; 7 - мергели доломитовые, известковые; 8 - карбонаты ангидритовые, ангидриты; 9 - соли; 10 - гранитоиды нижнего протерозоя; 11 - габбро-диабазы; 12, 13 - несогласия: 12 - явные, 13 - предполагаемые; 14 - ассоциации микрофоссилий и номера проб; 15, 16 - находки мелкораковинной фауны (SSF);15 - зон A. trisulcatusи P. antigua(немакит-далдынский ярус), 16 - зоны N. sunnaginicus(томмотский ярус); 17 - положение ассоциации микрофоссилий среднеэдиакарского возраста (пертататакского типа); 18 - положение форм микрофоссилий Dictyotidium Eis. и др.; 19 - положение микрофоссилий Obruchevella olkhinica и Volyniella rotundata;20 - датировка Pb-Pb-методом по известнякам [24].
Обозначения стратоподразделений'bg - бугарихтинское; bk - бюкское; Bl - баллага- нахское; bl - билирское; br - баракунское; chn - ченчинское; Сг - криогеное; dz - джемкукан- ское; kd - кудулахское; klh - каланчевское; mr - мариинское; nk - никольское; nkh - нохтуй- ское; pr(chk) - паршинское (чайкинское); tl - талахское; tlk - талаканское; tn - тинновское; ur - юрегинское; urn - уринское; usp - успунское; yur - юряхское; zr - жербинское
Подробная литологическая характеристика скважины приведена Г. Г. Шеминым с коллегами [14]. Исходя из нее и нашего изучения керна, можно представить возможные условия осадконакопления вверх по разрезу. Стоит отметить интересное строение нижнепротерозойского фундамента, на котором залегают отложения. Снизу вскрываются гиганто-зернистые гранит-пегматиты. Судя по резкому, но неровному контакту, они интрудируют крупно-зернистые метагаббро. Выше залегают розовато-зеленоватые средне-, крупно-зернистые граниты, гранодиориты. Непосредственного залегания осадочных пород на гранитоиды не вскрыто.
Пестро- и сероцветные алевролиты и песчаники талаканской свиты (см. рис. 2) включают слоёк доломита. Свальный характер и несортированность базальных отложений указывают на вероятно дельтовую обстановку седиментации. Породы основания непского горизонта отражают изменение условий седиментации вверх по разрезу. Талахская свита в нижней половине представлена песчаниками, гравелито-песчаниками светлыми и темными, аркозовыми до аркозово-полимиктовых. В некоторых слоях отмечается плавающая кварцевая галька. Ритмы заканчиваются алевроаргиллитами серозелеными, до черных. Для линзовидных песчаных слоёв характерны косослоистые текстуры дельтового типа и синседиментационная брекчия алевролитов. В темных алевролитах и аргиллитах наблюдаются процессы пиритизации и битуминизации. Текстуры, невыдержанность фаций, порционное поступление разноразмерных кластитов свидетельствуют об усилении прогибания и начале пенеплизации части бассейна. В верхней половине непско- го горизонта (паршинская свита) преобладают серые и темные до черных алевроаргиллиты, в которых присутствует тонкая, волнообразная и косая слоистость. Маломощные слои серых кварцевых песчаников характерны для нижней части свиты. В нижней трети появляются темные доломиты, доломитовые известняки. Вверху паршинской свиты темные аргиллиты переслаиваются с битуминозными известняками и линзами ангидрида. На этом уровне выделяется чайкинский продуктивный горизонт [21]. Видно, что осадконакопление происходило преимущественно в относительно мелководных застойных условиях при вялом поступлении терригенного материала. Начавшееся отложение эвапоритов в более крупных масштабах характерно для вышележащего разреза тирского горизонта. Даниловский горизонт начинается алевроаргиллитами с мергелями. Выше залегает толща доломитов ангидритовых с мергелями, ангидритов. В верхней части горизонта темные до черного породы включают пиритизированные прослои. Однотипность состава даниловского и усольского горизонтов на значительной территории ЮСП [1; 16] свидетельствует о развитии на границе венда- кембрия обширного мелководного внутриконтинентального моря.
Значительный вклад в микрофитологическое изучение ЮСП был внесен группой З. Х. Файзулиной [1]. Обобщение Е. Ю. Голубковой данных, полученных предшественниками, и своих покрупным акритархам из скважин, с ревизией и сравнением с результатами зарубежных исследователей, позволило провести корреляцию с разрезами мира и обосновать возрастное положение слоев непского горизонта [5]. Авторами изучены микрофоссилии из отложений, вскрытых Чайкинской параметрической скв. 279 [12]. Микрофоссилии изучались как в препаратах, так и в петрографических шлифах (рис. 3, 4). Наиболее благоприятные для изучения микрофоссилий алевроар- гиллиты были отобраны из подпродуктивного интервала непского горизонта. Встречены разнообразные трихомы, видимо, снесенные с мелководных (прибрежных?) зон карбонатонакопления. Повсеместно присутствуют виды акритарх Leiosphaeridia Eis., известных в мире с нижнего рифея. Присутствуют мелкие и темные (ожелезненные) Octaedrixim Rud. (см. рис. 4, фиг. 5, 6). Разнообразны колонии придонных бактерий, скорее всего железистых [20]. Большинство форм являются стратиграфически проходящими с рифей- ских уровней, как и Olenekusspiralis Stan., открытый недавно в отложениях верхов мезопротерозоя Оленекского поднятия. Встречены ожелезненные крупные Volyniella cf. rotundata Kol. (см. рис. 4, фиг. 2, 3), которые известны только из юдомия (венда) Сибири. Архистратиграфичные формы ассоциации пертататакского типа, как в других скважинах [1; 5], не обнаружены.
Как видно из рис. 3 и 4, микрофоссилии в разных пробах существенно отличаются как по морфологии, так и по степени постмортальных изменений. Несмотря на единство местонахождения, их скопления представляют собой танатоценозы, в которых принимают участие остатки организмов разной природы - как планктона, так и местного бентоса. Более подробно актуапалеонтологический анализ проведен авторами раньше [15]. Здесь уместно только повторить, что изученные пробы характеризуют зону осаждения в разной степени углеродсодержащих алевритовых глин. Остатки водорослей и цианобактерий привносились и захоронялись в глинистом субстрате, где обитало сообщество хемолитотрофных бактерий. Таким образом, в растительных остатках опознаются реликты фототрофных цианофитов и разнообразных форм эукариотных водорослей, привнесенных с мелководных участков, характерных развитием фитолитовых карбонатов.
В отношении тафономических изменений следует остановиться на термине «ожелезнение». Здесь, как и в других разрезах докембрия, авторами наблюдались микрофоссилии, псевдоморфно замещенные гидроокислами железа. Вероятнее всего, постмортальные реликты микроорганизмов «пропитывались» насыщенным Fe2+ субстратом, в котором они обитали. Определено, что при литификации микроорганизмов формирование минерального вещества происходит очень быстро [7]. Возможно, поэтому микроорганизмы нередко сохраняют свои внешний облик и исходную морфологию, что видно в найденных нами микрофоссилиях. Как показали проведенные работы, минерализованные формы при мацерации растворяются или в препаратах остаются только отдельные их фрагменты. В отличие от результатов мацерационного метода (препараты), в петрографических шлифах можно наблюдать микрофоссилии на разных этапах их постмортальных преобразований в условиях литификации осадка.
Рис. 3. 1-3, 8 - Leiosphaeridia crassa (Naumova) Jankauskas: 1-3 - преп.№ 896-2-12, 896-1, 896-1-12; 8 - шл.№ 1801b-3; 4 - Scaphyta eniseica Timofeev, шл.№ 1715а-1; 5 - Tortunema sp.,преп.№ 896-1-11; 6, 9 - Olenekus cf spiralis Sta- nevich (Plicatidium Jankauskas), преп.№ 898-2-7, 898-1-1; 7, 10 - Leiosphaeridia div. sp.,шл.№ 1714-8а-4, 1714-8а-3; 11 - Oscillatoriopsis sp.,шл.№ 1801b-2; 12 - Arctacellularia doli- iformis Hermann; преп.№ 896-2-9; 13 - Arctacellularia sp.;преп.№ 896-2-2; 14, 15 - бактериально-сульфиднаядеструкциямикрофоссилий: 14 - Leiosphaeridia div. sp.;шл. № 1801а-12; 15 - Botuobiasp.;шл. № 1801а-8. Размерные линейки: одинарная - 10 мкм, двойная - 50 мкм. Преп. - биологический препарат, шл. - петрографический шлиф. Материал хранится в Институте земной коры СО РАН (г. Иркутск)
Рис. 4. 1-4 - бактериально-сульфидная деструкция микрофоссилий
По разрезам БПР и ЮСП проведена корреляция и протрассированы региональные горизонты [16; 17]. На возрастное положение стратоподразделений подкембрийского интервала разрезов обоих регионов имеется несколько точек зрения. В ЮСП на основании форм микрофоссилий, определяемых как виды рода Baltisphaeridium Eis. и другие из более северных скважин (см. рис. 1), верхняя часть непского горизонта (см. рис. 2) сопоставлялась с люкатиским горизонтом нижнего кембрия Восточно-Европейской платформы [1]. В корреляционной схеме граница венда-кембрия была проведена в середине даниловского горизонта [16], а базальные терригенные отложения во многих скважинах относили уже к позднему рифею [13; 14].
В эталонных разрезах БПР отсутствие изотопно-геохронологических данных и неоднозначность коррелятивного значения межрегиональных форм фитолитов и микрофоссилий оставили в свое время спорным вопрос об объеме позднего рифея [17]. Так, базальные слои дальнетайгинского горизонта относили или к среднему рифею [6], или к середине позднего рифея [2]. То есть разница в возрастных позициях по поводу этого уровня достигала 300 млн лет.
На совещании в 1979 г. в Новосибирске официально был принят компромиссный, но явно алогичный вариант проведения границы среднего и позднего рифея по подошве верхних свит дальнетайгинского горизонта (улунтуйская, валюхтинская и другие свиты) [17].
В последнее десятилетие появилась точка зрения о вендском положении дальнетайгинского и жуинского горизонтов [19]. Сравнение отношений 87Sr/86Sr из карбонатов улунтуйской свиты с известными разрезами неопротерозоя позволило говорить уже о верхневендском (в прежнем понимании) положении отложений всей серии [3], а следовательно, дальнетайгинского и жуинского горизонтов БПР. Впоследствии в Прибайкальской зоне по известнякам улунтуйской свиты (см. рис. 2) были получены уточненные изотопные и изохронные Pb-Pb данные, которые позволили более уверенно говорить о эдиакарском или вендском возрасте дальнетайгинского горизонта [24]. Близкие значения 87Sr/86Sr были получены и в Патомской зоне для карбонатов дальнетайгинского горизонта [8]. Все эти данные показывают, что гляциальные диамиктиты основания дальнетайгинского горизонта сформировались в интервале 600-570 млн лет и уверенно могут сопоставляться с нижневендскими оледенениями Марино и Наньто. геохронологический вендский дальнетайгинский