Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Состав и условия формирования верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Состав и условия формирования верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя"

На правах рукописи

Жерлыгин Артем Леонидович

СОСТАВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА СЕВЕРА ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ, ЗАПАДНЫХ СКЛОНОВ СЕВЕРА УРАЛА И ПАЙ-ХОЯ

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

1 7 ОКТ 2013

Сыктывкар- 2013

005535217

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Шишлов Сергей Борисович (ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Цыганко Владимир Степанович (ИГ Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар)

кандидат геолого-минералогических наук Сокиран Елена Вячеславовна (ФГУП «ВНИГРИ», г. Санкт-Петербург)

Ведущая организация: ФГУП «ВСЕГЕИ», г. Санкт-Петербург

Защита состоится 13 ноября 2013 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 004.008.02 в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 54.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24.

Автореферат разослан 07 октября 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 54, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, ученому секретарю диссертационного совета Д 004.008.02.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 004.008.02, кандидат геолого-минералогических наук

В.С. Чупров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с тем, что с верхним девоном северо-востока европейской части России связаны залежи углеводородов, проблемы его стратиграфии, литологии и палеогеографии привлекают пристальное внимание. Этим темам посвящены работы А.И. Антошкиной, Н.В. Беляевой, Т.И. Кушнаревой, В.В. Меннера, Л.В. Пармузиной, А.И. Першиной, B.C. Цыганко, А.Б. Юдиной и других исследователей. В них содержатся сведения об основных закономерностях геологического строения территории, характеристики подразделений региональной стратиграфической схемы и историко-геологические реконструкции.

Вместе с тем, до настоящего времени существенные затруднения вызывает региональная корреляция многочисленных скважин биостратиграфическим методом. Это связано как с ограниченной палеонтологической характеристикой разрезов, так и с экологическими и тафономическими причинами (приуроченностью остатков организмов к определенным генетическим типам пород).

Существующие палеогеографические схемы построены на современной топографической основе и, таким образом, отражают условия осадконакопления на тектонически сближенных, деформированных и часто смещенных участках. Кроме того, они составлены для значительных интервалов геологического времени (преимущественно веков) и, соответственно, отражают весьма генерализованную картину.

В этой ситуации для повышения эффективности геологического картирования, прогноза и поисков месторождений углеводородов представляется актуальным использовать новый фактический материал, полученный в последние десятилетия, выполнить корреляцию разрезов верхнего девона на циклостратиграфической основе и верифицировать её по палеонтологическим данным, создать серию карт для узких временных срезов, учитывающих первичное (позднедевонское) расположение анализируемых разрезов.

Цель работы. Выявление особенностей состава верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя, связанных с процессами седиментогенеза.

Задачи исследования:

1. Структурно-генетический анализ частных разрезов, выявление трансгрессивно-регрессивных последовательностей литологических комплексов, связанных с колебаниями уровня моря, и осуществление по ним детальной региональной корреляции разрезов.

2. Составление серии палеогеографических схем на палинспастической основе для узких временных интервалов, соответствующих максимумам трансгрессии и регрессии каждого из установленных циклов колебания уровня моря.

3. Выявление структурно-вещественных особенностей геоформаций верхнего девона, сформированных региональными трансгрессивно-регрессивными циклами колебания уровня позднедевонского палеобассейна.

Фактический материал. Работа основана на материалах, собранных автором за четыре полевых сезона при послойном описании обнажений, суммарной мощностью 1,8 км (рисунок 1).

Наг^к-Шрсйд»-} ЇШшйк^кая-}

А А

Шдшшкшя • 2

А

А ^¿^ОтмгйнккяЫ

А

Ф

Сммжт&хш-і Лжкеняя 2 А дЛжв» 3

& Шшя* ^х^Угашш-шиИ

Куййщї1®*

1>ярш»!4 .4 квчшм«^ мА А

ф Шзр^ЦСрЙ) ЦІ>і|іі»й) Л.)

ДОиьякммшге-1

40 30

КоЖті ЛікШй

• 1

А 2

Ж з

© 4

Рисунок 1 - Карта фактического материала

1-2 — разрезы верхнего девона, изученные автором: 1 - естественные обнажения, 2 -керн скважин; 3-4 — разрезы, составленные по материалам фондовых отчетов и публикаций: 3 -скважины, 4 - естественные обнажения.

В 2006 и 2007 гг., в рамках ГДП-200 территории листа Я-41-ХХХУ, XXXVI (западный склон хребта Пай-Хой) ЗАО «Поляргео», изучены выходы

верхнего девона в среднем течении реки Силовояха мощностью 170 м. Автор использовал материалы, собранные в 2006 г. С.Б. Шишловым и A.B. Журавлевым по ручью Сизимъюнкошор и в среднем течении р. Кара (330 м).

В рамках работ ФГУП «ВНИГРИ» в 2011 г. по обнажениям р. Шарью (восточный склон гряды Чернышева) описан франско-фаменский интервал мощностью 1200 м. В 2012 г. по обнажениям среднего течения рек Лемва и Б. Надота описаны фрагменты среднего франа и верхнего фамена мощностью 50 м, а на правом берегу среднего течения р. Кожым изучены фрагменты доманикового горизонта (средний фран) (15 м) и верхи верхнего девона (35 м). Кроме того, автор описал 150 м керна скважин, пробуренных на о. Колгуев.

Камеральная обработка материалов включала оптико-микроскопические исследования порядка 300 шлифов.

Кроме собственных материалов, в работе использованы описания керна и результаты лабораторных определений химического состава пород из фондовых отчетов (Е.Г. Бро, Д.В. Зархидзе, Т.И. Кушнарева, A.C. Микляев, С.Д. Танасова, М.А. Шишкин).

Методика исследования. Изучение верхнего девона базируется на методике структурно-генетического анализа (Шишлов, 2010), которая позволяет получить унифицированную характеристику разнофациальных отложений, проследить их латеральные изменения и пространственные взаимоотношения. При этом реализованы следующие операции:

1. По совокупности первичных признаков (вещественный состав, структура, текстура, ориктоценозы, неорганические включения, сингенетические новообразования) выделены литолого-генетические комплексы пород. Для каждого из них проведена реконструкция условий осадконакопления. Повышение обоснованности генетических построений обеспечила петрохимическая методика Я.Э. Юдовича и М.П. Кетрис (Юдович, 2000). Полученные результаты, в сочетании с анализом вертикальных последовательностей литологических комплексов и особенностей их латеральных изменений, позволили создать модели процессов осадконакопления на трансгрессивных и регрессивных фазах эволюции позднедевонского палеобассейна.

2. Результаты первого этапа стали инструментом для анализа описаний 26 скважин и 5 обнажений, которые заимствованы из фондовых геологосъемочных отчетов (ответственные исполнители Е.Г. Бро, Д.В. Зархидзе, Т.И. Кушнарева, A.C. Микляев, С.Д. Танасова, М.А. Шишкин) и публикаций (Ю.В. Деулин, JI.B. Пармузина, B.C. Цыганко и др.). При этом, несмотря на

неполноту литологической информации, в каждом разрезе удалось идентифицировать выделенные нами литолого-генетические комплексы и построить кривые колебания уровня моря, обеспечивающие детальную корреляцию всех разрезов.

3. Струюурными методами проведена палинспастическая реконструкция взаимного положения разрезов верхнего девона на севере Печорской плиты, западных склонах севера Урала и Пай-Хоя во время их формирования.

4. Составлена серия палеогеографических схем на палинспасгической основе для узких интервалов геологического времени, соответствующих максимумам трансгрессий и регрессий седиментационных циклов, которые отражают эволюцию обстановок осадконакопления региона в позднем девоне.

5. Выполнен анализ строения геоформаций (геологических тел, сформированных региональными трансгрессивно-регрессивными циклами осадконакопления) и их латеральных изменений, связанных с различиями условий седиментации в разных частях осадочного бассейна.

Научная новизна:

1. На основе анализа первичных признаков литологических комплексов пород и их вертикальных последовательностей для севера позднедевонского Печорского палеобассейна построена кривая колебания уровня моря и проведено ее сравнение с эвстатической кривой (Johnson et al., 1985).

2. Впервые на палинспасгической основе создана серия палеогеографических схем для узких временных интервалов, соответствующих максимумам трансгрессий и регрессий каждого из выявленных циклов колебания уровня моря.

3. Установлено положение и уточнено строение барьерного рифа севера Печорского палеобассейна.

4. Выявлены структурно-вещественные характеристики геоформаций, сформировавшихся в течение семи трансгрессивно-регрессивных циклов колебания уровня позднедевонского палеобассейна.

Защищаемые положения.

1. В течение позднего девона на севере Печорского палеобассейна произошло семь эвстатических колебаний уровня моря, следы которых установлены во всех изученных разрезах. Наиболее ярко проявлены трансгрессивный максимум доманикового цикла и регрессивный максимум евлановско-ливенского цикла.

2. В позднедевонскую эпоху в Печорском палеобассейне существовал терригенно-карбонатный шельф, ограниченный с востока барьерным рифом, в состав которого входили фронтальный склон с обломочными шлейфами,

органогенные постройки, тыловые аккумулятивные формы и тыловой склон с обломочными шлейфами. По направлению к берегу их последовательно сменяли глубоководная и мелководная области изолированного морского бассейна, на границе которых в среднефранско-фаменское время формировались органогенные постройки.

3. Верхний девон региона образуют геоформации двух типов. К первому типу относится раннефранская карбонатно-терригенная. Ее дистальная часть сложена органогенными известняками барьерного рифа, центральная — алевропелитами и микритовыми глинистыми известняками глубоководья, проксимальная — алтернитами берегового склона и песчаниками пляжа. Геоформации второго типа (среднефранско-фаменские) имеют карбонатный состав. Их дистальную часть образуют органогенные известняки барьерного рифа. Далее последовательно сменяются микритовые известняки глубоководья, детритовые и органогенные известняки открытого мелководья, микритовые глинистые известняки изолированного мелководья.

Практическая значимость работы:

1. Методами циклостратиграфии уточнено положение границ горизонтов верхнего девона региональной стратиграфической схемы севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя. Латеральные части геоформаций соответствуют местным подразделениям. Это создает основу для совершенствования стратиграфических схем, используемых в нефтегазовой геологии, и легенд ГГК-200 и 1000 нового поколения.

2. Результаты исследования закладывают литолого-фациальную и циклостратиграфическую основу регионального прогноза нефтегазоносности слабоизученных Косью-Роговской и Коротаихинской впадин Тимано-Печорской провинции, проводимого во ФГУП ВНИГРИ (Санкт-Петербург).

3. Фациальные модели биогермно-отмельного комплекса явились основой прогноза латеральных изменений разреза в пределах Адакской площади (работы ГазпромНИИГаз, Ухта).

Степень обоснованности и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, определяется детальными литологическими и минералого-петрографическими наблюдениями, применением структурно-генетического анализа осадочных формаций, использованием компьютерных технологий обработки первичного материала, а также подробным анализом результатов предыдущих исследований. Выводы, сделанные в работе, уточняют предшествующие исследования и содержат новые оригинальные результаты.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международных и всероссийских совещаниях и конференциях: 20 и 21-й

научных конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента», (Сыктывкар, 2011,2012 г); II-й международной конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы нефтегазовой геологии XXI века» (ФГУП ВНИГРИ, Санкт-Петербург, 2011), 51-й международной студенческой научной конференции (Польша: Краков, 2010), ежегодной международной научной конференции «60-й день горняка и металлурга» (Германия: Фрайберг, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 100 наименований, 5 приложений. Работа изложена на 145 страницах, содержит 5 таблиц, 69 рисунков.

Благодарности. Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук С.Б. Шишлова, которому автор признателен за постановку интересной темы и консультации. Автор выражает искреннюю благодарность A.B. Журавлеву за внимание, помощь, ценные научные консультации и всестороннюю поддержку. Автор сердечно благодарит A.B. Данилову, Н.М. Еременко, А.И. Николаева, В.В. Попова, совместно с которыми удалось посетить разрезы севера-востока Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя. За обсуждения работы, критические замечания и помощь в подборе материалов автор искренне признателен чл.-корр. РАН, проф. Ю.Б. Марину, проф. A.B. Козлову, проф. Е.Д. Михайловой, доц. В.П. Матвееву, доц. И.В. Таловиной, доц. М.Г. Цинкобуровой, доц. P.A. Щеколдину (Горный университет), Т.В. Дмитриевой, Е.В. Сокиран и Я.А. Вевель (ВНИГРИ).

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. В течение позднего девона на севере Печорского палеобассейна произошло семь эвстатических колебаний уровня моря, следы которых установлены во всех изученных разрезах. Наиболее ярко проявлены трансгрессивный максимум доманикового цикла и регрессивный максимум евлановско-ливенского цикла.

В верхнем девоне севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя установлены многократно повторяющиеся сочетания первичных признаков пород, которые позволили выделить 14 литолого-генетических комплексов (таблица 1), каждому из которых присвоен буквенно-цифровой индекс.

(

Отложения комплексов хса и х1а формировались в условиях спокойного гидродинамического режима ниже базы волнений на относительном удалении от берега. Комплекс х1а — алевропелитов слабо известковистых, массивных или горизонтальнослойчатых с выделениями сульфидов, остатками морской фауны и единичными следами илоедов. Комплекс хса — микритовых известняков (мадстоунов, вакстоунов) массивных или горизонтальнослойчатых с единичными ядрами двустворок и редкими ходами илоедов.

Таблица 1 - Систематика литолого-генетических комплексов

Комплекс Группа

Терригенные и глинистые (1) Глинисто-карбонатные (ш) Карбонатные (с)

Глубоководного шельфа (х) низкодинамичного хШ - хса

с переменной гидродинамикой х,уй> х,утЪ х,усЬ

Открытого

мелководья(у) с высокой гидродинамикой у\с - уЬс-1

Биогермно-отмельный пояс уЬс-2

с переменной гидродинамикой - - уЬЪ

с низкой гидродинамикой - - х,уЬа

Изолированного и полуизолированного мелководья (г) с переменной гидродинамикой тХЬ гшЬ 7.сЬ

низкодинамичного г! а - -

Комплекс х,уЛ - градационного и линзовидно-полосчатого чередования песчаников тонкозернистых известковистых и алевропелитов с разнонаправленными ходами илоедов, унифицированным растительным детритом, реже морским бентосом. Отложения накапливались у подножия прибрежного склона из материала, перемещаемого мутьевыми потоками.

Комплекс х,утЬ — градационного, линзовидно-полосчатого чередования (до 2-5, реже 10 см) известняков с рассеянным тонким детритом (мадстоунов-вакстоунов) и алевропелитов известковистых. Накопление отложений происходило ниже базы волнового воздействия, вероятнее всего в шельфовых депрессиях и прогибах, где происходила многократная смена

процесса карбонатонакопления осаждением алевропелитового силикокластического материала.

Комплекс х,усЬ — градационного, линзовидно-полосчатого чередования (до 2-5, реже до 10 см) известняков пелитоморфных (мадстоунов) и тонкодетритовых (вакстоунов). Присутствуют единичные створки брахиопод и единичные ходы илоедов. Вероятно, отложения накапливались в спокойных обстановках относительного глубоководья, куда мутьевыми потоками сносился обломочный материал с мелководья.

Комплекс у(с — песчаников мелко-среднезернистых (реже крупнозернистых) с волнистой слойчатостью. Присутствуют следы илоедов, морской бентос, реже углефицированный детрит растений и экстракласты. Накопление отложений происходило в обстановке прибрежного мелководья морского бассейна.

Комплекс уЬЪ — водорослевых известняков (байндстоунов) с прослоями (0,5-5 см) заполнителя тонко-, реже мелкодетритового. Этот комплекс образует, вероятнее всего, основание органогенных построек и их фронтальную часть. Их особенности, очевидно, связаны с тем, что формирование водорослево-микробиальных пленок в фотической зоне иногда прерывалось накоплением карбонатного ила в условиях изменчивой, преимущественно умеренной гидродинамики.

Комплекс х,уЬа — амфипорово-водорослевых (байндстоунов, бафлстоунов) известняков. Можно предположить, что формирование этого комплекса происходило в результате жизнедеятельности плотных зарослей ветвистых амфипор, а также нарастания водорослево-микробиальных пленок в условиях преимущественно низкодинамичного мелководья. Этот комплекс образует центральную часть органогенных построек.

Комплекс уЪс-2 — известняков преимущественно средне-грубодетритовых (пакстоун-флаутстоунов) биолитокластических, плохо сортированных, иногда градационных. Биокласты представлены остатками криноидей, брахиопод, водорослей и строматопор; литокласты, в основном, известняками органогенно-детритовыми. По-видимому, комплекс формировался ниже базы воздействия волн у подножий склонов (фронтального и тылового) органогенных построек из вещества, мобилизованного штормами на мелководье.

Комплекс уЬс-1 — обломочно-оолитовых известняков (вакстоунов-пакстоунов, реже грейнстоунов) с волнистой или линзовидно-полосчатой текстурой. Образование комплекса происходило в условиях преимущественно интенсивных волновых воздействий в тыловой части биогермно-отмельного пояса.

Комплекс тЛа — алевропелитов с горизонтальной слойчатостью. Присутствуют остатки листьев и стеблей наземных растений. Комплекс формировались в прибрежной зоне за счет равномерного осаждения пелитовых частиц в малоподвижных морских водах.

Комплекс тХЬ — алевропелитов глинистых с тонкими (до 2 см) линзовидными слойками песчаника тонкозернистого. Присутствуют многочисленные остатки листьев и стеблей наземных растений, эвригалинной фауны, единичные ходы илоедов и текстуры биотурбации. Такие отложения быстро накапливались в условиях изменчивой, но преимущественно низкой, динамики опресненных морских вод. Обилие остатков наземных растений указывает на поступление вещества с континента.

Комплекс гтЪ — волнистого чередования (1-5 см) алевропелитов и известняков микритовых (мадстоунов) (преобладают), часто глинистых. К межслойковым поверхностям нередко приурочены скопления остатков растений, эвригалинных двустворок и лингул. Комплекс накапливался в мелководных прибрежно-морских условиях с низкой динамикой среды. Периоды накопления тонкого микритового карбонатного материала эпизодически сменялись периодами усиления ¡спастического стока с континента, когда откладывались глинистые прослои.

Комплекс гсЬ — линзовидно-полосчатого чередования (5-10 см) известняков доломитистых, пелитоморфных глинистых (мадстоунов) и тонко-, реже среднедетритовых (вакстоунов, реже пакстоунов). Встречаются прослои (мощностью до 10-15 см) известняков онколитовых. Характерны выделения сульфатов. Такие отложения накапливались в условиях изменчивой, но преимущественно низкой, динамики осолоненных морских вод. Прослои онколитов образовывались в результате улавливания, связывания и (или) осаждения осадка в процессе жизнедеятельности микроорганизмов (преимущественно цианобактерий).

Латеральные ряды комплексов представлены на идеализированных профилях (рисунок 2).

Интерпретации условий формирования литокомплексов позволяют соотнести последовательности у1с->х,уИ>->х,утЬ] тХа^>7ЛЬ^>гтЬ->гсЪ\ х£а->х,утЬ->хса; х,усЬ->уЬс-1->уЬЬ, х,уЬа с трансгрессиями бассейна, а последовательности х,утЬ-х,у1Ь-у1с; гсЬ-гтЬ^тЛа\ хса->х,утЬ->х!а; х,уЬа->уЬс-2, х,усЬ - с регрессиями. Различные варианты трансгрессивно-регрессивных последовательностей литокомплексов установлены в каждом анализируемом разрезе.

На этой основе в верхнем девоне рассматриваемого региона установлено семь трансгрессивно-регрессивных циклитов, которые формировались в течение семи циклов колебания уровня моря (рисунки 3,4).

&У Мелки видный шельф Глубоковолный шельф Барьерный Риф * 1 i 3 s Ii«

^ ................................................................................................... ......................................................Уровень моря....................................................

Рисунок 2 - Обстановки накопления: а - нижнефранских преимущественно терригенных, б - среднефранско-фаменских преимущественно карбонатных

отложений

Биостратиграфическим методом определено соотношение выделенных циклитов и горизонтов. Первый трансгрессивно-регрессивный циклит соответствует верхнетиманскому и саргаевскому, второй — доманиковому и ветласянскому, третий — сирачойскому, четвертый — евлановскому и ливенскому, пятый — волгоградскому и задонскому, шестой — елецкому, седьмой — усть-печорскому и зеленецкому горизонтам.

Сопоставление построенной кривой колебания уровня моря с эвстатической кривой (Johnson et al., 1985) показало, что все выделенные нами циклы в общих чертах соответствуют трансгрессивно-регрессивным циклам Джонсона. Наиболее ярко проявлены трансгрессивный максимум доманикового цикла (средний фран) и регрессивный максимум евлановско-ливенского цикла (граница франа и фамена) (рисунок 3).

Система Отдел с» £ 1 ориюнг .Биостратиграфические подразделения ТПП но коиодоитам (Дсулии, 2006; Журавлев, 2003 с H'iMVHVMUMMiO il II И шелепня уровма мор* fcrpcccH« Траисгіїсесия Эвстатнчс екая кривая (Johnson etat., 19Я5; Ross & Ross, 1988)

t ІУРШЇ I умероиский S setnichatnvae ........\....................

к сЗ Ж и О Верхний Фаменский 1 Н *»ммпгск»Ш B.uculcuLiis VII

ЗелснецкиЙ Pol.experplexus H.albus Pal.tnarqinifera

Усть-меч орех HÜ

Ьлсикий Pal.i!*im»brm1ea VI V ...............................................

Pal. triangularis-Pa l.crepida .....-..................-......

Франский ІІітснгкиі» IV

са о =t Евлаиокскнії

l.Hi>ö4i>uctfim III

Pal.proversa IX 1

Доманнкоиын

PoLumanicu*

Саргасвсыш Тнмаискпй 4 1.........................

Рисунок 3 - Сопоставление кривой колебания уровня моря севера Печорского палеобассейна с эвстатической кривой (Johnson et al., 1985)

2. В позднедевонскую эпоху в Печорском палеобассейне существовал терригенно-карбонатный шельф, ограниченный с востока барьерным рифом, в состав которого входили фронтальный склон с обломочными шлейфами, органогенные постройки, тыловые аккумулятивные формы и тыловой склон с обломочными шлейфами. По направлению к берегу их последовательно сменяли глубоководная и мелководная области изолированного морского бассейна, на границе которых в среднефранско-фаменское время формировались органогенные постройки.

На рассматриваемой территории в позднем девоне отложения накапливались в периферической части обширного эпиконтинентального моря, ограниченного с запада сушей и открытого на восток (Сорокин, 1978). Результаты палеомагнитных исследований свидетельствуют о том, что эта территория находилась в приэкваториальной области. Температура воды на мелководье колебалась в пределах 18-25*С (Журавлев, 2012).

Для выполнения палеогеографических реконструкций создана палинспастическая основа, базирующая на анализе структурных взаимоотношений тектонических элементов. При построении палеогеографических схем (рисунок 5), кроме собственных материалов, использовались палеогеографические построения других исследователей. Схемы построены на максимумы регрессий и трансгрессий выявленных эвстатических циклов.

Первый (верхнетиманско-саргаевский) трансгрессивно-регрессивный цикл. В начале при подъеме уровня моря широко распространились обстановки с терригенной седиментацией (рисунок 5.1). В западной прибрежной части палеобассейна существовал пляж открытого побережья, который восточнее сменялся мелководными, а затем глубоководными ландшафтами. На бровке шельфа в фотической зоне формировался биогермно-отмельный комплекс, образующий барьерный риф. В его составе существовали органогенные постройки внешнего края отмели и тыловые аккумулятивные формы. Регрессивная фаза привела к расширению и смещению на восток мелководных и сокращению площади глубоководных обстановок (рисунок 5.2). Органогенные постройки рифа размывались, образуя на тыловом и фронтальном склонах обломочные шлейфы.

Второй (доманиково-ветласянский) цикл. Вследствие подъема уровня моря на окраине мелководного шельфа стали поселяться известьвыделяющие водоросли, которые на максимуме трансгрессии образовали водорослево-микробиальные холмы (рисунок 5.3). В пределах полуизолированного мелководья накапливались терригенные и глинисто-карбонатные осадки. На востоке располагалась область с глубоководными обстановками и карбонатным осадконакоплением, в центральной части которой существовало палеоподнятие, приуроченное к зоне линейных разломов фундамента (Пармузина, 2007; Тимонин, 1998 и др.). На палеоподнятии формировались органогенные постройки. На бровке внешнего шельфа продолжал существовать барьерный риф.

При падении уровня моря обстановки мелководного шельфа расширялись на восток (рисунок 5.4). В результате на максимум регрессии водорослево-микробиальные холмы окраины мелководного шельфа были частично размыты и перекрыты мелководными терригенно-глинистыми осадками. В районе некомпенсированной впадины накапливались глинисто-карбонатные осадки. Понижение прозрачности морской воды создавало неблагоприятные условия для развития органогенных построек на палеоподнятии Чернышева. Они перекрывались тонко-, реже среднедетритовыми известняками. На востоке барьерный риф подвергался интенсивному размыву.

Эволюция развития палеобассейна в третьем-седьмом циклах протекала в общих чертах также как и во втором. Ниже охарактеризованы отличительные особенности циклов.

На максимуме трансгрессии третьего (сирачойского) цикла на окраине внутреннего шельфа, бровка которого располагалась восточнее, чем во втором цикле, стали развиваться органогенные постройки (рисунок 5.5).

На регрессивной фазе четвертого (евлановско-ливенского) цикла органогенные постройки палеоподнятия за счет интенсивного сноса

1 - 4 - комплекс пород: 1 - открытого мелководья, 2 - полуизолированного и изолированного мелководья, 3 - глубоководья, 4 -биогермной отмели; 5-16 -породы: 5-12 - карбонатные породы: 5 - мадстоун, вакстоун, 6 - пакстоун-флаутстоун, 7 - байндстоун строматолитоморфный водорослевый, 8 - байндстоун водорослевый с маломощными прослоями заполнителя, 9 - байндстоун водорослевый с мощными прослоями заполнителя, 10-бафлстоунамфипоровый, 11 - флаутстоун-рудстоун лито-биокластовый, 12-грейнстоун-рудстоун онколитовый; 13-16 - терригенные и глинисто-карбонатные породы: 13 - алевропелиты, 14 - алтерниты, 15 — псаммиты, 16 - переслаивание аргиллитов, алевролитов и известняков глинистых; 17 — 23 -вторичные изменения, включения: 17 — ожелезненность, 18 - известковистость, 19 - доломитизация, 20 - глауконит, 21 - сульфаты (гипс, ангидрит), 22 - галька и гравий магматический пород (экстракласты), 23 - растительный детрит; 24 - 29 -палеонтологические определения: 24 - конодонтов, 25 -растительных остатков, 26 - фораминифер, 27 - миоспор, 28 - брахиопод, 29 - остракод, 30-31 -прочее: 30 - несогласие, 31 - максимум регрессии.

Максимум Усть-печорско-зеленецкой трансгрессии

1 5

i ~: it 2 6

7

-¡-j. I 1 —

4 8

Максимум

доманиковой

трансгрессии

Максимум

доманиковой

регрессии

Максимум

евлановско-

ливенского

Максимум

слсцкой

трансгрессии

Максимум

елецкой

регрессии

9

10 11 12

Рисунок 5 - Палеогеографические схемы северо-востока Печорского палеобассейна позднего девона

1-4 породы: 1 - алтерниты, 2 - алевропелиты, 3 - переслаивание аргиллитов, алевролитов и известняков глинистых, 4 - известняки, 5-13 -ландшафтные зоны: 5 - подвижное мелководье, 6 - изолированное мелководье с переменной гидродинамикой, 7 - изолированное мелководье с низкой гидродинамикой, 8 - зона штормового воздействия, 9-10 -низкодинамичное глубоководье, 11 - зона развития органогенных построек, 12-гипабиссаль(ЛемвинскаяСФЗ); 13-14-область размыва: 13 - на стадии регрессии рассматриваемого цикла, 14 -раннекаменноугольной регрессией.

терригенного материала с суши были перекрыты комплексом чередования микритовых известняков и апевропелитов (рисунок 5.8).

На стадии регрессии пятого (волгоградско-задонского) цикла в переходной зоне от мелководной к глубоководной части шельфа, где ранее существовали органогенные постройки, в условиях переменной гидродинамики формировались тонко-среднеобломочные органогенные известняки (рисунок 5.10).

Стадия трансгрессии шестого (елецкого) цикла характеризуется повсеместным карбонатонакоплением. В мелководных, преимущественно низкодинамичных, обстановках, в западной части территории накапливались тонко-мелкодетритовые известняки, прослоями онколитовые, часто доломитистые и с выделениями ангидритов (рисунок 5.11).

Подъем уровня моря седьмого (усть-печорского) цикла привел к миграции обрамляющего мелководный шельф пояса органогенных построек на восток. При этом расширилась область низкодинамичного мелководья, где накапливались тонко и мелкодетритовые и онколитовые известняки, часто доломитистые и с выделениями ангидритов (рисунок 5.13).

В результате быстрого падения уровня моря мелководная часть бассейна, которая занимала большую часть рассматриваемой территории, размывалась (отложения не сохранились). В это время прекращают свое существование органогенные постройки, а в глубоководной впадине накапливаются тонкослоистые алевритастые аргиллиты.

3. Верхний девон региона образуют геоформации двух типов. К первому типу относится раниефраиская карбонатно-терригенная. Ее дистальная часть сложена органогенными известняками барьерного рифа, центральная — алевропелитами и микритовыми глинистыми известняками глубоководья, проксимальная — алтернитами берегового склона и песчаниками пляжа. Геоформации второго типа (среднефранско-фаменские) имеют карбонатный состав. Их дистальную часть образуют органогенные известняки барьерного рифа. Далее последовательно сменяются микритовые известняки глубоководья, детритовые и органогенные известняки открытого мелководья, микритовые глинистые известняки изолированного мелководья.

В верхнем девоне региона выделяется семь геоформаций: верхнетиманско-саргаевская, доманиково-ветласянская, сирачойская, евлановско-ливенская, волгоградско-задонская, елецкая и усть-печорско-зеленецкая.

Каждая геоформация, мощностью до 300 м и протяженностью более 700 км, характеризуется закономерным латеральным рядом фаций, который

отражает смену ландшафтов в палеобассейне. Ландшафты в нем группировались вкрест простирания береговой линии двумя способами:

1. Открытое мелководье —* глубоководье —» барьерный риф.

2. Изолируемое мелководье —► пояс органогенных построек окраины мелководного шельфа —» глубоководье —» барьерный риф.

К первому типу относится верхнетиманско-саргаевская геоформация. Она характеризуется преимущественно терригенным составом. Ее дистальную часть образуют органогенно-обломочные известняки барьерного рифа. Центральная часть представлена относительно глубоководными алевропелитами, которые формировались на стадии регрессии, и глинистыми пелитоморфными известняками (реже с прослоями апевропелитов) трансгрессивной фазы. Проксимальная часть представлена песчаниками пляжа и алтернитами берегового склона.

К геоформациям второго типа относятся доманиково-ветласянская, сирачойская, евлановско-ливенская, волгоградско-задонская, елецкая и усть-печорско-зеленецкая, которые характеризуются преимущественно карбонатным составом. Дистальную часть образуют известняки органогенно-обломочные барьерного рифа. Центральная часть на трансгрессивных стадиях образована известняками микритовыми глубоководья, на регрессивных — глинистыми микритовыми известняками, алевропелитами и их чередованиями. Проксимальная часть представлена органогенно-обломочными известняками органогенных построек, глинистыми микритовыми известняками, алевропелитами и алтернитами (только в средне-верхнефранских геоформациях) полуизолированного мелководья.

Поскольку образование геоформаций является результатом региональных циклов осадконакопления, их можно использовать для прослеживания границ горизонтов, а установленные в их составе латеральные части рассматривать в ранге местных подразделений (рисунок 6).

На рисунке 7 приведено предлагаемое стратиграфическое районирование территории, опирающееся на палеогеографические реконструкции, которые указывают на субмеридиональную дифференциацию позднедевонских ландшафтов на северо-востоке Печорского палеобассейна.

си-' пзв* т*

Рисунок 6 - Предлагаемая региональная стратиграфическая схема верхнего девона севера-востока Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя

I - псаммиты и алевропелиты открытого мелководного шельфа, 2 — псаммиты и алевропелиты полуизолированного мелководного шельфа, 3 - известняки и алевропелиты полуизолированного мелководного шельфа, 4 - известняки, мергели, алевропелиты глубоководья, 5 — органогенно-водорослевые известняки: I - окраины мелководного шельфа;

II - палеоподнятия Чернышева, III - внешнего края шельфа.

Рисунок 7 - Стратиграфическое районирование севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и 11ай-Хоя

1-3 -стратиграфические районы: 1 - Северо-Западно-Печорский, 2-Северо-Восточно-Печорский, 3 - Уральский, 4 - границы стратиграфических районов, 5 - границы стратиграфических субрайонов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Верхний девон севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя формировался в течение семи трансгрессивно-регрессивных циклов колебания относительного уровня моря, которые идентифицируются на всей рассматриваемой территории и обеспечивают детальную корреляцию частных разрезов. Сопоставление полученной кривой колебания уровня моря с эвстатической кривой (Johnson et al., 1985) показало, что все выделенные циклы в общих чертах соответствуют эвстатическим.

В течение всего позднего девона суша располагалась к западу от рассматриваемой территории, а палеобассейн открывался к востоку, что способствовало возникновению субмеридиональной ландшафтной зональности. В позднетиманско-саргаевское время существовал пляж

открытого побережья, береговой склон, глубоководье и барьерный риф; в доманиково-усть-печорское время - изолированное мелководье, пояс органогенных построек окраины мелководного шельфа, глубоководье и барьерный риф.

Верхний девон образуют семь геоформаций, сформированных региональными циклами колебаний уровня моря и принадлежащими к двум типам. К первому типу относится раннефранская терригенная геоформация. Ее дистальная часть сложена органогенными известняками барьерного рифа, центральная — алевропелитами и микритовыми глинистыми известняками глубоководья, проксимальная - алтернитами берегового склона и песчаниками пляжа. Геоформации второго типа (среднефранско-фаменские) имеют преимущественно карбонатный состав. Их дистальную часть образуют органогенные известняки барьерного рифа. Далее последовательно сменяются микритовые известняки глубоководья, детритовые и органогенные известняки открытого мелководья, микритовые глинистые известняки изолированного мелководья. Поскольку образование геоформаций являются результатом региональных циклов осадконакопления, их можно использовать для прослеживания границ горизонтов, а установленные в их составе латеральные части рассматривать в ранге местных подразделений.

Полученные результаты позволяют уточнить региональную стратиграфическую схему и могут быть использованы для регионального прогноза нефтегазоносности слабоизученных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Жерлыгин A.JL Стратиграфия палеозойских отложений бассейна реки Лядгей-Яха. // Записки Горного института «Полезные ископаемые России и их освоение». СПб. 2009. Т. 182. С. 22-25.

2. Жерлыгин АЛ. Проблемы стратиграфии девона Полярного Урала и Пай-Хоя. // Записки Горного института «Полезные ископаемые России и их освоение». СПб. 2010. Т. 186. С. 9-13.

3. Жерлыгин АЛ., Шишлов С.Б., Журавлев A.B. и др. Строение и история формирования Кара-Силовояхского девонского органогенного массива (юго-восточный Пай-Хой) И Нефтегазовая геология. Теория и практика: электр. науч. журн. (http://www.ngtp.ru/rub/2/16_2011.pdf).

Тезисы докладов научных конференций

4. Вевель Я.А., Жерлыгин A.JL, Журавлев А.В. и др. Кара-силоваяхский органогенный массив (девон юго-восточного Пай-Хоя) // Материалы всероссийского литологического совещания с международным участием «Рифы и карбонатные псефитолиты». Сыктывкар. 2010. С. 43-45.

5. Гудельман А.А., Жерлыгин A.JL, Журавлев А.В. и др. Седиментационная модель формирования отложений позднего силура — раннего девона адакской площади (центральная часть поднятия Чернышева) // Концептуальные проблемы литологических исследований в России: материалы 6-го Всероссийского литологического совещания. Казань: Казан, ун-т, 2011. Том I. С. 264-268.

6. Жерлыгин A.JI. Цитологическая характеристика девона о-ва Колгуев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: материалы 20-й всероссийской научной конференции Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2011. С.57-60.

7. Жерлыгин A.JI. Палинспастические построения как необходимый этап палеогеографических реконструкций в складчато-надвиговых областях (на примере девона восточно-складчатого обрамления ТПП) // Комплексное изучение и освоение базы нефти и газа севера европейской части России: сб. материалов научно-практической конференции 4-7 июня 2012 г., Санкт-Петербург. СПб.: ВНИГРИ, 2012. С.153-162.

8. Жерлыгин A.JI., Еременко Н.М., Журавлев А.В. Строение франского биогермно-отмельного комплекса шельфа на Приполярном Урале (г. Олыся) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: материалы 21-й всероссийской научной конференции Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2012. С. 68-70.

9. Жерлыгин A.JI. Стратиграфия палеозойских отложений бассейна реки Лядгей-Яха. // Материалы XLVII международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск, 2009. С. 8-9.

10. Zherlygin A.L. Features of the composition and structure of Kara-Silovoyahskii organic massif (Devonian southeast Pai-Hoi) // Scientific Reports on Resource Issues. Latests Developments in Mineral industry — Geology, Mining, Metallurgy and Management. Germany, Freiberg, 2011, vol.l, p. 40-43.

Подписано в печать 26.09.2013 Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ 454

Отпечатано в типографии «Адмирал» 199178, Санкт-Петербург, В.О., 7-я линия, д. 84 А

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Жерлыгин, Артем Леонидович, Сыктывкар

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

На правах рукописи

ГЦ. -ЗЛ4 -¿.7 1. с?

Жерлыгин Артем Леонидович

СОСТАВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА СЕВЕРА ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ, ЗАПАДНЫХ СКЛОНОВ СЕВЕРА УРАЛА

И ПАЙ-ХОЯ

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

диссертация на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель д.г.-м.н. С.Б. Шишлов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................3

Глава 1. Состояние изученности верхнего девона севера Печорской плиты,

западных склонов севера Урала и Пай-Хоя..................................................................9

Глава 2. Фактический материал и методика исследований......................................21

2.1 Фактический материал........................................................................................21

2.2 Научно-методическая основа исследований.....................................................23

Методы изучения цикличности осадочных толщ...............................................23

Методика структурно-генетического анализа.....................................................26

Методика обработки анализов по литохимическому стандарту ЮК...............30

Алгоритм исследования.........................................................................................34

Глава 3. Литолого-генетическая типизация................................................................35

3.1 Лито лого-генетические комплексы пород........................................................35

3.2 Геохимические индикаторы условий и обстановок осадконакопления.........58

3.3 Седиментологические модели формирования литолого-генетических комплексов верхнего девона.....................................................................................66

Глава 4. Цикличность в верхнем девоне.....................................................................71

Глава 5. Палеогеография позднего девона..................................................................81

5.1 Палеоклиматические условия.............................................................................81

5.2 Палинспастическая основа реконструкций палеогеографии позднего девона ......................................................................................................................................84

5.3 Палеогеография на палинспастической основе................................................91

5.4 Палеогеография на современной топографической основе..........................103

Глава 6. Геоформации верхнего девона....................................................................112

Заключение...................................................................................................................122

Список литературы......................................................................................................125

Приложение А..............................................................................................................135

Приложение Б (лист 1)................................................................................................136

Приложение Б(лист 2).................................................................................................137

Приложение Б (лист 3)................................................................................................138

Приложение Б (лист 4)................................................................................................139

Приложение Б (лист 5)................................................................................................140

Приложение Б (лист 6)................................................................................................141

Приложение В (лист 1)................................................................................................142

Приложение В (лист 2)................................................................................................143

Приложение Г..............................................................................................................144

Приложение Д..............................................................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Рассматриваемая территория занимает северо-восточную часть ВосточноЕвропейской платформы и имеет в плане форму клина, обращенного острым концом к западу. На востоке её граница протягивается от северо-западной части Приполярного Урала, на север по западным склонам Полярного Урала и хребта Пай-Хой. На западе территория, сужаясь, охватывает о-в Колгуев.

Верхнедевонские отложения обнажаются на данной площади, в основном, только в Предуральском краевом прогибе и на западных склонах севера Урала и Пай-Хоя. Эти отложения характеризуются преимущественно карбонатным и терригенно-карбонатным составом. Их мощность достигает 2 километров.

Нижняя граница верхнего девона проводится в основании верхнетиманского подгоризонта Восточно-Европейской платформы в соответсвтии с предложением опубликованном в Постановлениях межведомстенного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий [42, с.59].

Актуальность работы. В связи с тем, что с верхним девоном северо-востока европейской части России связаны залежи углеводородов, проблемы его стратиграфии, литологии и палеогеографии привлекают пристальное внимание. Этим темам посвящены работы Т.И. Кушнаревой, А.И. Першиной, Н.В. Беляевой, B.C. Цыганко, А.И. Антошкиной, JT.B. Пармузиной, В.В. Меннера, А.Б. Юдиной и других исследователей. В них содержатся сведения об основных закономерностях геологического строения территории, характеристики подразделений региональной стратиграфической схемы и историко-геологические реконструкции.

Вместе с тем, до настоящего времени существенные затруднения вызывает региональная корреляция многочисленных скважин биостратиграфическим методом. Это связано как с ограниченной палеонтологической характеристикой разрезов, так и с экологическими и тафономическими причинами (приуроченностью остатков организмов к определенным генетическим типам пород).

Существующие палеогеографические схемы построены на современной топографической основе и, таким образом, отражают условия осадконакопления на тектонически сближенных, деформированных и часто смещенных участках. Кроме того, они составлены для значительных интервалов геологического времени

(преимущественно веков) и, соответственно, отражают весьма генерализованную картину.

В этой ситуации для повышения эффективности геологического картирования, прогноза и поисков месторождений углеводородов представляется актуальным использовать новый фактический материал, полученный в последние десятилетия, выполнить корреляцию разрезов верхнего девона на циклостратиграфической основе и верифицировать её по палеонтологическим данным, создать серию карт для узких временных срезов, учитывающих первичное (позднедевонское) расположение анализируемых разрезов.

Цель работы. Выявление особенностей состава и строения верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя, связанных с процессами седиментогенеза.

Задачи исследования:

1. Структурно-генетический анализ частных разрезов, выявление трансгрессивно-регрессивных последовательностей литологических комплексов, связанных с колебаниями уровня моря, и осуществление по ним детальной региональной корреляции разрезов.

2. Составление серии палеогеографических схем на палинспастической основе для узких временных интервалов, соответствующих максимумам трансгрессии и регрессии каждого из установленных циклов колебания уровня моря.

3. Выявление структурно-вещественных особенностей геоформаций верхнего девона, сформированных региональными трансгрессивно-регрессивными циклами колебания уровня позднедевонского палеобассейна.

Фактический материал. Работа основана на материалах, собранных автором за четыре полевых сезона при послойном описании обнажений, суммарной мощностью 1,8 км. В 2006 и 2007 гг., при выполнении ГДП-200 территории листа R-41-XXXV, XXXVI (западный склон хребта Пай-Хой) ЗАО «Поляргео», были изучены выходы коренных пород верхнего девона мощностью 170 м в среднем течении реки Силовояха. В рамках этих же работ, в 2006 г. С.Б. Шишлов и A.B. Журавлев исследовали коренные выходы верхнего девона (330 м) в каньонах ручья Сизимъюнкошор и в среднем течении р. Кара. Собранный ими материал обрабатывался автором в камеральных условиях.

Во время тематических работ ФГУП «ВНИГРИ» в 2011 г. в естественных обнажениях реки Шарью (восточный склон гряды Чернышева) между «Средними» и «Нижними Воротами» автором был описан франско-фаменский интервал разреза мощностью 1200 м. В 2012 г. по обнажениям среднего течения реки Лемва (устье ручья Парнокаю) и левом ее притоке реке Б. Надота (гора Олыся) были изучены фрагменты разрезов среднего франа и верхнего фамена мощностью 50 м. В этом же году на правом берегу среднего течения р. Кожим автор обследовал фрагменты разреза доманикового горизонта (средний фран) (15 м) и верхнюю часть разреза верхнего девона (35 м).

В ходе работ были описаны 150 м керна скважин, пробуренных на о.Колгуев (скв. Песчаноозерская 46, 1/4).

Камеральная обработка материалов включала оптико-микроскопические исследования 300 шлифов.

Кроме собственных материалов, в работе использованы описания керна и результаты лабораторных определений химического состава пород из фондовых отчетов [84-87, 91-95, 99].

Методика исследования. Изучение верхнего девона базируется на методике структурно-генетического анализа [71], которая позволяет получить унифицированную характеристику разнофациальных отложений, проследить их латеральные изменения и пространственные взаимоотношения. При этом реализованы следующие операции:

1. По совокупности первичных признаков (вещественный состав, структура, текстура, ориктоценозы, неорганические включения, сингенетические новообразования) выделены литолого-генетические комплексы пород. Для каждого из них проведена реконструкция условий осадконакопления. Повышение обоснованности генетических построений обеспечила петрохимическая методика Я.Э. Юдовича и М.П. Кетрис [75]. Полученные результаты, в сочетании с анализом вертикальных последовательностей литологических комплексов и особенностей их латеральных изменений, позволили создать седиментологические модели процессов осадконакопления на трансгрессивных и регрессивных фазах эволюции поз дне девонского палеобассейна.

2. Результаты первого этапа стали инструментом для анализа описаний 26 скважин и 5 обнажений, которые заимствованы из фондовых геолого-съемочных отчетов (ответственные исполнители Е.Г. Бро, A.C. Микляев, М.А. Шишкин, Д.В. Зархидзе, Т.И. Кушнарева, С.Д. Танасова) [84-87, 91-95, 99] и публикаций (Ю.В. Деулин,

Л.В. Пармузина, В.С. Цыганко и др.) [1, 3-6, 9, 11, 12, 15, 18, 20-26, 28-31, 35, 37-41, 43, 46, 51-54, 62-66, 83]. При этом, несмотря на неполноту литологической информации, в каждом разрезе удалось идентифицировать выделенные нами литолого-генетические комплексы и построить кривые колебания уровня моря, обеспечивающие детальную корреляцию всех разрезов.

3. Структурными методами проведена палинспастическая реконструкция взаимного положения разрезов верхнего девона на севере Печорской плиты, западных склонах севера Урала и Пай-Хоя во время их формирования.

4. Составлена серия палеогеографических схем на палинспастической основе для узких интервалов геологического времени, соответствующих максимумам трансгрессий и регрессий седиментационных циклов, которые отражают эволюцию обстановок осадконакопления региона в позднем девоне.

5. Выполнен анализ строения геоформаций (геологических тел, сформированных региональными трансгрессивно-регрессивными циклами осадконакопления) и их латеральных изменений, связанных с различиями условий седиментации в разных частях осадочного бассейна.

Научная новизна:

1. На основе анализа первичных признаков литологических комплексов пород и их вертикальных последовательностей для севера позднедевонского Печорского палеобассейна построена кривая колебания уровня моря и проведено ее сравнение с эвстатической кривой Джонсона [80].

2. Впервые на палинспастической основе создана серия палеогеографических схем для узких временных интервалов, соответствующих максимумам трансгрессий и регрессий каждого из выявленных циклов колебания уровня моря.

3. Установлено положение и уточнено строение биогермно-отмельного комплекса севера Печорского палеобассейна.

4. Выявлены структурно-вещественные характеристики геоформаций, сформировавшихся в течение семи трансгрессивно-регрессивных циклов колебания уровня позднедевонского палеобассейна.

Защищаемые положения.

1. В течение позднего девона на севере Печорского палеобассейна произошло семь эвстатических колебаний уровня моря, следы которых установлены во всех изученных

разрезах. Наиболее ярко проявлены трансгрессивный максимум доманикового цикла и регрессивный максимум евлановско-ливенского цикла.

2. В позднедевонскую эпоху в Печорском палеобассейне существовал терригенно-карбонатный шельф, ограниченный с востока барьерным рифом, в состав которого входили фронтальный склон с обломочными шлейфами, органогенные постройки, тыловые аккумулятивные формы и тыловой склон с обломочными шлейфами. По направлению к берегу их последовательно сменяли глубоководная и мелководная области изолированного морского бассейна, на границе которых в среднефранско-фаменское время формировались органогенные постройки.

3. Верхний девон региона образуют геоформации двух типов. К первому типу относится раннефранская карбонатно-терригенная. Ее дистальная часть сложена органогенными известняками барьерного рифа, центральная - алевропелитами и микритовыми глинистыми известняками глубоководья, проксимальная - алтернитами берегового склона и песчаниками пляжа. Геоформации второго типа (среднефранско-фаменские) имеют карбонатный состав. Их дистальную часть образуют органогенные известняки барьерного рифа. Далее последовательно сменяются микритовые известняки глубоководья, детритовые и органогенные известняки открытого мелководья, микритовые глинистые известняки изолированного мелководья.

Практическая значимость работы:

1. Методами циклостратиграфии уточнено прослеживание границ горизонтов верхнего девона региональной стратиграфической схемы севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя. Латеральные части геоформаций соответствуют местным подразделениям. Это создает основу для совершенствования стратиграфических схем, используемых в нефтегазовой геологии, и легенд ГГК-200 и 1000 нового поколения.

2. Результаты исследования закладывают литолого-фациальную и циклостратиграфическую основу регионального прогноза нефтегазоносности слабоизученных Косью-Роговской и Коротаихинской впадин Тимано-Печорской провинции, проводимого во ФГУП «ВНИГРИ» (Санкт-Петербург).

3. Фациальные модели биогермно-отмельного комплекса явились основой прогноза латеральных изменений разреза в пределах Адакской площади (работы ГазпромНИИГаз, Ухта).

Степень обоснованности и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, определяется детальными литологическими и минералого-петрографическими наблюдениями, применением структурно-генетического анализа осадочных формаций, использованием компьютерных технологий обработки первичного материала, а также подробным анализом результатов предыдущих исследований. Выводы, сделанные в работе, уточняют предшествующие исследования и содержат новые оригинальные результаты.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международных и всероссийских совещаниях и конференциях: 20 и 21-й научных конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента», (Сыктывкар, 2011, 2012 г); П-й международной конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы нефтегазовой геологии XXI века» (ФГУП «ВНИГРИ», Санкт-Петербург, 2011), 51-й международной студенческой научной конференции (Польша: Краков, 2010), ежегодной международной научной конференции «60-й день горняка и металлурга» (Германия: Фрайберг, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка, 5 приложений. Работа изложена на 145 страницах, содержит 5 таблиц, 69 рисунков. Библиография включает 100 наименований.

Благодарности. Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук С.Б. Шишлова, которому автор признателен за постановку интересной темы и консультации. Автор выражает искреннюю благодарность A.B. Журавлеву за внимание, помощь, ценные научные консультации и всестороннюю поддержку. Автор сердечно благодарит А.И. Николаева, Н.М. Еременко, A.B. Данилову, В.В. Попова, совместно с которыми удалось посетить разрезы севера-востока Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя. За обсуждения работы, критические замечания и помощь в подборе материалов автор искренне признателен чл.-корр. РАН, проф.Ю.Б. Марину, проф. A.B. Козлову, проф. Е.Д. Михайловой, доц. P.A. Щеколдину, доц. И.В. Таловиной, доц. М.Г. Цинкобуровой, доц. В.П. Матвееву, Т.В. Дмитриевой, Е.В. Сокиран и Я.А. Вевель (ФГУП «ВНИГРИ»).

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА СЕВЕРА ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ, ЗАПАДНЫХ СКЛОН