Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Седиментология и геохимия углеродистых толщ верхней юры и нижнего мела Русской плиты

ВАК РФ 25.00.06, Литология

Автореферат диссертации по теме "Седиментология и геохимия углеродистых толщ верхней юры и нижнего мела Русской плиты"

На правах рукописи

Щепетова Елена Владимировна

Седиментология и геохимия углеродистых толщ верхней юры и нижнего мела Русской плиты

Специальность 25.00.06 - литология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2011

7 ДПР 2011

4841998

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Геологическом институте РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Ю.О. Гаврилов

(Геологический институт РАН)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук С.А. Сидоренко

(Институт проблем нефти и газа РАН)

доктор геолого-минералогических наук В.Б. Курносов

(Геологический институт РАН)

Ведущая организация:

Геологический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Защита диссертации состоится «12» апреля 2011 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 002.215.02 при Геологическом институте РАН по адресу: 119017, г. Москва, Пыжевский пер, 7, тел. (495)-959-34-97, e-mail: tamara-sadchi kova@yandex. г и

С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы Библиотеки по естественным наукам РАН (Старомонетный пер., д. 35)

Автореферат разослан «"

// » 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук , _Т.А. Садчикова

Актуальность проблемы. Обогащенные органическим веществом (ОВ) древние морские отложения вызывают повышенный интерес у исследователей, поскольку являются потенциальным источником нефтяных углеводородов и индикатором специфических палеогеографических условий, возникавших на обширных территориях палеобассейнов, не имеющих современных аналогов. В проблеме реконструкции обстановок формирования этих отложений остаются нерешенные вопросы. Центральное место в ней занимает вопрос о соотношении роли биопродуктивности водоемов [Страхов, 1937, 1976; Pedersen, Calvert, 1990, 1991 и др.] и аноксидных условий в водной толще [Demaison, Moore, 1980; 1991 и др.]. В связи с этим особую актуальность приобретает детальное исследование специфических седиментологических, литолого-геохимических и биотических параметров морских углеродистых отложений, возникает необходимость проведения сравнительного анализа разных по условиям образования объектов.

Объекты исследования. Верхнеюрский - нижнемеловой осадочный комплекс Русской плиты (РП) включает два интервала широкого распространения обогащенных ОВ отложений (рис. 1): сред неволжский - толщу чередования слоев «горючих» сланцев и известково-глинистых пород и раниеаптский - горизонт «битуминозных» сланцев. Эти толщи разделены сравнительно небольшим промежутком времени, однако существенно различаются по строению, уровню содержания ОВ, литологи-ческим и биотическим характеристикам. Степень постседиментационных преобразований верхнеюрских и нижнемеловых отложений РП не превосходит начальных стадий раннего катагенеза, поэтому особенности углеродистых толщ отражают в основном картину, сложившуюся на стадиях осадконакопления и диагенеза.

Благоприятные для накопления ОВ морские обстановки в поздней юре и раннем мелу возникали в субглобальном (поздняя юра - начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальном (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) масштабах. Поэтому присущие средневолжской и нижнеаптской углеродистым толщам РП различия, возможно, отражают некоторую общую специфику позднеюрских и среднемеловых обстановок накопления ОВ.

Целью работы было выяснение общих закономерностей и специфических особенностей накопления ОВ в осадках волжского и аптского морских бассейнов Русской плиты, реконструкция обстановок формирования углеродистых отложений в контексте истории развития разновозрастных водоемов.

Для этого требовалось решить следующие задачи:

-изучить особенности «фоновой» седиментации в волжском и аптском морских водоемах РП и динамику накопления в них ОВ;

- определить происхождение ОВ петрографическими и пиролитическими методами;

-выявить признаки колебаний кислородного режима и оценить их влияние на накопление ОВ;

- изучить распределение химических элементов в волжских и аптских отложениях, выяснить особенности их поведения в разных обстановках накопления ОВ;

- реконструировать палеогеографические события, способствовавшие возникновению в волжском и аптекой водоемах благоприятных для накопления ОВ обстановок.

Фактический материал и методика исследования. Работа основана на материале, собранном при изучении верхнеюрских и нижнемеловых отложений в ходе полевых работ (1996-2007 гг.), проводившихся в разных частях РП (в Ульяновской, Сыз-ранской, Саратовской, Костромской, Кировской областях и в Республике Коми) и при исследовании керна отдельных скважин (№№ 120 и 559, Саратовское Заволжье).

Исследования выполнялись по единой методике, основанной на детальном послойном расчленении разрезов, наиболее полно фиксирующем особенности стратификации осадочных толщ (в первую очередь, связанные с изменениями в содержании ОВ). Основное внимание уделялось седиментационным текстурам и характеру био-турбации; петрографическим и пиролитическим параметрам ОВ, ассоциациям глинистых минералов - индикаторам возможных климатических флуктуаций; особенностям распределения химических элементов, в том числе редокс-чувствительных.

Для уточнения стратиграфического положения углеродистых толщ на обширной территории РП и выяснения возрастных соотношений с аналогичными отложениями других районов Мира использовались современные биостратиграфические данные (по аммонитам, известковому наннопланктону, фораминиферам).

Химические анализы выполнялись в Лаборатории химико-аналитических исследований ГИН РАН (Сорг, С02, Fe, Mn, Ti, Р, S определялись химическими методами, остальные элементы - эмиссионным спектральным методом (спектрометр PGS-1) и РФ А). Пиролитические исследования проводились на приборах Rock-Eval II в ГЕОХИ РАН и ИГиРГИ. Рентгено-дифрактометрическая диагностика минералов выполнялась в Лаборатории физических методов изучения породообразующих минералов ГИН РАН.

Защищаемые положения:

1. В мезозойских осадочных толщах Русской плиты выделяется два уровня отложений, интенсивно обогащенных ОВ - средневолжский (зона Panderi) и нижне-аптский (зона Volgensis). Они являются региональным проявлением обстановок накопления углеродистых осадков, имевших субглобальное (поздняя юра - начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальное (аптский «Selli level» или ОАЕ-la) распространение. Структура углеродистых толщ различна. В средневолжское время накопление ОВ характеризовалось импульсностью, вследствие чего образовалась сланценосная толща с отчетливой циклической структурой. Элементарные осадочные циклиты (до 1 м) характеризуются контрастным распределением Сорг и СаСОз. В раннем апте ОВ накапливалось в морских осадках более равномерно, что привело к образованию относительно монотонного горизонта битуминозных сланцев.

2. На основе пиролитических и микроскопических исследований показано, что и в средневолжских, и в раннеаптских углеродистых осадках накапливалось автохтонное морское ОВ, основным источником которого служила биомасса примитивных морских водорослей. Кероген средневолжских углеродистых сланцев (1-И тип) содержит незначительное количество органики наземного происхождения; в керогене нижнеаптских углеродистых сланцев (II тип) вклад наземного ОВ более значителен. Углеродистые сланцы обоих интервалов обогащены близким спектром химических элементов, которые по степени концентрации распределяются на две группы: 1) Мо, 5, 8е превышают кларковые значения в 10 раз и более; 2) V, Си, Р, N1, Со, Zn-в 2-5 раз.

3. По комплексу седиментологических, биотических и геохимических параметров установлено, что а) в центральной части раннеаптского морского бассейна во время накопления углеродистых осадков существовала стабильная аноксидная обстановка; б) в депрессиях средневолжского водоема, где накапливались углеродистые осадки, аноксидные обстановки были неустойчивы и часто прерывались как кратковременными, так и более продолжительными (первые десятки тыс. лет) периодами нормализации кислородного режима.

4. Формирование углеродистых толщ происходило в разных по типу седиментации бассейнах: средне-позднеюрском с карбонатно-терригенным и в среднемеловом с терригенным осадконакоплением. Обе толщи формировались на фоне колебаний уровня моря разного порядка, влиявших на седиментологические и геохимические параметры отложений. Рост содержания органического вещества в обоих случаях был обусловлен резким ростом продуктивности органикостенно-го планктона. Причиной этого роста было усиленное поступление в водоем биофильных элементов с суши в ходе быстро развивавшихся трансгрессий.

Научная новизна. Впервые выполнено целенаправленное исследование мезозойских морских углеродистых толщ Русской плиты, которые рассматриваются как индикаторы специфических палеогеографических обстановок субглобального и глобального распространения. Проведено детальное литолого-геохимическое изучение средневолжской и раннеаптской углеродистых толщ на обширной территории их современного развития. Значительная часть изученных разрезов верхнеюрских и нижнемеловых отложений описана и проинтерпретирована впервые. Получены крупные массивы данных о концентрациях Сорг> СаСОз и широкого спектра химических элементов, изучены закономерности их распределения в контрастных по содержанию ОВ верхнеюрских и нижнемеловых отложениях. Проведен сравнительный анализ углеродистых толщ по комплексу ключевых седиментологических параметров, выявлены общие и специфические закономерности накопления ОВ в разновозрастных бассейнах Русской плиты. Предложен механизм формирования обогащенных ОВ волжских и аптских отложений, рассмотрены особенности его реализации в разных палеогеографических условиях.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе данные могут быть использованы при построении общих моделей образования морских углеродистых отложений; при региональных геолого-съемочных и специальных литолого-геохимических исследованиях, в новых разработках по использованию сланцев в качестве источника углеводородного сырья; данные по содержанию в изученных отложениях различных (в т.ч. токсичных) химических элементов следует учитывать при различных экологических экспертизах. Результаты работы могут использоваться в курсах лекций для студентов и аспирантов ВУЗов.

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Основные положения докладывались на конференции «Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия» (Саратов, 2001), Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 2004), Всероссийских литологических совещаниях (2003, 2008), научной сессии «Палеонтология, биостратиграфия, и палеобиогеография бореального мезозоя», посвященной 95-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Н. Сакса (Новосибирск, 2006); Всероссийских совещаниях «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» (2005; 2009); на ассамблеях Еви (2003, 2008); на Международном конгрессе по юрской системе (Китай, Шехонг, 2010); на заседаниях Лаборатории седи-ментологии и геохимии осадочных бассейнов и ежегодных научных конкурсных сессиях ГИН РАН.

Исследования по теме диссертации были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (гранты №№ 03-05-64840; 06-05-65282; 09-05-00872).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 192 страницах; состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (174 наименования); включает 56 рисунков и 6 таблиц, 2 приложения).

Благодарности. Автор искренне благодарен научному руководителю Ю.О. Гаврилову за профессиональную помощь и неизменную поддержку, признателен В.Н. Холодову за доброжелательную и конструктивную критику первого варианта диссертации; особая благодарность - Е.Ю. Барабошкину, инициатору и активному участнику исследований. Выражаю свою благодарность и признательность друзьям и наставникам, коллегам по институту и полевым экспедициям, Т.Ф. Букиной, Д.А. Бушневу, В.А. Захарову, М.Е. Горшковой, Е.В. Голубовской, А.Ю. Гужикову, В.А. Дрицу, М.С. Зонн, В.Ю. Лаврушину, М.В. Лучицкой,

С.В. Лыюрову, В.В. Петровой, ]А.Г. Олферьеву|, Е.В. Покровской, М.А.Рогову,

Т.А. Садчиковой, И.Е. Стукаловой, А.Л. Соколовой, И.А. Чистяковой, Е.А. Щербининой за дружеское участие, помощь, советы и консультации на разных этапах выполнения работы.

Глава 1. Углеродистые толщи верхней юры и нижнего мела Русской плиты: общие геологические сведения

1.1. Волжская сланценосная толща (верхняя юра, зона Рапс1еп)

Общая характеристика верхнеюрских отложений. Верхнеюрские отложения РП накапливались в крупном мелководном морском бассейне, возникшем в результате келловейских трансгрессий на месте ранне-среднеюрской озерно-аллювиальной равнины [Герасимов и др., 1962; Сазонова, Сазонов, 1967]. Субмеридиональная ориентация водоема и фаунистические признаки экотональной зоны [Захаров, 2005] позволяют считать его морем-проливом, соединявшим океанические бассейны Тетис и Полярно-Арктический (Южно-Анюйский?). Развитие этого водоема, известного как Среднерусское море [Сазонова, Сазонов, 1967], завершилось обмелением к концу волжского времени. В работах [Герасимов и др., 1962; Сазонова, Сазонов, 1967] средне-позднеюрский морской этап развития РП связывается с региональными тектоническими причинами. Однако современными исследователями эти крупные трансгрессивно-регрессивные события рассматриваются как следствия эвстатических колебаний уровня моря [5аЬа§1'ап & а!., 1996 и др.]. Предполагается, что на фоне общего тренда проявлялись менее масштабные флуктуации трансгрессивно-регрессивного режима.

Для верхнеюрских отложений характерны небольшая мощность (первые сотни м), невыдержанное распространение стратиграфических подразделений, обилие перерывов разного масштаба и длительности, резкая смена гранулометрических типов отложений по разрезу и площади за счет явлений размыва и конденсации. Сложены верхнеюрские отложения не только терригенным материалом - заметная роль в них принадлежит автохтонным осадочным компонентам: биогенными остаткам (карбонатным и, в меньшей степени, кремнистым), а также аутигенным минеральным новообразованиям, приобретающим породообразующее значение на отдельных стратиграфических интервалах.

Стратиграфия и распространение обогащенных ОВ отложений. Специфической особенностью верхнеюрских толщ РП является широкое распространение в них обогащенных ОВ отложений. В «классических» разрезах центральных районов России установлено много маломощных (0,1-0,5 м) углеродистых горизонтов локального распространения: верхнеоксфордский [Средний..., 1989; Бушнев и др., 2006]; нижнекимериджский [Наг^ре^ие й а1., 1998], верхнекимериджский (собственные данные), нижневолжский [Дзюба и др., 2005], берриасский [Брадучан и др., 1989; Нап1грег§ие е1 а1., 1998 и др.]. Но среди них волжская сланценосная толща занимает особое положение, будучи наиболее мощной и распространенной на огромной территории. В других районах Северного полушария в поздней юре - начале раннего мела также формировались высокоуглеродистые толщи (в т.ч. нефтеносные), распространенные на огромной территории - Кимериджские глины Англии; формация Хеккинген Норвежского и Баренцева морей; баженовская свита Западной

Сибири. Формирование сланценосной толщи на РП, таким образом, можно оценивать как региональное проявление событий, имевших субглобальный характер.

Средневолжские «горючие» сланцы распространены на востоке РП [Атлас... Виноградов, 1964; Сазонова, Сазонов, 1967, ТЫеггу, 2000 и др.]. В ее южной части они протягиваются непрерывной полосой из междуречья Волги и Урала в Среднее Поволжье (Североприкаспийский, Общесыртовский и Средневолжский сланценосные р-ны). Они накапливались на территории Прикаспийского и Ульяновско-Саратовского прогибов, которые являлись стабильными депоцентрами морской седиментации в позднеюрское время. Южнее (Северный Каспий и Приаралье) сланцы замещаются низкоуглеродистыми отложениями - битуминозными доломитами и известняками [Манцурова, 2009; Пронин, 2009 и др.]. В северной половине РП волжские сланценосные отложения установлены в Костромской обл. (Мантуров-ский сланценосный р-н), на юге Республики Коми (Сысольский и Яренгский сланценосные р-ны) и в Кировской обл. (Волго-Вятский сланценосный р-н). В палеотек-тоническом отношении они распространены на территории Московско-Мезенской синеклизы, в поздней юре характеризовавшейся малыми аплитудами прогибания [Хаин, 1977 и др.]. Севернее волжские углеродистые отложения установлены в Печорской синеклизе [Горючие сланцы..., 1989 и др.], широко развиты в Баренцевом и Норвежском морях [Гавшин, Захаров 1991; Ьаг^госк й а!., 2003 и др.].

Стратиграфический интервал с многочисленными прослоями углеродистых сланцев первоналачально относился к аммонитовой зоне РетрЫпйез рапс1еп нижневолжского яруса [Розанов, 1913; 1927], однако при уточнении биостратиграфической схемы [Иловайский, Флоренский, 1941; Сазонов, 1953, 1957; 1961; Михайлов 1957; 1962; Герасимов. Михайлов, 1966 и др.] эта зона получила современное название ОогеорЬпйез рагккп и была помещена в основание средневолжского подъя-руса. В последние годы зональная схема расчленения волжского яруса была существенно детализирована путем введения фаунистических горизонтов, фиксирующих интервалы распространения бореальных или тетических аммонитов [Рогов, 2002; 2004, 2005]. В частности, зона Рапс1еп была подразделена по фауне субтетических аммонитов 2ага15к^ез на 4 горизонта (снизу вверх): 2.яиепэ1есШ, 7.5су1ЫсиБ, Е.ге§и1апз, 2.гага]5кегшз и сопоставлена с верхним титоном Тетиса.

История изучения сланценосной толщи. Первые предположения об условиях образования волжских углеродистых сланцев были высказаны А.Н. Розановым, Н.Г. Кассиным,_М.Д. Запесским. Причины их формирования рассматривались с точки зрения противоположных концепций, конкурирующих друг с другом и в настоящее время - о высокой биопродуктивности водоема [Залесский, 1928] и о необходимости возникновения бескислородных условий в водной толще [Розанов, 1927; Кассин, 1928]. Н.М. Страховым (1934) были заложены представления о едином генезисе волжских углеродистых сланцев на всей территории РП, установлены наиболее характерные их особенности - высокая насыщенность остатками бентосной фауны и специфический, обогащенный водородом, азотом и серой состав ОВ; предложена модель «подводных лугов», связывающая формирование сланцев

с усиленным накоплением в осадках остатков биомассы бентосных водорослей и ак-вафильных высших растений (типа Zostera) в палеоводоеме с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. После исследований Н.М. Страхова, в 194080-е гг. изучение сланценосной толщи сосредоточилось в наиболее перспективных сланценосных районах, где было ориентировано, в основном, на решение поисково-разведочных и технологических задач. Опубликованные данные позволяют судить о региональных особенностях строения сланценосной толщи и литологическом разнообразии слагающих ее отложений. В 1980-90-е гг. отдельные аспекты обстановки формирования волжских горючих сланцев РП обсуждались многими исследователями [Хрусталева, Гонцов, 1980; Романович, 1981; Гинзбург и др., 1986; Букина, 1988; Туров, 1989 и др.]. Для объяснения причин возрастания биомассы в палеобассейне и высоких темпов ее захоронения привлекались экологические аномалии, в качестве причины которых наиболее часто предполагалось опреснение палеоводоема, а в качестве следствий - явления массовой гибели («заморы») морских организмов или вспышки продуктивности атипичных водорослей. В 1990-2000-е гг. были высказаны первые предположения о возможной связи обстановок накопления ОВ с надрегио-нальными факторами - эвстатическими колебаниями уровня моря [Лыюров, 1996] и климатическими изменениями [Ruffell et al., 2002; RibouIIeau et al., 2003]. В последние годы получены результаты изучения ОВ волжских углеродистых сланцев прецизионными методами, которые интерпретировались по-разному: и как свидетельства высокой биопродуктивности волжского водоема [RibouIIeau et al, 2001; 2003], и как следствия существования в нем сероводородного заражения [Бурдельная, 2006 и др.; Бушнев, Бурдельная, 2008 и др.].

1.2. Аптский битуминозный горизонт

Общая характеристика нижнемеловых отложений. Аптские отложения соответствуют «среднемеловому» морскому этапу развития РП, который начался с мощной трансгрессии, затопившей практически всю ее территорию. Ему предшествовал раннеготеривский перерыв [Барабошкин, 2001] - палеогеографический рубеж, связанный со значительными изменениями в характере морской седиментации. В то время как отложения поздней юры - начала нижнего мела, характеризуются смешанным карбонатно-терригенным составом, вышележащие верхнеготеривские, барремские и аптские породы по составу почти исключительно терригенные. Сред-немеловые морские бассейны с подобным характером седиментации просуществовали до осушения территории РП в середине позднего апта [Барабошкин, 2001]. В водоемах этого времени условия для интенсивного накопления ОВ практически не возникали, и раннеаптский эпизод, связанный с образованием горизонта битуминозных сланцев в Среднем и Нижнем Поволжье, является единственным.

Стратиграфия и распространение обогащенных ОВ отложений. Горизонт аптских битуминозных сланцев (3,8-10 м) протягивается от Окско-Цнинского вала на севере до широты г. Саратова на юге. Внутри него находится уровень известковых конкреций, местами сливающихся в единый пласт («аптская плита») [Архангельский,

1923; Сазонов, Сазонова, 1967; Герасимов и др. 1962], который прослеживается почти непрерывно вдоль р. Волги от г. Ульяновска до г. Саратова и является хорошим маркирующим горизонтом при картировании. Е.Ю. Барабошкиным (2001) предложена палеогеографическая схема для аптского века, составленная с учетом новых данных о распространении фаций. Границы распространения углеродистых отложений в пределах морского палеобассейна РП на этой схеме согласуются с данными [Сазонова, Сазонов, 1967].

До 1990-х гг. толща битуминозных сланцев относилась к аммонитовой зоне Deshayesites deshayesi [Сазонова, Сазонов, 1967; Стратиграфия СССР..., 1986-1987]. Впоследствии биостратиграфия этого интервала была пересмотрена [Михайлова, Ба-рабошкин, 2001] и в настоящее время он определяется как соответствующий аммонитовой зоне Deshayesites volgensis = Deshayesites forbesi [Casey, 1961]. Это позволяет сопоставлять его с глобальным событием OAE-la (Deshayesites forbesi/deshayesi), к которому приурочено формирование обогащенных OB отложений в эпиконтинен-тальных морских бассейнах Северной Германии [Mutterlose, Bockel, 1998], а также в Италии, Испании и в Тихом океане [Arthur et al., 1988 и др.].

Глава 2. Седиментологическая и литолого-геохимическая характеристика углеродистых толщ

2.1. Волжская сланценосная толща

Для выяснения закономерностей развития обширного волжского бассейна было проведено детальное изучение разрезов сланценосной толщи из разных его частей.

Разрез у д. Городище (правый берег р. Волги в 25 км севернее г. Ульяновска) характеризует строение верхнеюрских отложений в центральной части РП. Описание разреза приводились во многих работах [Герасимов, Михайлов, 1966; Дайн, Кузнецова, 1976, Вишневская, Барабошкин, 2001; Кулева и др., 2004 и др.], поскольку он является стратотипом волжского региояруса, однако имеются значительные расхождения в оценках разными авторами количества сланцевых пластов, их мощности и распределения. Разрез у д. Ивкино (р. Унжа, правый приток р. Волги) изучен в Костромской обл., где волжские сланценосные отложения известны более ста лет, однако данные о строении конкретных разрезов до начала наших исследований [Щепетова, 2005; Гаврилов и др., 2008] отсутствовали.

На севере РП исследованы естественные выходы сланценосной толщи -разрезы Важью и Койгородок в бассейне р. Сысолы (юг Республики Коми), разрез Сине-горье по р. Кобре (Кировская обл.). Палеогеографически район соответствует Сы-сольской котловине - подводной депрессии, существовавшей в северной части Среднерусского моря [Лыюров, 1996]. Изученные разрезы вскрывают небольшие фрагменты (до нескольких м) сланценосной толщи, относящиеся к ее разным лито-стратиграфическим пачкам [Васильева и др. 1989, Лыюров, 1996].

В юго-восточной части РП поля развития сланценосной толщи установлены бурением на левобережье р. Волги в Самарской и Саратовской обл. [Явхута, 1973, Жмур и др., 1983, Кулева и др., 2004]. Разрез ст. 559 (Перелюбский р-н Саратов-

ской области), вскрывает сланценосную толщу вместе с небольшими фрагментами подстилающих и перекрывающих отложений.

По результатам изучения опорных, а также целого ряда других разрезов выяснено, что мощность сланценосной толщи непостоянна и изменяется от первых м в центральных районах РП до нескольких десятков м на юго- и северо-востоке. Пласты сланцев редко прослеживаются в латеральном направлении на значительные расстояния (более первых десятков км), их количество в толще непостоянно. Нередко наблюдается замещение сланценосной толщи по латерали конденсированными разрезами - фосфоритовыми горизонтами, ракушечниками (известковыми и кремнистыми), глауконитовыми песчаниками.

В изученных районах сланценосная толща обычно со значительным перерывом залегает на нижележащих юрских отложениях, в ее основании присутствуют маломощные (первые дм) слои фосфоритовых конгломератов. Стратиграфический переход без видимых признаков перерыва толщи кимериджских и ранневолжских тонкодисперсных известково-глинистых отложений (до нескольких десятков м) к средневолж-ской сланценосной толще наблюдается только в северной части Ульяновско-Саратовского прогиба (разрез Городище).

Изучение верхнеюрских глинистых толщ показало, что характерной чертой их строения является мелкая цикличность, выраженная чередованием темных серых и заметно более светлых слоев (от первых дм до 1 м). Петрографическими и геохимическими методами установлено, что различия в окраске пород обусловлены колебаниями содержания в них биогенного карбонатного материала, представленного остатками известкового наннопланктона, и рассеянного тонокодисперсного ОВ. На разных стратиграфических интервалах цикличность проявляется с разной отчетливостью: выделяются более или менее ясно выраженные горизонтально-слоистые пачки (до нескольких м) и разделяющие их монотонные интервалы (первые м); последние, как правило, слагаются светлыми высококарбонатными разностями отложений. Чередование слоистых и более массивных пачек свидетельствует о проявлении цикличности более высокого ранга. Эти циклиты разного порядка, по-видимому, являются отражением астрономических циклов Миланковича.

Строение сланценосной толщи и литолого-геохимнческая характеристика отложений. В изученных разрезах сланценосная толща устанавливается по отчетливо выраженной слоистой структуре, обусловленной чередованием пластов (толщиной от первых дм до 1 м, иногда и более) темно-коричневых углеродистых сланцев и более светлых известково-глинистых пород.

Углеродистые сланцы (5.80-24.40% Сорг; 4,5-20% СаСОз) во всех разрезах характеризуются отчетливо выраженной ламинарной текстурой, свидетельствующей об отсутствии значительной биотурбации первоначальных углеродистых осадков и неблагоприятных условиях для обитания зарывающихся организмов, в отличие от вмещающих глинистых отложений. В то же время петрографические исследования показывают, что горизонтальная ориентировка осадочных компонентов редко бы-

вает настолько выдержанной, чтобы полностью исключить процессы биотурбации в углеродистых осадках. Кроме того, характерной особенностью углеродистых сланцев является частое присутствие в них остатков фауны, образующих скопления вдоль отдельных поверхностей напластования: сплющенных раковин некрупных (в том числе ювенильных) аммонитов, двустворчатых моллюсков, гастропод; встречается раковинный детрит различной размерности. На тех же плоскостях, как правило, наблюдаются многочисленные мелкие ходы зарывающихся организмов Chondrites и одиночные субгоризонтально ориентированные ходы Planolites. По содержанию Сорг и текстурным особенностям сланцы подразделяются на темно-коричневые тонколистоватые, интенсивно обогащенные ОВ (15,8-24,4% Сорг) и несколько более светлые, менее углеродистые (5,8-13,6% Сорг), плитчатые; последние преобладают в составе сланценосной толщи. Скопления раковин и следы инфауны чаще присутствуют в относительно низкоуглеродистых сланцах, в то время как высокоуглеродистые разности обычно лишены раковинного материала, либо содержат редкие отпечатки мелких раковин, в значительно степени растворенных.

Известково-глинистые отложения, чередующиеся со сланцами, неоднородны по содержанию Сорг и литологическим признакам. Среди них выделяются светлосерые известково-глинистые породы с незначительным содержанием ОВ (<12% Сорг) и темно-серые, в которых ОВ присутствует в более заметном количестве (1,5-3,5% Сорг)- Светло-серые породы практически нацело гомогенизированы био-турбацией и имеют массивный облик. Повышенная карбонатность в них (25-60% СаС03) связана, в основном, с остатками известкового наннопланктона. В них также присутствует обильный мелкий биогенный детрит (фрагменты различных раковин и скелета иглокожих), что существенно отличает их углеродистых сланцев. Дезинтеграция остатков фауны, по-видимому, была биогенная и осуществлялась более крупными морскими организмами. На отдельных интервалах биогенный кальцит в светло-серых породах перекристаллизовывался и перераспределялся в пределах слоя с образованием крупных конкреций. В темно-серых породах биогенного карбонатного материала в среднем меньше (2,16-43,81% СаС03), остатки фауны в них отсортированы хуже - вместе с мелким детритом встречаются целые раковины моллюсков и их крупные фрагменты. Породы заметно обогащены (до 20-50%) алевритовым и мелкозернистым песчаным материалом, представленным угловатыми зернами кварца и глауконита. В заметном количестве в них присутствует аутогенный пирит в виде мельчайших фрамбоэдров и их агрегатов; остатки фауны обычно пиритизированы. Отложения этого типа менее интенсивно биотурбированы и в них сохраняются фрагменты седиментогенной тонкой слоистости, связанной с неравномерным распределением ОВ и карбонатного материала.

Детальное изучение структуры сланценосной толщи показало, что наиболее характерной ее чертой является цикличность (рис. .2). Элементарный циклит (до 1 м) характеризуется контрастным содержанием Сорг и СаСОэ в слагающих его пластах. В наиболее полном виде он состоит из трех элементов. Нижний - представлен углеродистыми сланцами, верхний - светло-серыми глинисто-карбонатными отложения-

ми, обогащенными СаСОз и практически не содержащими ОВ; темно-серые породы среднего слоя имеют переходные характеристики между углеродистыми сланцами и карбонатными глинами. Границами циклитов являются подошвы сланцевых пластов - резкие и отчетливые, тогда как внутри циклитов переходы между пластами постепенные. Цикличность сланценосной толщи прослеживается во всех разрезах и по своему масштабу, а также характеру распределения ОВ и СаСОз близко напоминает мелкоцикличную структуру вмещающих верхнеюрских глинистых толщ, однако геохимическая контрастность циклитов существенно усилена высокими концентрациями ОВ в отложениях, слагающих нижние элементы циклитов.

В структуре сланценосной толщи устанавливаются многочисленные следы се-диментационных перерывов, которые часто сопровождались размывом ранее накопившихся осадков. Это приводило к концентрации на разных уровнях крупных компонентов осадка (раковин аммонитов, ростров белемнитов, скоплений створок раковин и их фрагментов, фосфоритовой гальки), т.е. к образованию горизонтов конденсации [Фролов, 1984; Барабошкин и др., 2002]. Вновь выведенные на поверхность дна отложения (до некоторой степени уплотненные, хотя все еще пластичные) подвергались переработке зарывающимися организмами, в результате чего формировались поверхности типа «softground» [Bromley, 1996]. Наиболее отчетливо выраженная циклическая структура сланценосной толщи наблюдается в разрезе Ивкино. Отложения здесь слагаются гранулометрически наиболее тонкими фракциями (количество алевритовой примеси незначительно). Признаки размыва и конденсации отложений проявлены слабо, к ним могут быть отнесены лишь единичные уровни, вдоль которых встречаются мелкие ростры белемнитов. В разрезе выделяется 17 циклитов. Эта область седиментации соответствовала относительно глубоководным (50-100 м) частям водоема, и накапливавшиеся здесь отложения находились преимущественно вне зоны активных течений и ниже базиса волновой, в т.ч. штормовой эрозии. Разрезы волжского яруса в Среднем Поволжье - Городище и Кашпир - являются в значительной степени конденсированными и не в полной мере отражают осадочную историю формирования сланценосной толщи. Этот тип разрезов формировался в более мелководной обстановке с дискретным режимом седиментации: дно бассейна периодически находилось в зоне воздействия на осадки штормов и придонных течений (-20-50 м).

В изученных разрезах сланценосной толщи выделяются различные по строению и составу отложений пачки: в нижней ее части доминируют тонкопелитовые породы, существенно обогащенные остатками известкового наннопланктона, а в верхней присутствуют более грубозернистые - песчаные и алевритовые разности. В составе последних заметно возрастает концентрация биокластического карбонатного материала, представленного обломками и целыми раковинами моллюсков, известных своей широкой толерантностью по отношению к условиям обитания (иноцерамиды, бухии, белемниты). Такие изменения прослеживаются и в верхах сланценосной толщи, развитой в центральных районах РП, и в Сысольской впадине. В верхней части (~1 м) разреза Ивкино установлено практически полное исчезновение остатков извест-

нового наннопланктона в глинистых породах, что происходит одновременно с увеличением в них содержания Сорг до нескольких процентов. Близкая картина наблюдается и в верхней части (~1 м) сланценосной толщи разреза Городище; бескарбонатные глины, лишенные остатков наннопланктона, залегают в верхних горизонтах сланценосной толщи Саратовского Заволжья {разрез скв. 559). Эти признаки свидетельствуют об уменьшении глубины водоема и накоплении осадков в зоне с более активным гидродинамическим режимом (15-20 м). Возможно также, что циклический тип отложений, обогащенных остатками известкового наннопланктона (т.н. «среднерусский»), формировался, в относительно более теплых климатических условиях, в то время как второй (т.н. «суббаженовский) тип отложений - в условиях относительно более прохладного и более влажного климата.

Закономерности распределения глинистых минералов в сланценосных и вмещающих отложениях. Верхнеюрские отложения в разрезах Среднего Поволжья (Городище, Кашпир) в последние годы неоднократно становились объектами палеоклиматологических исследований, проводившихся разными методами, в том числе анализировалось распределение глинистых минералов [Л^еИ е! а1., 2002; ШЬоиПеаи е! а!., 2003]. На основании уменьшения каолинита и одновременного увеличения содержания минералов группы смектита в средневолжских отложениях, было выдвинуто предположение о потеплении и аридизации климата во время накопления сланценосной толщи. Дополнительным аргументом в пользу аридизации привлекалось спорадическое присутствие в глинистой фракции палыгорскита [Ки^ГеИ & а1., 2002; ШЬоиИеаи & а1., 2003].

Для проверки этого предположения проводилось изучение глинистой фракции (<0,001 мм) методом рентгенофазового анализа. В разрезе Городище выявлены 4 последовательно сменяющиеся снизу вверх минеральные ассоциации: 1) смектит-иллит-каолинитовая (низкосмектитовая) с близким содержанием минеральных фаз, иногда с некторым преобладанием каолинита; 2) иллит-каолинит смектитовая, с преобладанием смектита; 3) иллит-каолинит-смектитовая с примесью клиноптило-лита; 4) иллит-клиноптилолит-смектитовая (наиболее высокосмектитовая, в которой каолинит утрачивает значение). Наблюдается связь высокосмектитовых ассоциаций 3 с остатками кремневых организмов (радиоляриями), распространенными в верхней половине сланценосной толщи в рассеянном состоянии и в виде массовых скоплений. Кремнистое вещество в них, как правило, не сохраняется, и они бывают выполнены тонкодисперсными глинистыми агрегатами глауконитоподобного облика, близкими по оптическим свойствам смектитам. Следовательно, распространение высокосмектитовых минеральных ассоциаций, включающих клиноптилолит, в отложениях сланценосной толщи могло быть связано с процессами аутигенного ми-нералообразования (т.е. с особенностями фациальной обстановки). Сходная связь между возрастанием смектита в глинистой фракции и остатками кремневой фауны в сланценосных отложениях наблюдается в Сысольской впадины {разрезы Важью и Койгородок), В то же время характерной особенностью отложений разреза Ивкино,

не содержащих биогенных кремневых остатков, является постоянство соотношения основных компонентов (каолинита, иллита, смектита) в глинистой фракции [Гаври-ловидр., 2008].

Палыгорскит, согласно [Ратеев, 1985; Ломова, 1986 и др.], широко распространен в палеозойских отложениях центральной и южной частей РП, часто находящихся в непосредственном контакте с верхнеюрскими отложениями [Сазонова, Сазонов, 1967 и др.], поэтому есть все основания связывать присутствие его следов на разных стратиграфических уровнях верхней юры с переотложением.

Таким образом, показано, что на формирование глинистых ассоциаций волжских сланценосных отложений влияли факторы, искажающие первоначальную «климатическую память»; а) раннедиагенетическое новообразование глинистых минералов; б) переотложение (рециклинг) глинистых минералов из древних осадочных толщ.

Органическое вещество в породах сланценосной толщи. Петрографические исследования показали, что в углеродистых сланцах присутствует, в основном, бесструктурное OB (до 90-99%), соответствующее коллоальгиниту (по терминологии А.И. Гинзбург, 991). Коллоальгинит окрашен в различные оттенки желтого, оранжевого и светло-бурого цветов и обособляется в глинистом матриксе в виде тонких слойков или уплощенных линзочек (длиной до нескольких мм), располагающихся параллельно напластованию. Рост концентраций Сорг в сланцах коррелируется с увеличением количества и размерности коллоальгинитовых сгустков, в отдельных случаях коллоальгинит присутствует виде сплошной массы, практически полностью скрывающей минеральный матрикс.

Глинистый матрикс углеродистых сланцев бывает более или менее равномерно пропитан бесструктурным OB, по облику напоминающим коллоальгинит, но тонкодисперсным. Подобные агрегаты «глинистое вещество + OB», в которых глинистая составляющая существенно преобладает, относятся к «сорбомикстиниту» по [Гинзбург, 1991]. Увеличение доли сорбомикстинита по отношению к коллоальгиниту характерно для относительно низкоуглеродистых разновидностей сланцев.

В качестве примеси в составе OB средневолжских углеродистых сланцев иногда присутствуют многочисленные остатки деформированных тонкостенных одноклеточных водорослей (до 10%), не поддающихся точным таксономическим определениям. В настоящее время они представлены светло-желтыми сферическими образованиями, смятыми или надорванными, а также их отдельными фрагментами. По морфологическим признакам эти компоненты относятся к таллломоальгиниту [Гинзбург, 1991] или ламальгиниту [Tyson, 1995]. В виде незначительной примеси (до 1-5%) в OB сланцев содержатся спороморфные остатки, представленные цистами динофлагеллят, спорами и пыльцой наземных растений (определения Г.А. Александровой); присутствует примесь (до 5-10% OB) мелких темных обрывков-наземной растительности (инертинит). Количество наземного фитодетрита наиболее высокое в углеродистых сланцах со значительным содержанием алевритовой примеси.

Во вмещающих известково-глинистых породах ОВ присутствует, как правило, в тонкодиперсном виде. В них наблюдается отрицательная корреляция между содержанием ОВ и биогенного СаСОз. Коллоальгинит и сорбомикстинит иногда встречаются в качестве примеси, главным образом, в составе реликтов первоначально углеродистых слойков, разрушенных при биотурбации. Содержание растительного детрита в глинистых отложениях незначительно, но поскольку другие органические остатки в них не сохранялись (или не накапливались) именно ОВ этого типа становится доминирующим и в значительной мере определяет пироли-тические показатели.

При пиролитических исследованиях наиболее типичных углеродистых сланцев и глинистых отложений из разных разрезов установлено, что для ОВ, в целом характерны невысокие температуры извлечения углеводородов (Ттах<435°С), свидетельствующие о низкой степени его термической (катагенетической) зрелости. Это позволяет считать, что геохимические параметры ОВ были сформированы, в основном, на стадиях седиментации и диагенеза. Незначительное увеличение Ттах отмечается в единичных образцах и связано с присутствием инертинита, переотложенного из более древних пород, преобразованных на предшествующих этапах захоронения.

Генерационный потенциал волжских углеродистых сланцев оценивается как высокий (32,86-159,6 УВ/г), в то время как для известково-глинистых пород характерны его низкие значения (0,40-2,82 УВ/г).

Величины ТОС (total organic carbon) и Сорг, которые определялись различными методами в образцах, отобранных из одних и тех же слоев, сходны в глинистых породах и в наиболее высокоуглеродистых сланцах. В то же время в известковистых и глинисто-алевритистых сланцах с относительно невысоким содержанием Сорг отмечаются расхождения, которые могут быть связаны как с разными возможностями аналитических методов, так и с неоднородным послойным распределением в этих породах коллоальгинита.

Значения водородного индекса (Ш=402-874) керогена углеродистых сланцев указывают на его преимущественно морское происхождение [Тиссо, Вельте, 1981]. В целом кероген волжских сланцев принадлежит к керогену I-II типа (рис. 4, а). Его источником служила, в основном, биомасса морского планктона; он характеризуется хорошей сохранностью углеводородной части первичного ОВ, несмотря на имевшие место процессы окислительной биохимической деструкции.

В известково-глинистых отложениях установлены гораздо более низкие значения HI (17-302). Наименьшие из них характерны для пород с Сорг< 3%, не содержащих коллоальгинита, и обусловлены присутствием существенно преобразованной органики и, в ряде случаев, тонкорассеянного аллохтонного фитодетрита (инертинита). В глинистых отложениях, содержащих в качестве примеси мелкие фрагменты коллоальгинита или сорбомикстинита, HI повышается (до 117-302). Эти данные подтверждают закономерность, установленную в других районах: с ростом содержания ОВ величина HI пропорционально увеличивается.

2.2. Аптский битуминозный горизонт

Строение битуминозного горизонта и литолого-геохмическая характеристика отложений. Горизонт аптских «битуминозных сланцев» (3,8-10 м) изучен по профилю, пересекающему современное поле их развития (рис. 3) - от г. Ульяновска до г. Саратова. Были исследованы наиболее полные разрезы: в обрывах правого берега р. Волги в гг. Ульяновске и Сенгилее, севернее г. Хвалынска у д. Федоровка (разрез Федоровский створ), а также на северной окраине г. Саратова в карьерах кирпичного завода (разрез Гуселка).

В нижнеаптских отложениях горизонт битуминозных сланцев установлен по комплексу характерных седиментологических признаков. Нижняя его граница резкая, с признаками размыва, верхняя граница - постепенная, но фиксируется вполне отчетливо. Максимальная мощность битуминозного горизонта наблюдалась у г. Хвалынска {разрез Федоровский створ), в южном и северном направлениях она уменьшается. При движении на юг, по направлению к г. Саратову, битуминозные отложения обогащаются алевритовым и песчаным материалом и выклиниваются в зоне накопления прибрежных осадков. При движении на север, к гг. Ульяновску и Сенгилею, они становятся все более тонкозернистыми («пелагическими»).

В северной части Ульяновско-Саратовского прогиба {разрезы у гг. Ульяновска и Сенгилея) битуминозный горизонт (3,4-4,5 м) сложен тонколистоватыми углеродистыми сланцами (3,6-8,0% Сорг). На свежем сколе эти породы темно-оливковые, с отчетливо выраженной тонкой горизонтальной слоистостью (слойки 1-5 мм), которая обусловлена различиями в распределении органического, известкового и терри-генного материала. На плоскостях напластования сланцев обнаруживаются скопления расплющенных раковин аммонитов, фосфатный детрит ихтиофауны; отдельные поверхности устланы многочисленными эмбриональными раковинами аммонитов. Остатки бентосной фауны встречаются в битуминозных сланцах крайне редко и представлены мелкими раковинами экологически толерантных двустворчатых моллюсков №юи1апа, СутЬиЬ, Иеосогшсегатиз (определения Е.Ю. Барабошкина).

Нижнеаптские отложения, подстилающие битуминозный горизонт, в разрезе у г. Ульяновска, представлены толщей (~9,5 м) темно-серых глин, неслоистых, био-турбированных (зона БезНауезкез 1епшсоз15Ш5). Внутри глин встречаются прослои (до 0,15 м) сцементированных пиритом алевролитов, а также уровни с мелкими карбонатными конкрециями (длиной до 10-15 см). Остатки фауны в глинах редки, аммониты, по данным Е.Ю. Барабошкина, представлены бореальными видами [Гаврилов и др., 2002].

Над битуминозными сланцами залегает пачка (видимая мощн. 3,5 м) темно-серых однородных, интенсивно биотурбированных глин. Также как и битуминозный горизонт, эта пачка относится к зоне Уо^ишб, однако в этой части разреза впервые появляются тетические виды аммонитов [Гаврилов и др., 2002]. Залегающие выше глинистые отложения зоны ОезЬауеэ^ез с^Ьауез! - Апсу1осегаз таАегошапшп содержат комплекс тетических аммонитов, близкий установленному в отложениях одноимен-

ной зоны Туркмении, Северного Кавказа, Англии, Германии и Франции, что указывает на установление широкого морского сообщения между бассейнами РП и Тетиса.

В южной части Ульяновско-Саратовского прогиба {разрез Федоровский створ) битуминозный горизонт сложен толстоплитчатыми коричневато-серыми углеродистыми породами с характерной тонкой горизонтальной слоистостью, обогащенными алевритовым материалом (слойки до 1 мм). По окраске они значительно светлее углеродистых сланцев в разрезах у г.г. Ульяновска и Сенгилея, однако Сорг в них находится примерно на том же уровне. Здесь аптские отложения, подстилающие битуминозный горизонт, представлены темно-серыми алевритистыми глинами (видимая мощн. -10 м), включающими прослои рыхлых алевролитов (до 0,1 м) и уровни с редкими мелкими карбонатными конкрециями. Перекрываются сланцы алевритовыми глинами с прослоями (до 0,25 м) косослоистых тонкозернистых песчаников (видимая мощн. -7,5 м, зона ВезИауезО.

Литолого-петрографические исследования показали, что аптские отложения, вмещающие битуминозный горизонт, сложены в основном терригенным материалом, в котором существенно преобладают пелитовые фракции. Алевритовый и песчаный материал присутствует в виде равномерной примеси или образует маломощные (первые дм) прослои. В составе алевритовых и песчаных фракций существенно преобладает кварц и различные слюды, в меньших количествах присутствуют полевые шпаты; в качестве акцессорных минералов - эпидот и гранат.

Минеральный парагенез глинистой фракции остается постоянным в изученных отложениях и не изменяется в углеродистых породах битуминозного горизонта. По данным рентгено-дифрактометрических исследований (19 обр.), в составе фракции <0,001 мм основными компонентами являются смектиты и смешанослойные иллит-смектиты (20-40% слоев слюдистого типа), каолинит и иллит, в подчиненном количестве всегда присутствует хлорит. По соотношению интенсивности рефлексов хлорита - 3,53 А и каолинита - 3,57 А можно судить о тенденции некоторого увеличения содержания каолинита внутри горизонта битуминозных сланцев по сравнению с вмещающими отложениями.

Содержание карбонатного материала в аптских глинистых отложениях, вмещающих битуминозный горизонт (разрезы у гг. Ульяновска и Сенгилея, Федоровский створ), а также в глинах прибрежных зон (разрез Гуселка), как правило, не превышает десятых долей процента (см. рис. 3). Однако в битуминозных сланцах СаСОз резко возрастает (до 20%) и связан с остатками известкового наннопланктона (определения Е.А. Щербининой), обогащающего нижнюю часть битуминозного горизонта.

Органическое вещество аптских отложений. Петрографические данные показывают, что ОВ постоянно присутствует в аптских отложениях. В глинах, вмещающих битуминозный горизонт, содержание Сорг повышено до 1-2%, что обусловлено присутствием в них тонкорассеянного обугленного растительного детрита (5-20%). Количество и размерность наземной растительной органики существенно возрастают в присутствии алевритовых и песчаных фракций

В битуминозных сланцах содержание Сорг резко увеличивается (до 4-9,6%, в среднем до 6-8%). OB в них присутствует в форме коллоальгинита (по терминологии [Гинзбург, 1991]), который образует в породе систему тонких, удлиненных вдоль слоистости линзочек. Помимо коллоальгинита отмечаются единичные остатки спор и пыльцы наземных растений. Растительный детрит постоянно присутствует в битуминозных сланцах, располагаясь параллельно слоистости. Его количество не превышает первых процентов в сланцах Ульяновска и Сенгилея и увеличивается до 10-20% в сланцах разреза Федоровский створ.

При пиролитических исследованиях установлено, что OB глинистых пород и битуминозных сланцев имеет низкую степень термической зрелости (Ттах<430°С). Генерационный потенциал сланцев оценивается как высокий (40,37-93,07 мг УВ/г), для глин характерны низкие значения (1,16 мг УВ/г). Водородный индекс битуминозных сланцев (Н1=406-609) указывает на преимущественно морское происхождение OB [Tissot, Welte, 1984], источником которого служила, в основном, биомасса морского планктона. На модифицированной диаграмме Ван-Кревелена [Лопатин, Емец, 1987; Tyson, 1995] кероген сланцев попадает в область керогенов II типа (рис. 4, б) На этой диаграмме, точки, соответствующие вмещающим глинистым породам, находятся в области керогенов наземного происхождения, что хорошо согласуется с данными петрографических исследований.

Глава 3. Химические элементы в углеродистых толщах

В волжских и аптских отложениях было изучено распределение большой группы химических элементов - Si, AI, Ti, Fe, P, Mn, S, Cr, V, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, Se, Ag, As. Оценка изменений в их поведении в обстановках с интенсивным накоплением OB основывалась на сравнении особенностей распределения этих элементов в отложениях, в контрастной степени обогащенных Сорг - в углеродистых сланцах и вмещающих глинистых породах. Для устранения влияния флуктуаций содержания СаСОз и OB на распределение элементов, использовалось нормирование концентраций на содержание алюминия (Эл/А1). Подобный подход основан на тесной связи AI с терригенной составляющей и учитывает его инертность в процессах диагенетического перераспределения веществ в осадках. Аномалии в поведении химических элементов устанавливались по отклонению величины Эл/А1 соответствующего элемента от значения Элк.,/А1кл, рассчитанного как отношение величины среднего (кларкового) содержания каждого элемента к среднему (кларковому) содержанию AI глинистых породах по [Turekian, Wedepohl, 1961; Wedepohl, 1991]. Величина этого отношения рассматривалась как коэффициент накопления (Кн), характеризующий интенсивность концентрирования химических элементов в результате внутрибассейновых геохимических процессов. В качестве значимого принимался Кн в 2-5 и более.

3.1. Химические элементы в отложениях волжской сланценосной толщи

Распределение элементов в верхнеюрских известково-глинистых отложениях («геохимический фон»). Для характеристики «геохимического фона» изучались: а) кимериджские и нижневолжские известково-глинистые отложения (0,22-2,14% Сорг), подстилающие сланценосную толщу (разрезы Городище, Ивкино); б) средневолжские глинистые породы сланценосной толщи (0,34,-3,16% Сорг), образующие элементарные циклиты с углеродистыми сланцами (разрезы Городище, Ивкино, Важью, Койгородок, Синегорье, скв. 559). В изученных верхнеюрских отложениях установлены близкие геохимические особенности.

В кимериджских и нижневолжских отложениях концентрации большинства химических элементов (Ре, 14, Сг, V, Си, РЬ, Мо, Zn), в основном, соответствуют средним (кларковым) концентрациям этих элементов в глинистых породах. Концентрации 8, Бе, N1, Со, Ag, в изученных породах повышены в 2-5 раза. Наиболее заметное увеличение концентраций Со и А§ наблюдается в существенно обогащенных биогенным карбонатным материалом (30-50% СаС03) разностях глинистых пород. Распределение повышенных концентраций Б и Бе, напротив, относительно равномерное, по-видимому, они связаны в сульфидах железа, присутствующих в глинистых породах в рассеянном состоянии и в виде различных стяжений.

В средневолжских глинах, присутствующих в составе сланценосной толщи, обогащение некоторыми элементами (n1, Со) обычно еще выше, чем в подстилающих кимериджских и нижневолжских глинистых породах, а спектр концентрирующихся элементов несколько шире - содержание Мо, Р и, в ряде случаев V, в них заметно выше (в 3-5 раз) кларкового уровня. Очевидно, это связано с заметным влиянием морского ОВ на геохимическую обстановку.

Концентрации Мп в изученных известково-глинистых отложениях, в основном, понижены (в 2-5 раз) относительно среднего содержания в глинистых породах и соответствуют этому уровню только в высокоизвестковых (30-50% СаС03) разностях.

Распределение химических элементов в углеродистых сланцах. При переходе от глинистых пород к углеродистым сланцам одновременно с Сорг {5-21%) возрастает содержание многих химических элементов (рис. 5, а). Наиболее существенно увеличиваются концентрации тех элементов (Б, Бе, Ag, Мо, V, Р), содержание которых в подстилающих кимериджских и нижневолжских породах уже было повышенным. Среди этих элементов выделяются наиболее высокой степенью концентрирования 8, Мо и Бе. Содержание этих элементов в сланцах разных районов РП в 20-50 раз и более превышают кларковый уровень, а концентрации Мо в наиболее высокоуглеродистых разновидностях сланцев (>30% Сорг) - в 100 раз и более. Эти величины более чем на порядок выше установленных во вмещающих известково-глинистых породах.

В меньшей степени, но также заметно, в сланцах концентрируются №, Ag, V, Р и, в ряде случаев, Си. Содержание этих элементов иногда в 5-10 раз превышает кларковый уровень, что существенно выше геохимического «фона» для этих элементов во вмещающих известково-глинистых отложениях. Обособляется группа

химических элементов Ъп, Со, Сг, Аб с относительно более низким уровнем концентрирования в горючих сланцах, но который, тем не менее, в 2-5 раз превышает среднее содержание этих элементов в глинистых породах. Во вмещающих глинистых осадках эти элементы не накапливались и, следовательно, существенно изменили свое поведении в обстановках с интенсивным накоплением морского ОВ.

Концентрации Тл и Ре при переходе от глинистых пород к горючим сланцам, существенно не изменяются и остаются близкими среднему содержанию этих элементов в глинистых породах. Увеличение концентраций Ре наблюдается лишь в отдельных случаях, но не более чем в 1,5 раза. Содержание Мп в углеродистых сланцах заметно ниже кларкового уровня.

3.2. Химические элементы в отложениях аптского битуминозного горизонта

Распределение химических элементов в аптских отложениях, вмещающих битуминозный горизонт («геохимический фон»), Аптские глины изучались в разрезах у г.г. Ульяновска, Сенгилея, Хвалынска; в разрезе Гуселка изучены отложения, фациально замещающие битуминозный горизонт по мере приближения к берегу палеоводоема. По уровню Сорг (0,99-3,60 %) аптские глинистые отложения близки верхнеюрским глинистым породам, но отличаются от них низкой карбонат-ностью (0,57-4,54 % СаС03) и постоянным присутствием примеси наземного ОВ.

Концентрации Ре, Т1, Сг, V, '¿п, РЬ, Мо в аптских глинах, в основном, соответствуют кларковому содержанию этих элементов для глинистых пород. Концентрации Б, Бе, Со, Ag, (иногда Си) у контактов с битуминозным горизонтом бывают несколько (не более чем в 2-2,5 раза) повышены, что значительно меньше «фонового» содержания этих элементов в верхнеюрских известково-глинистых породах. Концентрации Р в глинах, в основном, низкие (почти в 2 раза ниже кларкового уровня), фосфоритовые стяжения в нижнеаптских отложениях отсутствуют. Такое поведение Р, наряду с низким содержанием биогенного карбонатного материала, видимо, свидетельствует в пользу олиготрофности и относительно низкой «фоновой» биопродуктивности аптского водоема. Концентрации Мп в аптских глинах заметно более низкие по сравнению с кларковым уровнем. Это обстоятельство, по-видимому, обусловлено перераспределением Мп в диагенетических процессах, в пользу чего свидетельствуют высокие концентрации этого элемента (8,81-29,46% МпО) в карбонатных конкрециях из аптских отложений.

Распределение химических элементов в битуминозных сланцах. Поведение химических элементов в аптских битуминозных сланцах наиболее отчетливо проявлено в разрезе у г. Ульяновска. Содержание Сорг в отложениях битуминозного горизонта существенно возрастает (до 6-8%). В них также в заметном количестве появляется примесь биогенного СаС03 (до 20 % на отдельных уровнях). В сланцах концентрируется широкий спектр химических элементов - Б, Мо, Бе, V, Си, Со, Р, Сг, N1 (рис. 5, б). Наиболее высокие содержания, более чем в 10 раз превышающие кларковый уровень, характерны для Б, Мо и Бе. Концентрации V, Си, Со, Аэ в

сланцах в 2,5-3,5 раза выше, чем среднее содержание этих элементов во вмещающих породах. Сходным образом ведут себя Бе и Р, хотя степень их относительной концентрации не так велика - в 1,5-1,8 раза превышает кларковый уровень в наиболее высокоуглеродистых (8-9% Сорг) разностях битуминозных сланцев.

Элементы И, РЬ, Ъ\\ не показывают существенного изменения концентраций при переходе от вмещающих глин к битуминозным сланцам. Концентрации Мп в сланцах, также как и во вмещающих глинах, в основном, понижены относительно кларкового уровня. В то же время в известковистых разностях сланцев, приуроченных к нижней части битуминозного горизонта, отмечаются более высокие концентрации Мп, близкие среднему содержанию в глинистых породах и даже несколько (в 1,5-2 раза) более высокие. Очевидно, в обстановках биогенного карбонатонакоп-ления возникали собственные механизмы концентрирования Мп (вероятно, он входит в виде изоморфной примеси в структуру аутигенного кальцита).

3.3. Общие закономерности поведения химических элементов

Результаты исследований показывают, что верхнеюрские (кимериджско-волжские) и нижнемеловые (аптские) глинистые отложения РП различаются по геохимической специфике. В верхнеюрских отложениях_отчетливую тенденцию к концентрированию проявляют №, Со, А§ и в ряде случаев Ъп. Содержание элементов Б, 5е и (в средневолжских глинах) Мо, V, Р также повышено по сравнению с кларковым уровнем. В аптских отложениях концентрации химических элементов, в основном, соответствуют среднему содержанию в глинистых породах. Геохимические различия, установленные в верхнеюрских и нижнемеловых отложениях, были обусловлены не столько изменениями в источниках сноса (хотя такую возможность исключить нельзя), сколько разным режимом геохимических процессов в позднеюрских и раннемеловых морских бассейнах, различавшихся по характеру седиментации, биотическим условиям и по составу формирующихся осадков. Об этом свидетельствуют такие особенности распределения повышенных концентраций химических элементов, как локальный характер аномалий, их связь с распределением биогенного карбонатного материала и ОВ. Однако, несмотря на эти различия в средневолжских и в раннеаптских сланцах концентрируется близкий набор химических элементов, которые можно подразделить на две группы (см. рис. 5): 1) Мо, Б, Бе - выделяются высоким уровнем обогащения, концентрации этих элементов, как правило, превышают среднее содержание в глинистых породах в 10 раз и более; 2) V, Си, Р, Со, Ъп демонстрируют более низкую степень концентрирования (в 2-5 раз). Мп ни в средневолжских, ни в раннеаптских углеродистых сланцах не накапливался, его концентрации, как правило, ниже среднего содержания в глинистых породах. Противоположное поведение элементов Мо и Мп соответствует их поведению в аноксидных обстановках [Холодов, Недумов, 1991]. При разном уровне Сорг в средневолжских и раннеаптских углеродистых сланцах, степень концентрирования в них Мо вполне сопоставима. В отличие от других химических элементов, с возрастанием Сорг в аптских осадках, увеличение концентрации

Mo в них происходило намного интенсивнее, чем в осадках волжского водоема. Вследствие этого аптские углеродистые сланцы (6-9% Сорг) более заметно обогащены Мо по сравнению с относительно низкоуглеродистыми разностями средневолж-ских сланцев с таким же Сорг (5-10%) и более высоким.

Глава 4. Обстановки формирования углеродистых

отложений в мезозойских водоемах Русской плиты

Существуют разные точки зрения на роль различных факторов в образовании морских углеродистых отложений. Ряд исследователей полагает, что причиной захоронения в осадках значительных количеств ОВ были аноксидные обстановки в водоемах [Demaison, Moore, 1980, 1991 и др.], другие отводят главную роль увеличению биопродуктивности [Pedersen, Calvert, 1990, 1991 и др.]. Н.М. Страхов (1937, 1976), специально рассмотрев этот вопрос на примере голоценовой истории Черного моря, показал, что сероводородное заражение не играет решающей роли в захоронении в осадках значительных количеств ОВ (хотя на качественный состав ОВ этот фактор может оказывать влияние); главным же фактором существенного увеличения содержания в осадках ОВ является увеличение биопродуктивности палео-водоемов. Мы также рассматриваем формирование средневолжских и нижнеапт-ских углеродистых отложений РП как результат увеличения биопродуктивности морских бассейнов. Об этом свидетельствуют полученные данные о резком возрастании роли бассейнового ОВ во время накопления углеродистых осадков по сравнению с предшествующими этапами, когда доминировало ОВ, принесенное с суши.

Наиболее удовлетворительно вспышки биопродуктивности объясняются с помощью модели поступления в водоем биофильных элементов во время быстрых и относительно непродолжительных трансгрессий, которым предшествовали регрессивные эпизоды [Гаврилов, 1994, Гаврилов и др., 1996, 2002, 2008 и др.]. Ключевыми условиями для реализации данной модели являются: а) пологий уклон дна эпиконти-нентальных водоемов от берега в сторону моря, в результате чего уже при малоамплитудных колебаниях уровня происходила значительная миграция береговой линии; б) небольшие глубины (до 200 м) и, как следствие, чувствительность фациаль-ной структуры к изменениям уровня моря; в) неровный рельеф дна с выраженными пологими депрессиями и поднятиями. Вследствие такого характера рельефа при регрессии на освободившихся от моря территориях возникала система озер, болот или полузамкнутых водоемов (крайне мелководных и хорошо прогреваемых); в условиях гумидного климата в них накапливались растительное и растворенное ОВ, биофиль-ные элементы. При трансгрессии море взаимодействовало с этими специфическими прибрежными ландшафтами, биофильные элементы поступали в бассейн, что приводило к резкой вспышке продуктивности наиболее низкоорганизованных форм биоты: бактериопланктона, органикостенных, динофлагеллят и пр., а соответственно к накоплению обогащенных ОВ илов. С началом накопления углеродистых илов начинал действовать рециклинг - т.е. возвращение из восстановленных осадков в толщу воды ряда элементов, прежде всего, фосфора. По завершении трансгрессии и затухании

рециклинга образование углеродистых илов прекращалось и сменялось накоплением фоновых для бассейна осадков.

4.1. Обстановки накопления органического вещества в средневолжском палеоводоеме

Структура верхнеюрских толщ в изученных разрезах свидетельствует о том, что общий тренд развития морских бассейнов кимериджско-волжского времени осложнялся регрессивно-трансгрессивными циклами по крайней мере трех разных порядков. Наиболее отчетливо выражены два регрессивных эпизода - перед накоплением слан-ценосной толщи и после ее образования, которые устанавливаются по перерывам или резким изменениям литологических и геохимических параметров отложений. Регрессивные эпизоды более низкого порядка разделили единый этап формирования сланце-носной толщи на подэтапы, соответствующие отложению отдельных пачек, различающихся по составу отложений. Наиболее мелкими элементами структуры сланце-носной толщи являются элементарные седиментационные циклиты. Резкие контакты сланцевых слоев с подстилающими отложениями и, напротив, их плавные переходы к верхним элементам циклитов позволяют предполагать, что образование циклитов начиналось с трансгрессивных эпизодов, а заканчивалось падением уровня моря и небольшим размывом накопившихся осадков (в кровле циклитов). Амплитуда флуктуа-ций уровня моря в этих случаях, очевидно, не превышала нескольких метров.

При относительно высоком и стабильном стоянии уровня моря в «досланцевое» кимериджско-волжское время его малоамплитудные колебания слабо влияли на поставку биофильных элементов из прибрежных ландшафтов, что обусловило слабую дифференциацию между нижними и верхними элементами циклов, присутствующих в кимериджских отложениях. Палеогеографическая ситуация существенно изменилась после перерыва в осадконакоплении, вызванного падением уровня моря в конце кимериджа - начале волжского времени. Последовавшая средневолжская трансгрессия была достаточно мощной и быстрой, однако подъем уровня моря был, очевидно, менее значительным, по сравнению с существовавшим ранее. Это привело к тому, что в прибрежной зоне не занятой морем оказалась широкая полоса суши, на которой могли развиваться почвы, озерно-болотные ландшафты. Анализ геохимических об-становок в современных болотных системах позволяет заключить, что процесс тор-фообразования создает условия для геохимической активности биологически важного фосфора, способствует его миграции в зоне гипергенеза [Ковалев, 1985]. На существенную роль болот в поставке биофильных веществ в море и соответствующий рост продуктивности морских водорослей указывали JI.M Венгер и Д.Р. Бакер [Wenger, Baker, 1986] при обсуждении причин образования пенсильванских черных сланцев Канзаса и Оклахомы.

Площадь освобожденных от моря территорий, покрытых озерно-болотными ландшафтами, увеличивалась также за счет внутрибассейновых поднятий, образовывавших острова. Вокруг островов углеродистые осадки начинали, по-видимому, накапливаться раньше, чем в других частях водоема, что создало определенную пестроту в распределении фаций, затрудняющую корреляцию разрезов сланценосной

толщи в настоящее время. Помимо малоамплитудных колебаний, формирующих элементарные циклы, в отдельные моменты происходило и более масштабное падение уровня моря. Последующие его подъемы были по амплитуде меньше, чем уровень стояния моря, предшествовавший его падению. В результате осадки каждой из пачек углеродистой толщи накапливались во все более мелководных условиях.

Анализ распределения остатков биоты в литологически различных отложениях волжской сланценосной толщи показывает, что палеоэкологическая обстановка в водоеме в течение ее накопления была нестабильной. Во время накопления известково-глинистых отложений с низким содержанием ОВ преобладали благоприятные условия для существования различных форм организмов, характерные для нормально аэрируемых морей. Напротив, при накоплении обогащенных ОВ осадков условия обитания организмов ухудшались. Резкий всплеск продуктивности органикостенного планктона мог приводить к развитию в водоеме различных по негативному воздействию на биоту факторов. Во-первых, к возникновению в водной толще аноксидных обстановок, охватывающих мощный слой надцонной воды. Другим негативным фактором могло быть высокое потребление биофильных элементов органикостенным планктоном, что ограничивало развитие других форм микробиоты, в том числе изве-стьвыделяющих организмов. Нельзя исключить также выделение токсичных продуктов органикостенным планктоном при бурном цветении, как это наблюдается в современных водоемах во время т.н. «красных приливов». Таким образом, вследствие возрастания продуктивности органостенного планктона резкое ухудшение палеоэкологических обстановок могло происходить не только в придонных, но и в поверхностных частях водной массы волжского моря. Причем во время образования отдельных слоев углеродистых осадков экологические условия также могли часто варьировать, на что указывает появление в сланцах остатков бентосной фауны.

4.2. Обстановки накопления органического вещества в аптском палеоводоеме

Аптский битуминозный горизонт отличается от волжской сланценосной толщи а) отсутствием выраженной цикличности; б) более значительной долей в составе ОВ наземного материала; в) отсутствием бентосной фауны и следов биотурбации в углеродистых отложениях.

Накопление осадков аптского битуминозного горизонта происходило на фоне быстро развивавшейся глобальной трансгрессии, которая являлась отражением эв-статического поднятия уровня моря в раннем апте. Трансгрессии предшествовал регрессивный эпизод, существование которого устанавливается в ряде разрезов по налеганию битуминозного горизонта с размывом на подстилающие отложения. Следствием освобождения от моря территорий было формирование в условиях гумидного климата [Ясаманов, 1978] на новообразованных прибрежных равнинах озер и заболачивающихся участков, т.е. озерно-болотных ландшафтов. В образовании аптских битуминозных осадков важной была не только сама трансгрессия, во время которой накапливались обогащенные ОВ осадки, но и предшествововавший ей регрессивный этап развития водоема. Также как и в волжское время, регрессия привела к образова-

нию по периферии относительно неглубокого моря обширных низинных территорий, покрытых рыхлыми нелитифицированными отложениями, незадолго до этого бывшими морскими осадками. Регрессию сменила относительно быстро развивавшаяся трансгрессия, и море покрыло ранее оставленные территории. Подъём уровня моря произошел довольно значительный - не менее чем на несколько десятков метров, согласно [Haq et al., 1987]. Также как и в волжское время, раннеаптская трансгрессия привела к взаимодействию моря с геохимически активными наземными ландшафтами, выносу в водоем биофильных элементов и вспышке продуктивности фитопланктона.

Накопление в осадках значительного количества ОВ было причиной генерации в них значительных масс H2S, который диффундировал в наддонную воду и обусловил развитие сероводородного заражения. Поскольку водоем был относительно неглубоким, сероводородное заражение охватывало прежде всего придонные части водной толщи, но иногда поднималось в фотическую зону, о чем свидетельствуют следы массовой гибели молодых особей аммонитов, находящихся на планктонной стадии онтогенеза. С развитием аноксидных обстановок в водоеме связано отсутствие или угнетенное состояние бентосной фауны. После завершения трансгрессии и прекращения поступления биофильных элементов в водоем интенсивное цветение разнообразных форм планктона закончилось и, соответственно, прекратилось обогащение илов ОВ. Из-за присущей водоему консервативности (как системы) окончание накопления высокоуглеродистых осадков было менее резким, чем его начало. Относительная мелководность бассейна, прекращение генерации значительных масс H2S в осадках и его диффузии в наддонные воды - все это обусловило достаточно быстрое окисление содержавшегося в морской воде сероводорода и исчезновение аноксидных обстановок. Возможно, что в некоторых частях бассейна, приближенных к дельтам рек, могла возникать плотностная стратификация за счет частичного рас-преснения поверхностных слоев воды. В пользу этого свидетельствует присутствие в отложениях остатков пресноводных зеленых водорослей [Барабошкин, Смирнова, 2002]. Некоторое увеличение содержания каолинита в горизонте битуминозных сланцев хорошо согласуется с моделью взаимодействия морских и прибрежных ландшафтов на фоне флуктуаций уровня моря. Действительно, прибрежные ландшафты, где происходило быстрое формирование почвенного покрова и болотных систем, характеризовались благоприятными условиями для формирования каолинита. При трансгрессии происходил размыв обогащенных каолинитом почв и других континентальных отложений, его вынос в море и обогащение углеродистых осадков по сравнению с нижележащими горизонтами.

Заключение

Литолого-геохимическое изучение верхнеюрских и нижнемеловых осадочных толщ Русской плиты позволяет выделить два уровня накопления обогащенных ОВ отложений - средневолжский (фаза Panderi) и нижнеаптский (фаза Volgensis). По стратиграфическому положению и интенсивности проявления они сопоставляются с субглобальным (поздняя юра - начало раннего мела в Бореальном поясе) и

глобальным (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) событиями. Обстановки накопления ОВ в средневолжском и раннеаптском бассейнах РП были различными. В средне-волжское время накопление ОВ происходило на значительной территории в крайне мелководном морском водоеме с неровным рельефом дна и характеризовалось ярко выраженной цикличностью. Продолжительность образования элементарных цикли-тов сопоставима с короткопериодными астрономическими циклами Миланковича (19-25 тыс. лет). В раннем апте обстановки, благоприятные для формирования углеродистых осадков, существовали в центральной, наиболее глубоководной части палеоводоема. ОВ накапливалось в осадках более равномерно, что привело к формированию относительно монотонного горизонта битуминозных сланцев. В сред-неволжских и нижнеаптских углеродистых осадках накапливалось в основном автохтонное морское ОВ. Основным его источником служила биомасса одноклеточных водорослей. И в средневолжском, и в раннеаптском морских водоемах развивались обстановки с дефицитом кислорода (вплоть до сероводородного заражения наддонных вод), однако устойчивость аноксии была различной. Редкая бентосная фауна, отсутствие биотурбации, седиментационная тонкая горизонтальная слоистость в нижнеаптских битуминозных сланцах свидетельствуют о стабильной аноксии в центральной части палеоводоема. В средневолжское время обстановки с дефицитом кислорода также возникали, но были неустойчивы и прерывались периодами нормализации кислородного режима. Особенности распределения химических элементов в верхнеюрских и нижнемеловых отложениях РП указывают на различия в их геохимической специфике. В верхнеюрских известково-глинистых отложениях тенденцию к концентрации проявляют Ni, Со, Ag, в нижнеаптских глинах содержание химических элементов в основном соответствуют кларковому уровню. Несмотря на эти различия в средневолжских и нижнеаптских углеродистых осадках концентрировался близкий набор химических элементов, причем содержание S, Mo, Se - элементов-индикаторов аноксии превышает кларковый уровень в 10 раз и более; также накапливаются Р, V, Ag, Си, Ni, Со, Zn.

Формирование средневолжской и раннеаптской углеродистых толщ было приурочено к крупным средне-позднеюрскому и среднемеловому этапам развития Русской плиты. В эти этапы обстановки осадконакопления в мелководных морях-проливах, покрывавших ее территорию, были различными. Седиментация в келло-вейско-волжских бассейнах была смешанной - карбонатно-терригенной, цикличной; в готеривско-аптских - терригенной, относительно монотонной (не цикличной), содержание биогенного СаСОз в осадках не превышало первых процентов. Интенсивное накопление ОВ в осадках в обоих случаях было связано с резким возрастанием продуктивности органикостенного фитопланткона. Причиной резкого роста было усиленное поступление в водоем биофильных элементов с суши в ходе стремительно развивавшихся трансгрессий, которым предшествовали регрессивные эпизоды.

Список публикаций по теме диссертации

Статьи в рецензируемых изданиях

Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Барабошкин Е.Ю., Щербинина Е.А. Аноксический раннемеловой бассейн Русской плиты: седиментология и геохимия // Литология и полез, ископаемые. 2002. № 4. С. 359-380.

Бушнев Д.А., Щепетова Е.В., Лыюров C.B. Органическая геохимия оксфордских высокоуглеродистых отложений Русской плиты. // Литология и полез, ископаемые. 2006. № 5. С. 475-488.

Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Рогов М.А., Щербинина Е.А. Седиментология, геохимия и биота волжских углеродистых отложений северной части Среднерусского моря (Костромская область) // Литология и полез, ископаемые. 2008. № 4. С. 396-424.

Щепетова Е.В. Седиментология и геохимия сланценосной толщи (верхняя юра, зона Panderi) в северной части Русской плиты // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2009. T. XII. Вып. 4. С. 74-89.

Сборники статей, материалы и тезисы конференций

Гужиков А.Ю., Барабошкин Е.Ю. Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Букина Т.Ф. Яноч-кина З.А. Магнитные свойства волжских отложений как индикаторы железосодержащих минералов и их значение для реконструкций условий седиментации в позднеюрском палеобассейне Поволжья // Избранные труды Межведомственной научной конференции «Геологические науки - 99». Саратов. 1999. С. 38^12.

Щепетова Е.В., Гаврилов Ю.О., Барабошкин Е.Ю. Геохимия и условия образования осадков аптского аноксидного бассейна Русской плиты //Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия / Материалы региональной научно-практической стратиграфической конференции. Саратов: НВНИИГГ. 2001. С. 62-64.

Щепетова Е.В. Геохимические и биотические особенности отложений раннеаптского морского бассейна Русской плиты в связи с изменениями кислородного режима наддонных вод // Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков / Материалы Всероссийской научной конференции. М: «Связь-принт». 2002. Т. 1. С. 209-210.

Барабошкин Е.Ю., Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Щербинина Е.А, Захаров В.А., Гужиков А.Ю., Гаврилов С.С., Никульшин A.C. Влияние бореальных и тетических водных масс на палеоэкосистемы и седиментацию раннемелового бассейна Русской плиты // Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков / Материалы Всероссийской научной конференции. М: «Связь-принт».2002. Т.1. С. 184-185.

Щепетова Е.В. Геохимические особенности высокоуглеродистых отложений мезозоя Русской плиты // Генетический формационный анализ осадочных комплексов фанерозоя и докембрия. Материалы III Всероссийского литологического совещания. Москва: Изд-во Московского университета. С. 409^-11.

Щепетова Е.В. О некоторых седиментологических особенностях волжских морских отложений северо-восточной части Русской плиты // Геология и минеральные ре-

сурсы Европейского северо-востока России (седиментогенез, эволюция осадочных бассейнов). Сыктывкар: Геопринт, 2004. С. 73-77.

Щепетова Е.В. Седиментационные и геохимические обстановки формирования толщи волжских горючих сланцев зоны Panderi в северо-западной части Московской си-неклизы // Материалы первого Всероссийского совещания Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии. М.: ГИН РАН, 2005. С. 256-259.

Бушнев Д.А., Щепетова Е.В. Лыюров С.В. Оксфордский высокоуглеродистый горизонт Русской плиты: новые седиментологические и геохимические данные // Материалы I Всероссийского совещания «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» / Под ред. Захарова В.А, Рогова М.А., Дзюбы О.С. М.: ГИН РАН, 2005. С. 32-35.

Щепетова Е.В Позднеюрские-раннемеловые события, связанные с накоплением морского ОВ и их региональное отражение на РП // Палеонтология, биостратиграфия и палеобиогеография бореального мезозоя. Материалы сессии, посвященной 95-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Н.Сакса, Новосибирск: Гео. 2006. С. 210-213

Щепетова Е.В. О некоторых общих закономерностях накопления сланценосной толщи зоны Panderi в разных частях волжского бассейна Русской плиты // Типы седимен-тогенеза и литогенеза и их эволюция в истории Земли. Материалы V Всероссийского литологического совещания. Екатеринбург, 2008. С. 447-450.

Щепетова Е.В. Палеоклиматические реконструкции по данным о распределении глинистых минералов в верхнеюрских отложениях Русской плиты: возможности и ограничения // Материалы III Всероссийского совещания «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» / Под ред. Захарова В.А. Саратов: Наук»,

2009. С. 257-260.

Щепетова Е.В. «Среднерусский» и «суббаженовский» типы верхнеюрских углеродистых отложений на севере Русской плиты (Сысольская впадина) и их палеогеографическая интерпретация. // Актуальные вопросы литологии. Материалы 8-го Уральского литологического совещания. Екатеринбург, 2010. С. 362-363.

Gavrilov Y.O., Shchepetova E.V, Е.А. Shcherbinina, E.Yu. Baraboshkin. The Early Aptian Anoxic Event in the Basin of the Russian Craton // Paleoceanographie du Mesozoique / Mesozoic paleoceanography Seance speciaiisee de la SGF (Abstract volume). Paris: Universite Pierre ct Marie Curie, 2003. P. 17-19.

Rogov M., Shchepetova E., Ustinova M., Price G.D., Guzhikov A., Pimenov M., Dzyuba O. A multi-proxy study of the Kimmeridgian/Volgian boundary beds in the Gorodischi section (Middle Volga area, Russia), the lectostratotype of the Volgian Stage // Volum. Ju-rassica. 2006. V. IV. P. 208-210.

Yu. Gavrilov, E. Shchepetova, E. Shcherbinina. Volgian black-shalc sediments of the Ivkino section, northern Russian Platform: sedimentary structure, geochemical and biotic record // Geophysical Research Abstracts of EGU General Assembly. 2008.

Shchepetova E. Upper Jurassic paleoclimatic reconstructions based on clay mineral distribution in deposits of the Russian Platform // Earth Science Frontiers. Special Issue. Short Papers for the 8th Congress on the Jurassic System «Marine and non-marine Jurassic».

2010. V. 17. P. 327-329.

у-ЛЧ^УА_

; кимеридж-титон

ю м с н ь

Сыктывкар;

:Екатеринбур|

¡Ульянов.

осква

■Актюбинск

Воронеж'

'Львов ;>-<-<,

раннии апт

Тюмень

.¿¿Екатеринбург

осква;

1КТЮ.биНСК

¡аратов

Кнев^елгородД

^Львов

1200 км

Рис. 1. Палеогеографическая схема Русской плиты: а) в кимеридже-титоне (по Герасимов и др., 1962; Атлас..., 1964 и др.) б) в раннем апте (по Е.Ю. Барабош-кину (2001), Гаврилову и др., 2002) и распространение средневолжской сланценосной толщи и аптекою битуминозного горизонта. Условные обозначения: 1 - море; 2 -суша; 3 - углеродистые толщи; 4 - положение изученных разрезов.

Рис. 2. Цитологическая колонка " ' разреза Городище (Среднее Поволжье) «— ✓ и распределение Сорг и СаСО зв отложениях

СаСО,

Седиментационные циклиты

|:: песчаники рыхлые, глауконитовые 11 •• | песчаники плотные, глауконитовые

поверхности рыхлого дна (l,softgroundм) горизонты конденсации аммонитов и белемнитов

хуш

XVI/

0 5 10 15 20 25 30 0 1020304050 60 %

%

Щ битуминозные сланцы

известково-глинистые породы

| | высокоизвестковые (30-50 %) ' глинисте породы И^-'Н глины и алевролиты песчанистые, глауконитсодержащие

1 СЭ)| конкреции известковые

| о о| конкреции фосфоритовые

| галька и желваки фосфоритовые В остатки раковин

г.Ульяновск

г.Сенгилей

Н

С

<

>к к

к

*

к я

Аммони- Пачка -Г7] )

й > 1 1 I

f 1

л5 (Л «О 1 | 1

а °

£ и

и <и и >>о сч о и з 0) с В 1 ! 1 >

! 1 !

а в

_ Г

Г 4 1 ( 1

3 1 I > <&

/ а.

г.Хвалынск Федоровский створ

и

СаСО,

-I—ц

О 2 4 б 8,% 0 10 20 30.4

битуминозные сланцы глины

глины алевритовые глины песчанистые

тппхъп

Г * 5 «ф-9140

1

I

)

!

• Ф-9/36 .Ф-9Д5

• Ф-9/29

• ф-ЗЯ6

г.Саратов Гуселка

: •2319/2 • 2319/4

• 2319/8

• 2319/13 • 2319/16

•2319/18

г^т^т •2319/23

02 46810.% 0123 45,%

О) карбонатные конкреции сульфидные конкреции * 5 биотурбации, ихнослоистость

поверхности рыхлого/твердого дна

I/ СаСО

Г.....

01234 5.

Пачка

О м

> ГЛ СЛ о с >. О й 61) и о <и > о

% 0

г

:

5

(С

<

«

X

*

К X

Рис. 3. Строение аптского битуминозного горизонта и распределение Сорг и СаС03 в отложениях

о

380 400 420 440 460 480 500 380 400 420 440 460 480 500 Ттах,"с Ттах,°С

Рис. 4. Пиролитические параметры и типы керогена на диаграмме Ван-Кревелена

а) в отложениях средневолжской сланценосной толщи (разрез Городище): 1- углеродистые сланцы; 2-3 известково-глинистые породы (2- темно-серые глины

с повышенным содержанием ОВ; 3 - светло-серые высококарбонатные глины); 4 - вмещающие кимериджские и нижневолжские отложения;

б) в отложениях аптского битуминозного горизонта (разрез в г. Ульяновске): 1 - углеродистые сланцы; 2 - вмещающие глины

g 600 &

^ 450 I 300

о о i—

är

L-.

S

5

750 600 450 300

Рис. 5. Коэффициенты концентрации химических элементов

а) в средневолжских углеродистых сланцах (разрез Городище);

б) в нижнеаптских битуминозных сланцах (разрез в г. Ульяновске).

Заказ №64-А/03/2011 Подписано в печать 04.03.2011 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,6

--д ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30

www.cfr.ru; е-таИ:info@cfr.ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Щепетова, Елена Владимировна

Введение.

Глава 1. Углеродистые толщи верхней юры и нижнего мела

Русской плиты: общие геологические сведения.

1.1. Волжская сланценосная толща (верхняя юра, зона Panderi).

Общая характеристика верхнеюрских отложений.

Стратиграфическое положение и распространение обогащенных ОВ отложений.

История изучения волжской сланценосной толщи.

1.2. Аптский битуминозный горизонт.

Общая характеристика нижнемеловых отложений.

Стратиграфическое положение и распространение обогащенных ОВ отложений.

История изучения битуминозного горизонта.

Глава 2. Седиментологнческая и литолого-геохимическая характеристика углеродистых толщ.

2.1. Волжская сланценосная толща (верхняя юра, зона Panderi).

Строение сланценосной толщи и литолого-геохимическая характеристика отложений.

Закономерности распределения глинистых минералов в сланценосных и вмещающих отложениях.

Органическое вещество в породах сланценосной толщи.ЮЗ

2.2. Аптский битуминозный горизонт.

Строение битуминозного горизонта и литолого-геохимическая характеристика отложений.

Органическое вещество аптских отложений.

Глава 3. Химические элементы в углеродистых толщах.

3.1. Химические элементы в отложениях волжской сланценосной толщи.

Распределение химических элементов в верхнеюрских известково-глинистых отложениях («геохимический фон»).

Распределение химических элементов в углеродистых сланцах.

3.2. Химические элементы в отложениях аптского битуминозного горизонта.

Распределение химических элементов в аптских отложениях, вмещающих битуминозный горизонт («геохимический фон»).

Распределение химических элементов в битуминозных сланцах.

3.3. Общие закономерности поведения химических элементов.

3.4. Источники и механизмы концентрирования химических элементов в волжских и аптских углеродистых осадках.

Глава 4. Обстановки формирования углеродистых отложений в мезозойских водоемах Русской плиты.

4.1. Обстановки накопления органического вещества в средневолжском палеоводоеме.

4.2. Обстановки накопления органического вещества в аптском палеоводоеме.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Седиментология и геохимия углеродистых толщ верхней юры и нижнего мела Русской плиты"

Обогащенные органическим веществом (ОВ) древние морские отложения вызывают повышенный интерес у исследователей, поскольку являются потенциальным источником нефтяных углеводородов и, в то же время, индикатором специфических палеогеографических условий, возникавших на обширных территориях древних палеобассейнов, не имеющих современных аналогов. В проблеме реконструкции обстановок формирования этих отложений остаются нерешенные вопросы. Центральное место в ней, по-прежнему, занимает вопрос о соотношении роли биопродуктивности водоемов [Страхов, 1937, 1976; Pedersen, Calvert, 1990, 1991 и др.] и аноксидных условий в водной толще [Demaison, Moore, 1980; 1991 и др.] для накопления и сохранения ОВ в отложениях. В связи с этим особую актуальность приобретают детальные исследования по выяснению специфических седиментологических, литолого-геохимических и биотических характеристик морских углеродистых отложений, возникает необходимость проведения сравнительного анализа разных по условиям образования объектов.

С этой точки зрения большой интерес представляет верхнеюрский-нижнемеловой осадочный комплекс Русской плиты (РП), который включает два интервала широкого распространения обогащенных ОВ отложений: средневолжский — толщу чередования слоев «горючих» сланцев и известково-глинистых пород, площадь современного развития которой протягивается практически через всю восточную часть РП от Каспийского до Баренцева и Печорского морей (рис. 1, а), и раннеаптский - горизонт битуминозных сланцев, устойчиво прослеживающийся по территории Среднего и Нижнего Поволжья (см. рис. 1, б). Эти толщи разделены сравнительно небольшим промежутком времени, однако существенно различаются по строению (рис. 2, 3), уровню содержания ОВ, литологическим и биотическим характеристикам. Существование этих различий свидетельствует о том, что обстановки осадконакопления в волжском и аптском бассейнах были разными, хотя в обоих случаях привели к накоплению обогащенных ОВ осадков.

Важным является также и то обстоятельство, что благоприятные для накопления ОВ морские обстановки в поздней юре и раннем мелу возникали в субглобальном (поздняя юра - начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальном (аптский «Selli level» или OAE-la) масштабах. Так в эпиконтинентальных морских водоемах Бореального пояса сформировались высокоуглеродистые толщи, известные крупными масштабами своего современного распространения, в том числе нефтеносные - формация Кимериджских глин Англии и северозападной Франции (J3km2-vlgi); формация Хеккинген на Норвежском и Баренцевоморском

КИМЕРИДЖ-ТИТОН

РАННИИ АПТ

Тюмень

Екатеринбур

ЛЬЯНОВС осква

-^Актюбинск аратов

Воронеж

Львов

600 1200 км =1 си: 1

Рис. 1. Палеогеографическая схема Русской плиты: а) в кимеридже-титоне (по Герасимов и др., 1962; Атлас., 1964 и др.) б) в раннем апте (по ЕЮ. Барабош-кину (2001), Гаврилову и др., 2002) и распространение средневолжской сланценосной толщи и аптского битуминозного горизонта. Условные обозначения: 1 - море; 2 -суша; 3 - углеродистые толщи; 4 - положение изученных разрезов.

Рис. 2. Волжская сланценосная толща в разрезе у д. Городище (Среднее Поволжье). г шельфе (J3 km2-Kibr); баженовский горизонт Западной Сибири (Jsvlgi-Kjhi) (рис. 4.). Более поздний период раннего мела (апт-альбский интервал) известен широким распространением морских высокоуглеродистых пород в основном в отложениях древних океанических бассейнов (Тетиса, Северной Атлантики, Тихого океана), проявления которых рассматриваются с точки зрения концепции глобальных субсинхронных Океанских Аноксических событий (ОАЕ) (рис. 5). Однако сходные события на этом временном уровне (в частности, наиболее ранний эпизод - OASE-1 или «Selli Level») проявились и в некоторых эпиконтинентальных морях [Kemper, Zimmerle, 1978; Mutterlose, Bockel, 1998]. Поэтому присущие средневолжской и ниж-неаптской углеродистым толщам РП различия, возможно, отражают некоторую общую специфику позднеюрских и среднемеловых обстановок накопления OB.

Целью работы было выяснение общих закономерностей и специфических особенностей накопления OB в осадках волжского и аптского морских бассейнов Русской плиты, реконструкция обстановок формирования углеродистых отложений в контексте истории развития этих разновозрастных водоемов.

Для этого требовалось решить следующие задачи:

- изучить особенности «фоновой» седиментации в волжском и аптском морских водоемах РП и динамику накопления в них OB;

- определить происхождение OB петрографическими и пиролитическими методами;

- выявить признаки колебаний кислородного режима и оценить их влияние на накопление OB;

- изучить распределение химических элементов в волжских и аптских отложениях, выяснить особенности их поведения в разных обстановках накопления OB;

- реконструировать, палеогеографические события, способствовавшие возникновению в волжском и аптском водоемах обстановок, благоприятных для накопления OB.

Аптский горизонт «битуминозных» сланцев известен на РП достаточно давно [Архангельский, 1923; Сазонов 1953; Сазонова, 1954, 1958, 1962; Сазонова, Сазонов, 1967 и др.], однако в литературе о нем имелись лишь общие стратиграфические сведения [Архангельский, 1923; Сазонов 1953; Сазонова, 1954, 1958,1962; Сазонова, Сазонов, 1967, Глазунова, 1973; Baraboshkin, 1998; Барабошкин и др., 1999]. Автором в составе коллектива исследователей ГИН РАН и Геологического факультета МГУ при совместных полевых работах 1997-2000 гг. этот горизонт был изучен по профилю, пересекающему современное поле его развития. Выполнено детальное послойное описание представительных разрезов, получены новые седи-ментологические, палеоэкологические и геохимические данные [Гаврилов и др., 2002а; Гав-рилов и др., 2002b; Gavrilov et al., 2004].

Рис. 4 Проявления верхнеюрских углеродистых толщ в Бореальном поясе:

1 - Кимериджские глины Англии и северо-западной Франции [Сох, Gallois, 1981; West, 2000];

2 - Формация Спекк (Lipinski et al., 2003, Langrocket al., 2003) ;

3 - Формация Хеккинген (Lipinski et al., 2003, Langrocket al., 2003) ;

4 - Баженовская свита Западной Сибири (Брадучан и др., 1986)

5 - Волжская сланценосная толща Русской плиты (Атлас. Виноградов, 1964;

Сазонова, Сазонов, 1967, Герасимов и др., 1962; Лыюров, 1996);

Рис. 5. Проявления нижнеаптских углеродистых сланцев (OASE-la или "Selli event") а) в древних океанах: Тетис: 1 - Гаргано (Апулия, юго-восточная Италия)

Graziano, 2001];

2 - Умбрия-Марше (центральная Италия)

Coccioni et al., 2003]

3 - Чизмон (северная Италия)

Erba et al., 1999; Mehay et al., 2009];

Северная Атлантика: 4 - поднятие Вито (DSDP Site 398, Атлантический океан у берегов Португалии) fMontanez et al., 2006] ; 5 - хребет Сьерра-Мадре (северо-восточная Мексика) fMontanez et al., 2006];

Тихий океан: 6 - поднятие Шатскюго (ODP Leg 198, северо-западная котловина Тихого океана) [Dumitrescu, Brasseil, 2005; Bralower et al., 2006] б) в эпиконтинентальных морях: 7 - северо-западная Германия [Mutterlose, Bockel, 1998];

8 - Среднее и Нижнее Поволжье (Русская плита) [Гаврилов и др., 2002].

Волжская сланценосная толща (верхняя юра. зона Рanderi), напротив, характеризовалась длительной историей изучения, тесно связанной с развитием юрской отечественной стратиграфии [Розанов, 1927 Кассин, 1928 др., 1962; Герасимов, Михайлов, 1966; Сазонова, Сазонов, 1967; Дайн, Кузнецова, 1976; Кулева, Барышникова, 1987; Кулева и др;, 2004; Чирва и др., 1989; Лыю-ров.,1996; Вишневская, Барабошкин, 2002; Рогов, 2001 и др.]; поисками горючих полезных ископаемых на территории Европейской России [Добрянский, 1947; Геология месторождений., 1968.; Прогноз горючих., 1974; Формации горючих.1979, Васильева и др., 1989. и др.], постановкой и решением целого ряда научных задач, направленных на познание закономерностей накопления OB в отложениях древних морских бассейнов [Розанов, 1927; Залесский, 1928; Страхов, 1934; Лыюров, 1996; Бушнев, 2008. Ruffel et al., 2002; Riboulleu et al. 2003 и др.]. Однако высказанные к настоящему времени предположения о причинах, вызвавших накопление высокоуглеродистых осадков в волжском палеоводоеме, отражают очень разные представления исследователей об источниках OB, способах его накопления и палеогеографических условиях образования углеродистых осадков. Во многом, по-видимому, это связано с тем обстоятельством, что после исследований >Н.М. Страхова (1934) при изучении развитых на огромной'территории волжских сланценосных отложений доминировал в основном узкорегиональный подход, и в удаленных друг от друга районах РП эти отложения исследовались в разной методике и с разной детальностью. Для выяснения общих закономерностей развития обширного волжского бассейна и определения степени влияния на седиментацию местных факторов,необходимо было детальное изучение разрезов волжской сланценосной толщи из разных его частей.

Фактический материал (табл. 1) был собран при изучении естественных разрезов верх- -неюрских и нижнемеловых отложений в ходе полевых работ (1996-2007 гг.), проводившихся в разных частях РП (в Ульяновской, Самарской, Саратовской, Костромской, Кировской областях и в Республике Коми), при исследовании керна отдельных скважин (№№ 120 и 559, Саратовское Заволжье) и коллекций В.И.Муравьева и М.А.Рогова.

Исследования выполнялись по единой? методике, основанной на детальном послойном расчленении разрезов, наиболее полно фиксирующем особенности стратификации осадочных толщ (в первую очередь, связанные с изменениями в содержании OB). Большое внимание уделялось седиментационным текстурам и характеру биотурбации, петрографическим и пиролити-ческим параметрам OB, ассоциациям глинистых минералов — индикаторам возможных климатических флуктуаций; особенностям распределения в отложениях химических элементов, в том числе редокс-чувствительных.

Таблица 1. Фактический материал. пп Разрез и местонахождение № образцов* Возраст Примечание

I. «Городище» д. Городищи, в 25 севернее г. Ульяновска) 11-3-11-61/1 12-1 - 12-25 13кш2 - 1м Ы Полевые работы (1996-2010 гг.)

2. «Кашпир» пос. Кашпир Сызранского р-на Самарской обл. К97- 0 -К97-15 22. НК-1 -НК-18 ■ЬУ^! - К,Ы Полевые работы (1997-1998 гг.)

3. «Сторожевка» с. Сторожевка Саратовской обл. Б1 -86 •ЬУ^г-з Полевая экскурсия 1998 г.

4 «Скв. 120» Керн скв. 120 у г. Пугачев. Саратовской обл. 120/23 -120/89 да-Ы (?ЫзУ1ё2 Из коллекции СГУ

5 «Скв. 559» Керн скв. 559 (у г. Перелюб Саратовской обл.) 559/1- 559/144; 16/1 - 16/46; 13/1 -13/39; 10/1 - 10/24; 8/1-8/21; 7/1 - 7/20; 6/1 -6/27; 5/1 - 5/23; 4/1-4/33; т (?у ;3У1§2 Из коллекции СГУ

7. «Ивкино» (с. Ивкино Костромской обл.) Ивк 1- Ивк 31 13кш1К1у(?) Полевые работы, 1999 г.

8. «Егорьевск» карьеры у г. Егорьевска, Московская обл. У1-У13 Из коллекции В.И.Муравьева

9 «Макарьев» г. Макарьев Костромской обл. Мак 1 - Мак 41; Мак I - Мак -XXIII Лгк 1 Л3кт2 Полевые работы, 1999 г.; 2010 г.

10 «Лойно» г. Лойно Кировской обл. Лн-1 - Лн-30 •12кЬ>Ы - 13у1ц2 Полевые работы 2003 г.

11 Вятско-Камский фосфоритовый рудник БК-1 -8К-14 ■МЕ2-3- К[У Полевые работы 2003 г.

12 «Синегорье» пос. Синегорье Нагорского р-на Кировской обл. Сн1 - Сн11 ■Г2кЬ}-Ы1з\'1§2- Полевые работы 2003 г.

13 «Койгородок» с. Койгородок (Республика Коми) КГ1 -КГ9 Полевые работы > 2003 г.

14 «Важью» (пос. Поинга Сыктывдинского р-на Республики Коми) Вж1 - Вж15 Полевые работы 2003 г.

15 «Ульяновск» г. Ульяновск, карьер, вскрытый при строительстве нового моста через р. Волгу У 95-9-1 - У 95-915 К, ар, Полевые работы 1997-1998 гг.

16 «Сенгилей» (г. Сенгилей Ульяновской обл.) У97-С-1 - У97-С-57 К,Ьг-ар1 Полевые работы 1997-1998 гг.

17 «Федоровский створ» д. Федоровка Вольского р-на Саратовской обл. Ср98-9/1 - Ср98-9/40 К^р, Полевые работы 1997-1998 гг.

18 «Гуселка» г. Саратов, карьеры кирпичного завода 2319/22319/23 К^р, Полевые работы 1997-1998 гг. Образцы хранятся в ГИН РАН по адресу 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 комн 225.

Для уточнения стратиграфического положения исследуемых углеродистых толщ, более точной корреляции разрезов на обширной территории <РП и ясного понимания возрастных соотношений с углеродистыми отложениями других районов Северного полушария использовались современные биостратиграфические данные (по аммонитам, известковому наннопланкгону, фораминиферам).

Химические анализы выполнялись в Лаборатории химико-аналитических исследований ГИН РАН (Сорг, СО2, Fe, Mn, Ti, Р, S определялись химическими методами, остальные элементы - эмиссионным спектральным методом (спектрометр PGS-1) и РФА. Пиролитические исследования проводились на приборах Rock-Eval II в ГЕОХИ РАН и ИГиРГИ. Рентгено-дифрактометрическая диагностика минералов выполнялась в Лаборатории физических методов изучения породообразующих минералов ГИН РАН.

По результатам исследований выдвинуты следующие защищаемые положения:

1. В мезозойских осадочных толщах Русской плиты выделяется два уровня отложений, интенсивно обогащенных ОВ - средневолжский (зона Panderi) и нижнеаптский (зона Volgensis). Они являются региональным проявлением обстановок накопления углеродистых осадков, имевших субглобальное (поздняя юра — начало раннего мела в Бо-реальном поясе) и глобальное (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) распространение. Структура углеродистых толщ различна. В средневолжское время накопление ОВ характеризовалось импульсностью, вследствие чего образовалась сланценосная толща с отчетливой циклической структурой. Элементарные осадочные циклиты (до 1 м) характеризуются контрастным распределением Сорг и СаСОз. В раннем апте ОВ накапливалось в морских осадках более равномерно, что привело к образованию относительно монотонного горизонта битуминозных сланцев.

2. На основе пиролитических и микроскопических исследований показано, что и в средневолжских, и в раннеаптских углеродистых осадках накапливалось автохтонное морское ОВ, основным источником которого служила биомасса примитивных морских водорослей. Кероген средневолжских углеродистых сланцев (I-II тип) содержит незначительное количество органики наземного происхождения; в керогене нижнеаптских углеродистых сланцев (II тип) вклад наземного ОВ более значителен. Углеродистые сланцы обоих интервалов обогащены близким спектром химических элементов, которые по степени концентрации распределяются на две группы: 1) Mo, S, Se превышают кларко-вые значения в 10 раз и более; 2) V, Ag, Си, Р, Ni, Со, Zn - в 2-5 раз.

3. По комплексу седиментологических, биотических и геохимических параметров установлено, что а) в центральной части раннеаптского морского бассейна во время накопления углеродистых осадков существовала стабильная аноксидная обстановка; б) в депрессиях средневолжского водоема, где накапливались углеродистые осадки, аноксидные обстановки были неустойчивы и часто прерывались как кратковременными, так и более продолжительными (первые десятки тыс. лет) периодами нормализации кислородного режима.

4. Формирование углеродистых толщ происходило в разных по типу седиментации бассейнах: средне-позднеюрском с карбонатно-терригенным и в среднемеловом с терригенным осадконакоплением. Обе толщи формировались на фоне колебаний уровня моря разного порядка, влиявших на седиментологические и геохимические параметры отложений. Рост содержания органического вещества (В обоих случаях был обусловлен резким ростом продуктивности органикостенного планктона. Причиной этого роста было усиленное поступление в водоем биофильных элементов с суши в ходе быстро развивавшихся трансгрессий.

Научная новизна. Впервые выполнено исследование по реконструкции специфических условий образования мезозойских морских углеродистых толщ РП, которые рассматриваются, как региональное проявление обстановок, имевших субглобальное и глобальное распространение. Проведено детальное литолого-геохимическое изучение средневолжской и раннеапт-ской углеродистых толщ на обширной территории их распространения. Значительная часть изученных разрезов верхнеюрских и нижнемеловых отложений описана и проинтерпретирована впервые. Получены крупные массивы данных о концентрациях СорГ) СаСОз и широкого спектра химических элементов, изучены закономерности их распределения в контрастных по содержанию ОВ верхнеюрских и нижнемеловых отложениях. Проведен сравнительный анализ углеродистых толщ по комплексу ключевых седиментологических параметров, выявлены общие и специфические закономерности накопления ОВ в волжском и аптском бассейнах РП. Предложен механизм формирования обогащенных ОВ волжских и аптских отложений, рассмотрены особенности его реализации в разных палеогеографических условиях.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе данные могут быть использованы при построении общих моделей образования морских углеродистых толщ; при региональных геолого-съемочных и специальных литолого-геохимических исследованиях, в новых разработках по использованию углеродистых сланцев в качестве источника углеводородного сырья; данные по содержанию в изученных отложениях различных (в т.ч. токсичных) химических элементов следует учитывать при различных экологических экспертизах. Результаты работы могут также быть использованы в курсах лекций для студентов и аспирантов ВУЗов.

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Основные положения докладывались на конференции «Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия» (Саратов, 2001); Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 2004); на Всероссийских литологических совещаниях (2003, 2008), научной сессии «Палеонтология, биостратиграфия и палеобиогеография бореального мезозоя», посвященной 95-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Н. Сакса (Новосибирск, 2006); на Всероссийских совещаниях «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» (2005; 2009); на ассамблеях Еви (2003, 2008); Международном конгрессе по юрской системе (Китай, Шехонг, 2010); на заседаниях Лаборатории седиментологии и геохимии осадочных бассейнов и ежегодных научных конкурсных сессиях ГИН РАН.

Исследования по теме диссертации были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (гранты №№ 03-05-64840; 06-05-65282; 09-05-00872).

Благодарности. Автор искренне благодарен научному руководителю Ю.О. Гаврилову за профессиональную помощь и неизменную поддержку, признателен В.Н. Холодову за доброжелательную и конструктивную критику первого варианта диссертации; особая благодарность — Е.Ю. Барабошкину, инициатору и активному участнику исследований. Выражаю свою благодарность и признательность друзьям и наставникам, коллегам по институту и полевым экспедициям: Т.Ф. Букиной, Д.А. Бушневу, В.А. Захарову, М.Е. Горшковой, Е.В. Голубовской, А.Ю. Гужикову, В.А. Дрицу, М.С. Зонн, В.Ю. Лаврушину, М.В. Лучицкой,

C.B. Лыюрову, В.В. Петровой, [А-Г. Олферьеву|, Е.В.Покровской, М.А.Рогову, Т.А. Садчиковой, И.Е. Стукаловой, А.Л. Соколовой, И.А. Чистяковой, Е.А. Щербининой за дружеское участие, помощь, советы и консультации на разных этапах выполнения работы.

Заключение Диссертация по теме "Литология", Щепетова, Елена Владимировна

Заключение

Литолого-геохимическое изучение верхнеюрских и нижнемеловых осадочных толщ Русской плиты позволяет выделить два уровня накопления, обогащенных ОВ отложений - средневолжский (фаза Panderi) и нижнеаптский (фаза Volgensis). По стратиграфическому положению и интенсивности проявления они сопоставляются с субглобальным (поздняя юра - начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальным (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) событиями. Обстановки накопления ОВ в средневолжском и раннеаптском бассейнах РП были различными. В средневолжское время накопление ОВ происходило на значительной территории в крайне мелководном морском водоеме с неровным рельефом дна и характеризовалось ярко выраженной цикличностью. Продолжительность образования элементарных циклитов сопоставима с короткопериодными астрономическими циклами Миланковича (19-25 тыс. лет). В раннем апте обстановки, благоприятные для формирования углеродистых осадков, существовали в центральной, наиболее глубоководной части палеоводоема. ОВ накапливалось в осадках более равномерно, что привело к формированию относительно монотонного горизонта битуминозных сланцев. В средневолжских и нижнеаптских углеродистых осадках накапливалось в.основном автохтонное морское ОВ. Основным его источником служила биомасса одноклеточных водорослей. И в средневолжском, и в раннеаптском морских водоемах развивались обстановки с дефицитом кислорода (вплоть до сероводородного заражения наддонных вод), однако устойчивость аноксии была различной. Редкая < бентосная фауна, отсутствие биотурбации, седиментационная тонкая горизонтальная, слоистость в нижнеаптских битуминозных сланцах свидетельствуют о стабильной аноксии в центральной части палеоводоема. В средневолжское время обстановки с дефицитом кислорода также возникали, но были неустойчивы и прерывались периодами нормализации кислородного режима. Особенности распределения- химических элементов в верхнеюрских и нижнемеловых отложениях РП указывают на различия в их геохимической специфике. В верхнеюрских известково-глинистых отложениях тенденцию к концентрации проявляют Ni, Со, Ag, в нижнеаптских глинах содержание химических элементов в основном соответствуют кларковому уровню. Несмотря на эти различия в средневолжских и нижнеаптских углеродистых осадках концентрировался близкий набор химических элементов, причем содержание S, Mo, Se - элементов-индикаторов аноксии превышает кларковый уровень в 10 раз и более; также накапливаются Р; V, Ag, Си, Ni, Со, Zn.

Формирование средневолжской и раннеаптской углеродистых толщ было приурочено к крупным средне-позднеюрскому и среднемеловому этапам развития Русской плиты. В эти этапы обстановки осадконакопления в мелководных морях-проливах, покрывавших ее территорию, были различными. Седиментация в келловейско-волжских бассейнах была смешанной - карбонатно-терригенной, цикличной; в готеривско-аптских - терригенной, относительно монотонной (не цикличной), содержание биогенного СаС03 в осадках не превышало первых процентов. Интенсивное накопление ОВ в осадках в обоих случаях было связано с резким возрастанием продуктивности органикостенного фитопланткона. Причиной резкого роста было усиленное поступление в водоем биофильных элементов с суши в ходе стремительно развивавшихся трансгрессий, которым предшествовали регрессивные эпизоды.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Щепетова, Елена Владимировна, Москва

1. Барабошкин Е.Ю., Смирнова С.Б. Палеогеография и распределение палиноморф в разрезахверхнего готерива альба Русской плшы // Меловая система России: Тез. докл. М: Изд-во МГУ: 2002. С. 13-14.

2. Богданова Т.Н. Нижний апт Горного Мангышлака (стратиграфия, корреляция, аммониты)

3. Стратиграфия. Геол. корреляция. 1999. Т. 7. № 3. С. 40-53. Брадучан Ю.В., Гурари Ф.Г., Захаров В.А. и др. Баженовский горизонт Западной Сибиристратиграфия, палеогеография, экосистема, нефтегазоносность). Новосибирск: Наука, 1986.216 с.

4. Букина Т.Ф. Седиментогенез и ранний литогенез верхнеюрских сланценосных отложенийцентральной части Волжского бассейна // Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М., 1988. 24 с.

5. Бурдельная, Н.С. Сероорганические соединения в верхнеюрских отложениях Сысольского сланценосного района. Автореф. дис. .канд. геол.-минерал. наук / Сыктывкар: ИГ КНЦ УрО РАН, 2005. 19 с.

6. Бушнев Д.А. Аноксический раннемеловой бассейн Русской плиты: органическая геохимия //Литология и полез, ископаемые. 2005. № 1. С.1-10.

7. Бушнев Д.А. Геохимия органического вещества углеродистых толщ Восточно-Европейской платформы. Автореф. дис. . доктора геол.-мин. наук. Сыктывкар: ИГ КНЦ УрО РАН, 2007. 38 с.

8. Бушнев Д.А., Бурдельная Н.С. Сероорганические соединения верхнеюрской сленценосной толщи Сысольского района// Нефтехимия. 2003. Т. 43. № 4. С. 256-265.

9. Бушнев Д.А., Лыюров C.B. Органическая геохимия юрских отложений Сысольского сланценосного района (Республика Коми) // Геохимия. 2002. № 2. С. 220-227.

10. Бушнев Д.А., Щепетова Е.В., Лыюров C.B. Органическая геохимия оксфордских высокоуглеродистых отложений Русской плиты. // Литология и полез, ископаемые. 2006. № 5. С. 475—488.

11. Бушнев ДА., Бурдельная Н.С. Органическое вещество и условия накопления кашпирских горючих сланцев // Геохимия. 2008. № 10. С. 1037—1050.

12. Васильева Л.Ф. Павлов A.M., Лыюров C.B. Сысольский сланценосный район / Горючие сланцы европейского севера СССР. Сыктывкар: Коми научный центр Уральского отд. АН СССР. 1989. 152 с.

13. Вишневская B.C., Барабошкин Е.Ю. Новые данные по стратиграфии лектостратотипа волжского яруса у дер. Городище (Среднее Поволжье) // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2001. Т. 9. № 5. С.77-86.

14. Волков И.И., Соколова Е.Г. Геохимия селена в осадках Черного моря // Литология и полез, ископаемые. 1976. № 1. С. 38-56.

15. Гаврилов Ю.О. О возможных причинах накопления отложений, обогащенных органическим веществом, в связи с эвстатическими колебаниями уровня моря // Проблемы эволюции биосферы. М.: Недра, 1994. С. 305-311.

16. Гаврилов Ю.О., Копаевич Л.Ф. О геохимических, биохимических и биотических следствиях эвстатических колебаний // Стратиграфия. Геол.корреляция. 1996. Т. 4. № 4. С. 3—14.

17. Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Барабошкин Е.Ю., Щербинина Е.А. Аноксический раннемеловой бассейн Русской плиты: седиментология и геохимия // Литология и полез, ископаемые. 2002. № 4. С. 359-380.

18. Гаврилов Ю.О., Щепетова Е.В., Рогов М.А., Щербинина Е.А. Седиментология, геохимия и биота волжских углеродистых отложений северной части Среднерусского моря (Костромская область) // Литология и полез, ископаемые. 2008. № 4. С. 396-424.

19. Гавшин В:М., Захаров В.А. «Баженовиты» на Норвежском континентальном шельфе. / Советская геология и геофизика. 1991. Т. 32. №»1. С. 52-59.

20. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Том 2. Горючие сланцы СССР. М.: «Недра», 1968. 608 с.

21. Герасимов П.А. Верхний подъярус волжского яруса центральной части Русской платформы. М.: Наука, 1969.144 с.

22. Герасимов П.А., Мигачева Е.Е., Найдин Д.П., Стерлин Б.П. Юрские и меловые отложения Русской платформы // Очерки региональной геологии СССР. Изд-во Московского университета. 1962. Вып. 5.195 с.

23. Герасимов П.А., Михайлов Н.П. Волжский ярус и единая стратиграфическая шкала верхнего отдела юрской системы // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1966. № 2. С. 118-138.

24. Гинзбург А.И. Атлас петрографических типов горючих сланцев. Л: Недра. 1991. 116 с.

25. Гинзбург А.И., Гаврилова О.И., Летушова И.А. Петрграфия горючих сланцев европейского севера СССР и химическая характеристика их керогена // Горючие сланцы. 1986. Т.З, № 4. С. 357—364

26. Глазунова А.Е. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения меловых отложений Поволжья. Нижний мел. М: Недра, 1973. 324 с.

27. Горючие сланцы европейского севера СССР. Сыктывкар, 1989.

28. Дайн Л.Г., Кузнецова К.И. Фораминиферы стратотипа волжского яруса // Тр. ГИН АН СССР. Вып.290. 1976. С.3-182.

29. Дафф П., Халлам А., Уолтон Э. Цикличность осадконакопления. М.: Мир, 1971. 284 с.

30. Добрянский А.Ф. Горючие сланцы СССР. Л., М.: Гостоптехиздат, 1947.232 с.

31. Жамойда А.И., Прозоровская ЕЛ. Постановление по уточнению положения границы юры и мела в Бореальной области и статусу волжского яруса // Постановления Межвед. стратигр. комитета и»его постоянных комиссий. 1997. Вып. 29. СПб.: ВСЕГЕИ, 1997. С. 5-7.

32. Жмур С.И., Емец Т.П., Барташевич О.В. и др. Сланценосные горизонты Волжского бассейна // Литология и полез, ископаемые. 1983. № 4. С. 26-35.

33. Залесский М.Д. Первый опыт микроскопического исследования нижневолжского горючего сланца. // Изв. Салр. Ком. Вып. 4. Л.: 1928. С. 1-8.

34. Захаров В.А. Взащиту волжского яруса // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2003. Т. 11. № 6. С. 5866.

35. Захаров В.А., Рогов М.А. Волжский ярус должен остаться в юрской системе // Геология и геофизика. 2008. Т.49. №6. С.541-546.

36. Захаров В.А., Рогов М.А. Бореально-тетические миграции моллюсков на юрско-меловом рубеже и положение биогеографического экотона в Северном полушарии // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2003. Т. 11. С. 4-74.

37. Захаров В.А., Шурыгин Б.Н. Географическая дифференциация морских двустворчатых моллюсков в юре и раннем мелу Арктической зоогеографической области .с.72-88.

38. Зональная стратиграфия фанерозоя СССР. М.: Недра, 1991.

39. Зональная стратиграфия фанерозоя России / Под ред. Т.Н. Корень. СПб: Изд-во ВСЕГЕИ, 2006. 255 с.

40. Иловайский Д.И., Флоренский К.П. Верхнеюрские аммониты бассейнов рек Урала и Илека //Материалы к познанию геологического строения СССР. Нов. сер. Вып. 1. 1941. С. 7— 195.

41. Кассин Н.Г (ред.). Геологическое строение Кировской области // Труды Кировского областного научно-исследовательского института краеведения. Вып. 20. Киров: ОГИЗ Кировское областное издательство, 1941. 111 с.

42. Карпова Е.В. Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы. Автореф. дисс. к. г.-м. н. М.: 2004. 30 с.

43. Кассин Н.Г. Общая геологическая карта Европейской части СССР. Лист 107-й. Вятка-Слободской-Омутнинск. Л.: Издание Геол. комитета, 1928. 268 с.

44. Ковалев В.А. Болотные минералого-геохимические системы. Минск: Наука и техника, 1985. 327 с.

45. Кравец B.C., Чирва С.А. Палеогеография Тимано-Уральской области в поздней юре // Мезозой Советской Арктики / Под ред. Захарова В.А., Нальняевой Т.И. (Тр. ИГиГ СО АН СССР. Вып. 555). Новосибирск: Наука, 1983. С.165-179

46. Кротов П. Материалы для геологии Вятской* губернии. III. Геологические исследования в северной полосе Вятской губернии // Тр. Об-ва естествоиспытателей Казанского университета. 1879. T. VIII. Вып. 2.116 с.

47. Кузнецова К.И. Стратиграфия и палеогеография поздней юры Бореального пояса по фораминиферам. / Тр. ГИН АН СССР. Вып. 332. М.: Наука, 1979. с.

48. Кулева Г.В. Еще раз о возрасте главного фосфоритного слоя Общего Сырта // Вопросы стратиграфии палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. С.65-87.

49. Кулева Г.В., Барышникова В.И. Расчленение зоны Dorsoplanites panderi Заволжья по фораминиферам // Изв. АН СССР. 1988. № 7. С.126-128.

50. Кулева Г.В., Яночкина З.А., Букина Т.Ф. (1996) Палеоэкосистема волжского сланцеродного бассейна фазы Dorsoplanites panderi // Стратиграфия. Геол. корреляция. Т. 4. № 3. С. 30-37.

51. Кулева Г.В., Яночкина-3.А., Букина Т.Ф. и др. Разрез верхнеюрских сланценосных отложений волжского бассейна (зона Dorsoplanites panderi) / Тр. НИИГео СГУ ' им. Н.Г.Чернышевского. Новая сер. T. XVII). Саратов: Научная книга, 2004.110 с.

52. Ломова О.С. Палыгорскиты и сепиолиты как индикаторы геологических обстановок. Тр. ГИН, вып.336. Москва: Наука, 1979:180 с.

53. Лопатин Н.В., Емец Т.П. Пиролиз в нефтегазовой геохимии. М.: Наука, 1987.145 с.

54. Лыюров C.B. Юрские отложения севера Русской плиты. Екатеринбург: 1996. 140 с.

55. Маслов A.B., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Петров Г.А. К оценке редокс-обстановок рифейских и вендских бассейнов осадконакопления западного склона Урала. // Литосфера. 2003. № 2. С. 75-93.

56. Михайлов Н.П. Зоны подмосковного портланда // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1957. T. XXXII. №5. С. 143-159.

57. Михайлов Н.П. Pavlovia и родственные группы аммонитов // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1962. Т. XXXVII. Вып. 6. С. 3-30.

58. Михайлов Н.П. Бореальные юрские аммониты (Dorsoplanitinae) и зональное расчленение волжского яруса/Тр. ГИНАН СССР. Вып. 151. 1966. С.5-116.

59. Михайлова И.А., Барабошкин Е.Ю. Первые находки рода Lithancylus Casey, 1960 (Ammonoidea, Ancyloceratidae) в нижнем апте Ульяновского Поволжья // Палеонтологический журнал. 2001. №. 4. С. 32-42.

60. Муравьев В. И. Минеральные парагенезы глауконитово-кремнистых формаций. / Тр. ГИН АН СССР Вьш. 360. М.: Наука, 1983.208 с.

61. Никитин С.Н. Юрские образования между Рыбинском, Мологою и Мышкиным //Уатериалы для геологии России. 1881. Т. X. С. 201-331.

62. Никитин С.Н. Общая геологическая карта России. Лист 56. Ярославль // Тр. Геол. Ком. 1884. Т. 1.№2. 153 с.

63. Никитин С.Н. Общая геологическая карта России. Лист 71. Кострома, Макарьев, Чухлома, Любим // Тр. Геол. Ком. 1885. Т. 2. № 1.218 с.

64. Никитин С.Н. Заметки о юре окрестностей Сызранаи Саратова// Изв. Геол. Ком. 1888. Т. 7. С.289-327.

65. Олферьев А.Г. Стратиграфия юрских отложений Московской синеклизы // Юрские отложения Русской платформы. Л.: ВНИГРИ; 1986. С. 48-61.

66. Прогноз горючих сланцев Европейской части СССР / Под ред. Котлукова В.А., Баукова С.С. Таллин: АН Эстонской ССР, 1974, 72 с.

67. Ратеев М.А. Закономерности размещения и генезис глинистых минералов в современных и древних морских бассейнах. / Тр. ГИН АН СССР Вьш. 112). М.: Наука, 1985.251 с.

68. Ренгартен Н.В., Кузнецова К.И. Пирокластический материал в позднеюрских осадках Русской платформы // Докл. АН СССР. 1967. Т. 173. № 6. С. 1422-1425.

69. Рогов М.А. Корреляция нижневолжского и зоны Рапёеп средневолжского подьяруса с титоном // Стратигр. Геол. корреляция. 2004. Т. 12. № 1. С. 41-66.

70. Рогов М.А. Стратиграфия нижневолжских отложений Русской плиты и их корреляция с титоном // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2002. Т. 10. № 4. С. 35-51.

71. Розанов А.Н. Горючие сланцы европейской части СССР. Изд. Геол. Ком. Вып. 73. 1927. 59 с.

72. Розанов А.Н. О зонах подмосковного портланда и, о вероятном происхождении портландских фосфоритовых слоев под Москвой // Матер, к познанию геол. строен. Росс. Имп. Вып.4. 1913. С. 17-103

73. Розанов А.Н. О зональной классификации отложений нижнего волжского яруса Симбирской губернии // Известия Московского отделения Геологического комитета. 1919 (1923).-Т. 1. С. 193-204.

74. Романович В.В. Биостратономические особенности мезозойских отложений востока Европейской части4 СССР. Серия препринтов «Научные доклады», Коми, филиал АН -СССР. 1981. Вып.67.43 с.

75. Сазонова И:Г. Стратиграфия аптских отложений центральных областей Русской платформы // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1954. Т. 29 (4). С. 97-101.

76. Сазонова И.Г. Нижнемеловые отложения центральных областей Русской платформы // Мезозойские и третичные отложения центральных областей Русской платформы / Под ред. О.В.Флерова. М: Гостоптехиздат, 1958. С. 31-184.

77. Сазонова И.Г. Литолого-палеогеографические карты раннего мела // Атлас литолого-палеогеографических карт Русской платформы и ее геосинклинального обрамления. / Под ред. А.П. Виноградова. М: Госгеолтехиздат. 1962. Т. 2.

78. Сазонова И.Г., Сазонов Н.Т. Палеогеография Русской платформы в юрское и раннемеловое время. Л: Недра, 1967. 324 с.

79. Сазонов Н.Т. Стратиграфия юрских и нижнемеловых отложений Русской платформы, Днепровско-Донецкой и Прикаспийской впадин // Бюл. МОИП. Отд.геол. 1953. Т. 28 (5). С. 57-101.

80. Сазонов Н.Т. Юрские отложения Центральных областей Русской платформы. JL:

81. Гостоптехиздат, 1957.155 с. Средний и верхний оксфорд Русской платформы. JL: Наука, 1989.183 с.

82. Стратиграфия СССР. Меловая система / Под ред. Москвина М.М. М: Недра, 1986-1987.

83. Полутом I. 340 с. Полутом II. 326 с. Стратиграфия СССР. Юрская система М. :Недра, 1972. 528 с.

84. Страхов Н.М. Горючие сланцы зоны Perisphinctes panderi d'Orb. (Очерк литологии) // Бюлл.

85. АН СССР. Вып. 292. М: Наука, 1976.299 с. Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти. М.: Мир, 1981.504 с. Туров A.B. Формационная характеристика волжского яруса восточной части Русской плиты:

86. Автореф. дис. канд. геол. -мин. наук. М.: МГРИ, 1989. Фролов В.Т. Генетическая типизация морских отложений. М.: «Недра», 1984. 222 с. Хаин В.Е. Региональная тектоника. Внеальпийская Европа и Западная Азия. М.: Недра, 1977. 359 с.

87. Холодов В.Н., Недумов Р.И. О геохимических критериях появления сероводородногозаражения в водах древних водоемов // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1991. № 12. С. 74—82. Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса (Тр. Геологического ин-та. Вып. 574).

88. Москва: ГЕОС, 2006. 608 с. Холодов В.Н. О роли сероводородных бассейнов в осадочном рудообразовании // Литология иполез, ископаемые. 2002. № . С. Хрусталева Г.К., Гонцов A.A. Петрографическая характеристика горючих сланцев Поволжья //

89. Советская геология. 1980. № 2. С. 112-115. Хэллем Э. Интерпретация фаций и стратиграфическая последовательность. М.: Мир, 1983. 328 с.

90. Циклическая и событийная седиментация. М: Мир, 1985. 504 с.

91. Чирва С.А., Месежников М.С., Яковлева С.П. Верхнеюрские отложения Сысольского и Яренгского сланценосных районов Русской платформы // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1988. №4. С. 38-50.

92. Шимкявичус П. Литология и глинистая минералогия верхнеюрских отложений центральной части Восточно-Европейской платформы // Юрские отложения Русской платформы. Л.: ВНИГРИ, 1986 С. 180-192.

93. Щепетова Е.В. Седиментология и геохимия сланценосной толщи (верхняя юра, зона Panderi) в северной части Русской плиты // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2009 Т. XII, вып. 4. С. 7489.

94. ЮдовичЯ.Э., Кетрис М.П. Геохимия черных сланцев Л.: Наука, 1988.272 с.

95. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Элементы-примеси в черных сланцах. Екатеринбург: УИФ Наука, 1994.304 с.

96. Явхута Г.В. Верхнеюрская сланценосная формация (Волжско-Печорская провинция). // Формации горючих сланцев / Под ред Баукова С.С., Котлукова В.А. Таллин: «Валгус», 1973. С. 53-70.

97. Ясаманов Н.А. Ландшафтно-климатические условия юры, мела и палеогена юга СССР. М: «Недра», 1978,224 с.

98. Baraboshkin E.Y. The new data on the Aptian zonation in the Ulyanovsk (Simbirsk) region, Russian Platform. // Zentralblatt fur Geologie und Palaeontologie. 1998. Т. I. Hf. 11/12. S. 1131-1147.

99. Bralower, T.J., Premoli Silva, I., Malone, M.J., 2006. Leg 198 synthesis: A remarkable 120-m.y. record of climate and oceanography from Shatsky Rise, northwest Pacific Ocean. // In Bralower, T.J.,

100. Premoli Silva, I., and Malone, M.J. (Eds.), Proc. ODP, Sci.Results, 198,1-47 Online. Available from <http://www-odp.tamu.edu/publications/ 198SR/VOLUME/SYNTH/ SYNTH.PDF>.

101. Bromley R.G. Trace Fossils. Biology, taphonomy and applications (Second Edition). London: Chapman and Hall, 1996.361<p.

102. Brumsack H.-J. Geochemistry of Cretaceous Black Shales from the Atlantic Ocean (DSDP Legs 11, 14,36 and 41) // Chem. Geol. 1980. V. 31. P. 1-25.

103. Hild E., Brumsack H.-J. Major and minor element geochemistry of Lower Aptian sediments from NW Germany basin (core Hoheneggelsen KP40) // Cretaceous Research. 1998. V. 19. P. 625-633.

104. Casey R. The stratigraphical palaeontology of the Lower Greensand // Palaeontology. 1961. V.3. P. 487-621.

105. Damste J.S.S., Koster J., Baas M. et al. Cyclisation and aromatisation of carotenoids during sediment diagenesis// J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995. № 2. P.l 87-188.

106. Damste J.S.S., Wakeham S.G., Kohnen M.E.L. et al. A 6 000-year sedimentary molecular record of chemocline excursions in the Black Sea // Nature. 1993. V. 362. P. 827-829.

107. Demaison G.J., Moore G.T. Anoxic environments and oil source bed genesis // AAPG Bulletin. 1980. V.64/8. P. 1179-1209.

108. Demaison G.J., Moore G.T. Anoxia vs. productivity: what controls the formation of organic-carbon-rich sediments and sedimentary rocks?: discussion//AAPG Bulletin. 1991. V.75/3. P.499-500.

109. Dumitrescu M., Brassell, S.C. Biogeochemical assessment of sources of organic matter and paleoproductivity during the early Aptian Oceanic Anoxic Event at Shatsky Rise, ODP Leg 198: // Organic Geochemistry. 2005. V. 36. P. 1002-1022.

110. Erba E. J., Channell E. T., Claps M. et al. Integrated stratigraphy of the Cismon Apticore (southern Alps, Italy): A "reference section" for the Barremian-Aptian interval at low latitudes // J. Foraminiferal Res. 1999. V. 29. P. 371-391.

111. Hallam A., Bradshaw M.J. Bituminous shales and oolitic ironstones as indicators of transgressions and regressions.//J. Geol. Soc. London.1979. V.136. P. 157-164.

112. Haq B.U., Hardenbol J., Vail P.R. Chronology of fluctuating sea level since Triassic // Science. 1987. V. 225. № 4793. P. 156-1167.

113. Hild E., Brumsack H.-J. Major and minor element geochemistry of Lower Aptian sediments from NW Germany basin (core Hoheneggelsen KP40) // Cretaceous Research. 1998. V 19. P. 625-633.

114. Jenkyns H.C. Cretaceous anoxic events: From continents to oceans // J. Geol. Soc. London. 1980. V. 137. P. 171-188.

115. Grôcke D.R., Price G.D., Ruffell A.H. et al. Isotopic evidence for Late Jurassic-Early Cretaceous climate change. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2003. V. 202. P. 97—118.

116. Kessels K., Mutterlose J., Ruffell A. Calcareous nannofossils from late Jurassic sediments of the Volga Basin (Russian Platform): evidence for productivity-controlled black shale deposition. // Internat. Journ. of Earth Sciences. 2003. № 92. P. 743-757.

117. Méhay S., Keller C. E., Bernasconi S. M., Weissert H., Erba E., Bottini C., Hochuli P.A. A volcanic C02 pulse triggered the Cretaceous Oceanic Anoxic Event la and a biocalcifi cation crisis // Geology. 2009. P. 819-822.

118. California: December 11-15, 2006 (ucd geology publications & meeting abstracts https://www.geology.ucdavis.edu/pubs.html

119. Morris K.A. Comparison of major sequences of organic-rich mud deposition in the British Jurassic // J-Geol. Soc. London. 1980/V. 137/P. 157-170.

120. Mutterlose J., Bockel B. The Barremian-Aptian interval in NW Germany: a review // Cretaceous Research. 1998. V. 19. P. 539-568.

121. Pedersen T.F., Calvert S.E. Anoxia vs. productivity: what controls the formation of organic-carbon-rich sediments and sedimentary rocks? // AAPG Bulletin. 1990. V.74/4. P.454-465.

122. Pedersen T.F., Calvert S.E. Anoxia vs. productivity: what controls the formation of organic-carbon-rich sediments and sedimentary rocks: discussion// AAPG Bulletin. 1991. V.75/3. P. 500-501.

123. Price G.D., Rogov M.A. An isotopic appraisal of the Late Jurassic greenhouse phase in the Russian Platform//Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2009.V. 273. P. 41-49.

124. Repeta D.J., Simpson D.J. The distribution and recycling of chlorophyll, bacteriochlorophyll and carotenoids in the Black Sea // Deep-Sea Res. 1991. V. 38. Supp 1.2. P. 969-984.

125. Repeta D.J., Simpson D.J., Jorgensen B.B. et al. Evidence for anoxygenic photosynthesis from the distribution of bacteriochlorophylls in the Black Sea//Nature. 1989. V. 342: P. 69-72.

126. Riboulleau A., Mongenot T. Baudin F., Derenne S., Largeau C. Factors controlling the survival of proteinaceous material in Late Tithonian kerogens (Kashpir Oil Shales, Russia) // Organic ■ Geochemistry. 2002. V. 33. P. 1127-1130

127. Riboulleau A., Derenne S., Sarre G., Largeau C., Baudin F., Connan J. Pyrolytic and spectroscopic study of sulphur-rich kerogen from the "Kashpir oil shales" (Upper Jurassic; Russian Platform).// Organic Geochemistry. 2000. V. 31. P.1641-1661.

128. Riboulleau A., Derenne S., Largeau C., Baudin, F. Origin of contrasting features and preservation pathways in kerogens from the Kashpir oil shales (Upper Jurassic, Russian Platform). // Organic Geochemistry. 2001. V. 32, 647-665.

129. Ruffell A.H., Price G.D., Mutterlose J. et al. Late Jurassic climate change in the Volga Basin (SE Russia): clay mineral and calcareous nannofossil evidence // Geol. J. 2002. V. 37. P. 17-33.

130. Sahagian D., Pinous O., Olferiev A., Zakharov V. Eustatic curve for the Middle Jurassic-Cretaceous based on Russian platform and Siberian stratigraphy: zonal resolution // AAPG Bull. 1996 V. 80. P. 1433-1458.

131. Thierry J. Early Tithonian (141-139 My) // Atlas Peri-Tethys, Palaeogeographical maps / Eds Dercourt

132. J. et al. Paris: CCGM/CGMW, 2000. P. 99-110. Turekian K.K., Wedepohl K.H. Distribution of elements in some major units of the earth's crust // Bull.

133. Geol. Soc. Amer. 1961. V. 72. № 2. P. 175-192 Tyson R.V. Sedimentary organic matter. Organofacies and palinofacies. London: Chapman and Hall, 1995.615 p.

134. Vine J.D., Tourtelot, E.B. Geochemistry of black shale deposits a summary report.// Econ. Geol. 1970. V. 65. P. 253-272.

135. Wignall P.B., Newton, R. Black shales on a basin margin: a model based on examples from the Upper Jurassic of the Boulonnais, northern France. //Sedimentary Geology. 2001. V. 144. P. 335-356.