Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геолого-стратиграфический очерк и палеомагнетизм мела западно-сибирской плиты .10
1.1. Геолого-стратиграфический очерк меловых отложений южной части Западной-Сибирской плиты .10
1.2. Палеомагнитная изученность верхнего мела- палеогена 23
Глава 2. Методика палеомагнитных исследований и доказательство корректности палеомагнитных данных 32
2.1. Основные понятия палеомагнетизма .32
2.2. Методика палеомагнитных исследований 35
2.3. Магнитные минералы, природа и компонентный состав естественной остаточной намагниченности пород верхнего мела – палеогена 39
2.3.1. Магнитные минералы, природа и компонентный состав естественной остаточной намагниченности пород верхнего мела-палеогена Бакчарского железорудного бассейна 42
2.3.2. Магнитные минералы, природа и состав естественной остаточной намагниченности верхнемеловых пород юга Кулундинской впадины 56
Глава 3. Магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и палеогеновых отложений юга западной сибири и интерпретация комплексных данных .67
3.1. Магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и палеогеновых отложений Бакчарского железорудного бассейна 67
3.2. Магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины 84
Заключение .100
Список условных обозначений 102
Список литературы
- Палеомагнитная изученность верхнего мела- палеогена
- Магнитные минералы, природа и компонентный состав естественной остаточной намагниченности пород верхнего мела – палеогена
- Магнитные минералы, природа и состав естественной остаточной намагниченности верхнемеловых пород юга Кулундинской впадины
- Магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины
Введение к работе
Объектом исследования настоящей работы является керн четырех
скважин, вскрывших верхнемеловые и пограничные мел-палеогеновые
отложения двух локальных осадочных бассейнов на юге и юго-востоке
Западной Сибири. Предмет исследования - палеомагнетизм
верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений двух локальных осадочных бассейнов юга и юго-востока Западной Сибири (Бакчарский железорудный бассейн и юг Кулундинской впадины).
Актуальность. Проблема создания региональной шкалы геомагнитной полярности мела Западно-Сибирской плиты (ЗСП), одного из крупнейших седиментационных и нефтегазоносных бассейнов мира, весьма актуальна. Недостаточность палеомагнитных данных для верхнего мела юга Западной Сибири делает уникальным полученный диссертантом материал и обуславливает актуальность решения этой проблемы. Таким образом, полученные данные по палеомагнетизму и магнитостратиграфии будут использованы для создания шкалы магнитной полярности мела ЗападноСибирской плиты, а также для решения задач геохронологии (определение возраста пород), стратиграфии (оценка полноты разрезов и амплитуд перерывов и размывов осадконакопления) и палеогеографии, т.е. тех задач, которые связаны с практическими вопросами прогнозирования, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, а также региональной геологии.
Цель исследования: Разработка магнитостратиграфических разрезов
верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений двух
локальных осадочных бассейнов юга Западной Сибири – Бакчарского и
юга Кулундинской впадины, на основе комплексных (палеомагнитных,
палеонтологических и геолого-стратиграфических) данных и
сопоставление их с магнитостратиграфической [Дополнения…, 2000] и магнитохронологической [Gradshtein et al., 2012] шкалами. Основные задачи следующие:
1. Определить магнитные минералы – носители намагниченности,
установить природу и состав естественной остаточной намагниченности
(ЕОН) исследуемых пород с целью выделения первичной
(характеристической) компоненты остаточной намагниченности.
2. Создать магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и
пограничных мел-палеогеновых отложений двух локальных осадочных
бассейнов юга Западной Сибири (Бакчарского и юга Кулундинской
впадины) на основе комплексных (палеомагнитных, палеонтологических и
геолого-стратиграфических) данных.
3. Сопоставить созданные магнитостратиграфические разрезы
верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений Бакчарского
осадочного бассейна и юга Кулундинской впадины на юге Западно
Сибирской плиты с магнитостратиграфической и мировой
магнитохронологической шкалами.
Фактический материал и методы исследования. Материалом для
исследований послужила палеомагнитная коллекция керна скважин,
вскрывших отложения верхнего мела-палеогена в количестве 544 образов.
Коллекция предоставлена соискателю доктором геолого-
минералогических наук Гнибиденко З.Н.
Основным методом исследований является палеомагнитный метод, использован также сопряженный анализ комплексных (палеомагнитных, геолого-стратиграфических и палеонтологических) данных.
Основные защищаемые положения.
1. Создан магнитостратиграфический разрез верхнемеловых и
пограничных мел-палеогеновых отложений Бакчарского железорудного
бассейна на основе комплексного изучения керна двух скважин. Выделено
две полярных магнитозоны – одна прямой Nmt и одна обратной
полярности – Rkm.
2. Составлен на основе комплексного изучения керна двух скважин
магнитостратиграфический разрез верхнемеловых и пограничных мел-
палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины. Выделены пять
полярных магнитозон: одна длительная прямой полярности N и четыре
обратной - R1km, R2mt, R1zl(?) и R2i(?).
3. Разработан сводный магнитостратиграфический разрез верхнемеловых
и мел-палеогеновых отложений юга Западно-Сибирской плиты на основе
сопоставления магнитостратиграфических разрезов Бакчарского бассейна
и юга Кулундинской впадины с магнитостратиграфической и
магнитохронологической шкалами. В результате - магнитозона прямой
полярности N сопоставлена с фрагментом хрона С34 шкалы Градштейна
[Gradstein et al., 2012], магнитозона R1km - с хроном C33(r), магнитозона
R2mt - с хроном С31(r). Две магнитозоны обратной полярности R1zl(?) и
R2i(?) сопоставлены с хронами С26(r) и С24(r) этой шкалы соответственно.
Оценены перерывы между кампаном и маастрихтом — хроны C33(n) и
С32, маастрихтом и зеландием — хроны C31(n), C30, C29, C28 и С27.
Научная новизна.
В процессе палеомагнитных исследований:
впервые разработаны магнитостратиграфические разрезы
верхнемеловых отложений двух локальных осадочных бассейнов юга
Западно-Сибирской плиты – Бакчарского и юга Кулундинской впадины;
впервые определено возрастное (стратиграфическое и
хронологическое) положение пяти выделенных магнитозон – аналогов
магнитных хронов магнитохронологической шкалы, на основе
сопоставления с магнитостратиграфической и магнитохронологической шкалами.
Личный вклад соискателя состоит в:
личном участии в проведении лабораторной обработки материала,
палеомагнитных исследованиях по определению магнитных минералов –
носителей намагниченности;
проведении компонентного анализа естественной остаточной
намагниченности и выделении характеристической (первичной)
компоненты намагниченности верхнемеловых пород юга Западной
Сибири;
построении магнитостратиграфических разрезов верхнемеловых и
палеогеновых отложений локальных осадочных бассейнов Бакчарского и
юга Кулундинской впадины и сопоставлении их с
магнитостратиграфической и магнитохронологической шкалами.
Теоретическая и практическая значимость результатов работы.
Результаты палеомагнитных исследований, полученные впервые для
данного региона (разработка магнитостратиграфического разреза
верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений юга Западно
Сибирской плиты), важны для решения целого ряда задач геофизики
(геомагнетизм, эволюция магнитного поля Земли) и геологии
(стратиграфия, геохронология и палеогеография юга Западной Сибири).
В целом, разработка магнитостратиграфического разреза меловых и
пограничных мел-палеогеновых отложений юга Западной Сибири
позволит решить фундаментальную научную проблему – создание шкалы
магнитной полярности мела всей территории Западно-Сибирской плиты.
Полученный магнитостратиграфический разрез является весьма
актуальным для выполнения межрегиональной корреляции и
стратификации отложений верхнего мела и палеогена.
Апробация работы и публикации. Основные результаты
проведенных исследований освещены в 12 публикациях: 5 статьях в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, а также в 7 публикациях в сборниках материалов и тезисов совещаний и конференций разного ранга. Результаты работы докладывались неоднократно на Международной научной конференции "Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология" – 10-20 апреля 2012 г., 15-26 апреля 2013 г.; на международной конференции "Проблемы Геокосмоса” Санкт-Петербург (8-12 октября 2012 г.); на международной школе-семинаре по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород - в Борке ИФЗ
РАН (Ярославская область) (27-30 октября 2011 г.), в Борке, ИФЗ РАН (Ярославская область) (9 –13 ноября 2015 г).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и заключения. Она изложена на 121 страницах и содержит 22 рисунка, 2 таблицы. Список использованной литературы включает 145 наименований.
Благодарности. Особую благодарность за всестороннюю помощь в проведении исследований и написании работы, постоянную поддержку автор выражает своему научному руководителю доктору геол.-минерал. наук З.Н. Гнибиденко. Автор глубоко признателен за полезные замечания и рекомендации на разных этапах работы А.Д. Дучкову, П.Г. Дядькову, Б.Н. Шурыгину, Н.К. Лебедевой, Ю.К. Советову, М.Е. Пермякову, Л.С. Соколовой, М.П. Козловой, Д.В. Метелкину, Н.Э. Михальцову, В.Ю. Брагину, Л.Г. Смоляниновой. Автор искренне благодарит за помощь и содействие директора ИНГГ СО РАН И.Н. Ельцова. Автор также благодарит сотрудника лаборатории тектоники Института тектоники ДВО РАН А.Ю. Пескова за помощь и подробные консультации при проведении дифференциального термомагнитного анализа. Автор также признателен Д.М. Кузиной за выполнение термомагнитных анализов образцов.
Палеомагнитная изученность верхнего мела- палеогена
Рассмотрим более детально этапы и историю палеомагнитных исследований в разных регионах. Первые палеомагнитные исследования меловых отложений на территории бывшего СССР были начаты приблизительно в середине прошлого столетия Алексеем Никитичем Храмовым в Туркменистане. Объектом исследований в этом районе являлись разрезы мела на Большом и Малом Балхане (1953-1955 гг.) и Аккыре (1960-е гг.) [Храмов, 1957, 1958, 1967,1982]. Благодаря исследованиям А.Н. Храмова был получен обширный палеомагнитный материал, представляющий большую ценность при решении ряда практических и теоретических вопросов геомагнетизма, магнитотектоники и стратиграфии. Им был проведен анализ магнитных свойств меловых пород и природы естественной остаточной намагниченности.
На Дальнем Востоке (Северо-восток России, о. Сахалин) изучением палеомагнетизма меловых отложений в составе мезозойских комплексов и их палеомагнитной корреляцией занимался Д.М. Печерский, а позднее М.Л. Баженов [Печерский, 1970; Bazhenov et al., 2001]. Д.М. Печерским был составлен опорный палеомагнитный разрез мезозоя Северо-Востока СССР, в котором преобладает прямая полярность геомагнитного поля с редкими горизонтами обратной намагниченности (R-зонами). Наиболее полные разрезы верхнего мела представлены в бухте Угольная, Пенжинской губы, о. Сахалин. Д.М. Печерским была предпринята попытка провести палеомагнитную корреляцию разрезов мезозоя Северо-Востока Азии. Палеомагнитным зонам обратной полярности были даны местные географические наименования с учетом приоритета их открытия. На основании проведенных исследований, были сделаны выводы о том, что в мезозое преобладает положительная полярность геомагнитного поля. На нее приходится более 80% продолжительности мезозойской эры. На этом фоне выделяются около интервалов обратной полярности. Продолжительность их не превышает 5 млн. лет, и в среднем составляет примерно 1,5 млн. лет. Наметилась периодичность в чередовании интервалов «сгущений» и «разрежений» инверсий геомагнитного поля. Интервалы между «центрами сгущений инверсий» равны 40—60 млн. лет [Печерский, 1970].
Позднее, были построены палеомагнитные шкалы меловых отложений, проведено изучение и корреляция разрезов мела Западного Копетдага, Туаркыра и др. районов Туркменистана и Северного Кавказа [Атабекян, Лихачева, 1961; Алиев и др., 1970; Алиев и др., 1971; Алиев и др., 1986; Халафов, 1986, Назаров, Мамедов, 1989; Еремин и др., 1995; Eremin, Fomin, 1995; Гужиков и др., 1998; Фомин, Молостовский, 2001; Гужиков и др., 2003; Фомин, 1999, 2001, 2003]. Был уточнен возраст верхней и нижней границ отложений палеогеновой эпохи в разрезах Туаркыра. Было выяснено положение палеомагнитного маркера границы юры и мела, а также проанализировано изменение скорости осадконакопления в разные периоды мезозоя и кайнозоя [Назаров, Мамедов, 1989]. Также была проведена межрегиональная корреляция сводных магнитостратиграфических схем для сеноманских отложений Западного Туркменистана и Северного Кавказа. Подробно изучались опорные разрезы верхнего мела Восточного Кавказа и Западного Копетдага и созданы региональные магнитостратиграфические схемы верхнемеловых отложений в этих регионах [Гужиков, 1998; Фомин, 2003; Гужиков, 2003; Фомин, Молостовский, 2001]. На территории Армении проводили палеомагнитные исследования Ц.Г. Акопян с коллегами [Акопян, Сирунян, 1973; Акопян, Сирунян, 1975; Печерский, 1978; Минасян, 1981, Сирунян, 1981]. Палеомагнитные исследования юрских и меловых отложений на территории Армянской ССР дали возможность расчленить эти отложения на ряд палеомагнитных горизонтов прямой и обратной полярности и составить региональную магнитостратиграфическую шкалу юрских и меловых отложений Армянской ССР. Была сделана попытка провести палеомагнитную, стратиграфическую корреляцию юрских и меловых отложений разных регионов и составить сводную магнитостратиграфическую шкалу, отражающую картину инверсий магнитного поля Земли в мезозое [Акопян, Сирунян, 1975].
Детальную палеомагнитную корреляцию альбских отложений Дагестана (Акушинский разрез) проводили ученые из Саратовского Государственного Университета. Ими был разработан наиболее полный магнитостратиграфический разрез альба на Северном Кавказе — Акушинский [Шарафутдинов и др., 1975; Барабошкин и др., 1997].
Детальные петромагнитные исследования верхнемеловых пород Грузии проводили [Гамбашидзе, 1979; Адамия и др., 1979, 1980; Асанидзе и др., 2009]. Д.М. Печерским с соавторами было выполнено детальное петромагнитное и магнитостратиграфическое исследование разреза Тетрицкаро. В результате установлено, что пограничный слой на границе мезозоя и кайнозоя фиксируется по резкому росту парамагнитной намагниченности, т.е. общего содержания железа, и в меньшей мере по росту содержания таких магнитных минералов как гетит, гемоильменит, гематит и магнетит. Подобная картина наблюдалась и в других изученных разрезах Гамс, Тепловка, Кошак [Печерский и др., 2006; Molostovsky et al., 2006; Pechersky et al., 2006]. В пользу глобального события накопления гидроокислов железа на границе мела-палеогена свидетельствует их синхронное накопление, которое отражено в магнитостратиграфических данных (разрез Губбио [Rocchia et al., 1990], Гамс, Австрия [Mauritsch, 1986], Тетрицкаро, Грузия). Граница между меловыми и палеогеновыми отложениями в этих разрезах находится внутри магнитохрона С29r практически на одном и том же уровне [Грачев и др., 2008; Печерский и др., 2009].
Магнитные минералы, природа и компонентный состав естественной остаточной намагниченности пород верхнего мела – палеогена
По геолого-стратиграфическим и палинологическим [Подобина и др., 2011] данным отложения верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины относятся к трем последовательно залегающим и сменяющим друг друга снизу-вверх, одноименным горизонтам и свитам – ганькинской (кампан, маастрихт), талицкой (зеландий) и люлинворской. Породы представлены глинами, песками и песчаниками.
В целом, мел-палеогеновые отложения Кулундинской впадины относятся к классу слабомагнитных пород и по магнитным свойствам весьма неоднородные. Магнитная восприимчивость меняется в пределах 1.0 – 33.410-5 ед. СИ, величина естественной остаточной намагниченности варьирует от долей единицы до 8.85 мА/м. Фактор Кенигсбергера (Qn) изменяется в пределах единицы. Вязкая намагниченность (вторичная) Jnv исследуемых пород составляет от 5 до 35% величины естественной остаточной намагниченности.
Максимальными значениями магнитной восприимчивости обладают пески и алевролиты ганькинской и люлинворской свит (max = 33,4010-5 ед. СИ, med = 5,8010-5 ед. СИ). Минимальные значения магнитной восприимчивости имеют глины талицкой свиты (min = 1,1010-5 ед. СИ, med = 2,7010-5 ед. СИ).
Такие колебания в значении магнитной восприимчивости, по-видимому, обусловлены количественными соотношениями ферро-, пара- и диамагнитных минералов. Максимальные значения естественной остаточной намагниченности характерны для глин и песков талицкой свиты (Inmax = 8,85 мА/м, Inmed = 1,36 мА/м), минимальные значения для глин люлинворской свиты (Inmin = 0,04 мА/м, Inmed = 0,12 мА/м), что обусловлено, скорее всего, колебанием процентного содержания магнитных минералов в породах (таблица 2). Логарифмическая зависимость намагниченности от магнитной восприимчивости показана на рисунке (рисунок 2.6).
Примечание: N – количество стратиграфических уровней; n – число образцов. Сверху – минимальное и максимальное значения магнитных параметров, снизу – средние значения (статистика стратиграфических уровней). Рисунок 2.6 - Скалярные магнитные характеристики образцов горных пород скв. 19 и скв.23. Зависимость естественной остаточной намагниченности от магнитной восприимчивости близка к линейной, что свидетельствует о зависимости этих параметров преимущественно от концентрации магнитных частиц. Значения фактора Кенигсбергера меняются в пределах от 0.1 до 0,6, что свидетельствует о преобладании остаточной намагниченности над индуктивной [Гнибиденко, 2003].
Для установления минералов – носителей намагниченности пород были использованы термомагнитный (ТМА) и дифференциальный термомагнитный (ДТМА) анализы. ДТМА и ТМА проводился по 10 образцам из исследуемых отложений. Этот анализ по индуцированной намагниченности выполнен на термомагнитном анализаторе фракций (ТАФ) и регистрирующих крутильных весах [Буров, Ясонов, 1979]. Наиболее четкие диаграммы получены на анализаторе фракций ТАФ на сепарированных образцах. Для образцов получены две диаграммы последовательного нагрева до 700С. Кривые дифференциального термомагнитного dJ/dT и термомагнитного J(T) анализов приведены на рисунке 2.7. Все полученные диаграммы однотипные. Анализ этих диаграмм показывает, что магнитная фаза с температурой Кюри 575-580С на дифференциальной кривой первого нагрева и перегиб термомагнитной кривой почти в этом же температурном интервале расшифровываются как присутствие в образцах магнетита. На кривых термомагнитного анализа кривые второго нагрева Jrs2(T) располагаются выше кривых первого нагрева и при этом еще возрастает величина намагниченности, что свидетельствует о присутствии в образцах гидроокислов железа, переходящих в магнетит.
Интегральная и дифференциальная кривые первого и повторного нагревов сепарированных образцов. первый нагрев, 2 — повторный нагрев. Для получения магнитополярной характеристики разрезов в исследованных скважинах были выполнены эксперименты по ступенчатому терморазмагничиванию и размагничиванию образцов горных пород переменным магнитным полем. В процессе температурной магнитной чистки естественная остаточная намагниченность (ЕОН) большей части образцов пород демонстрирует двухкомпонентный, иногда трехкомпонентный состав. Низкотемпературная неустойчивая компонента разрушается преимущественно в интервале температуры 100-200-300С. Вероятнее всего, это вязкая компонента. Характеристическая компонента намагниченности прямой и обратной полярности выделяется, начиная с 200–300–400 С и разрушается вблизи температуры 500-600-700С. Вторым магнитным минералом-носителем намагниченности является гематит. Термомагнитный и дифференциальный магнитный анализы не зафиксировали его присутствие, поскольку проводились на сепарированных образцах и гематит мог не попасть в отсепарированную фракцию. Размагничивание образцов пород переменным магнитным полем показало присутствие одной–двух–трех компонент намагниченности: нестабильных (низкокоэрцитивных), выделяющихся в небольшом переменном поле 5-15 мТл и стабильной (высококоэрцитивной), выделяющейся в поле от 10-15 до 40 мТл. Естественная остаточная намагниченность части образцов пород демонстрирует весьма высокую стабильность к переменному магнитному полю. При значениях напряженности магнитного поля 40-50 мТл снимается только 2-4% величины естественной остаточной намагниченности, а направление намагниченности не изменяется. Для пород, вскрытых скважинами 23 и 19, эффективными методами магнитной чистки было терморазмагничивание и размагничивание переменным магнитным полем. В результате экспериментов по терморазмагничиванию, значение отрицательного наклонения в части пород несколько уменьшилось, а в некоторых породах положительные значения наклонения заменились отрицательными. Для глин ганькинской свиты (образец 20а_1) характерна однокомпонентная намагниченность, имеющая стабильный характер. Вязкая намагниченность этих пород невелика (рисунок 2.8). Для глин славгородской свиты (образец 9_4) характерна двухкомпонентная намагниченность. Перегиб кривых при 200С на диаграмме Зийдервельда соответствует разрушению вязкой составляющей (см. рисунок 2.8). Отложения нижней части талицкой свиты имеют однокомпонентную намагниченность, в отличие от пород верхней части, имеющих двухкомпонентную намагниченность (обр. 10_2), (см. рисунок 2.8).
Первая компонента, менее стабильная к переменному полю и температуре имеет, по всей вероятности, вязкое происхождение, либо обусловлена намагниченностью, создаваемой гидроокислами железа. Эта компонента разрушается нагреванием до 200С. Вторая компонента является высокотемпературной и выявляется при температуре в основном выше 250С и обусловлена магнетитом и гематитом. Для алевролитов ганькинской свиты (образец 23_2) характерна двухкомпонентая намагниченность. Нестабильная компонента, вероятнее всего, вязкого происхождения снимается нагреванием до 250-300С (см. рисунок 2.8).
Магнитные минералы, природа и состав естественной остаточной намагниченности верхнемеловых пород юга Кулундинской впадины
Рассматриваемая территория – юг Кулундинской впадины – в позднемеловую и раннепалеогеновую эпоху представляла собой аккумулятивную аллювиальную равнину и отложения верхнего мела и нижнего палеогена подстилаются породами палеозойского фундамента и нижнесреднеюрскими образованиями [Русанов, 2009]. Фациальный профиль меловых осадков тесно связан с тектоническим строением Кулундинской впадины. Палеозойский фундамент ступенями погружается с востока, севера и юга к центру впадины, где залегает на глубинах 400–500 м [Адаменко, 1974]. В пределах впадины выделяется несколько ступеней (структур II порядка) или структурных террас, в число которых входит Рубцовская структурная терраса, в пределах которой находится исследуемые разрезы. Здесь, в Кулундинской впадине палеомагнитному изучению была подвергнута вся толща верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложений они вскрыты скважинами 23 и 19 на глубинах 370–190 м. Геолого-стратиграфическая разбивка приводится по данным геолога Г.Г. Русанова. По геолого-стратиграфическим и палинологическим [Подобина и др., 2011] данным эти отложения относятся к трем последовательно залегающим и сменяющим друг друга снизу-вверх горизонтам и одноименным им свитам – ганькинской (кампан, маастрихт), талицкой (зеландий) и люлинворской (ипр). Как будет показано ниже, палеомагнитные данные позволили выполнить корректировку возраста исследованных отложений, установленного на основании палинологических [Подобина и др., 2011] и геолого-стратиграфических данных, удревняя нижнюю часть этих отложений (рисунок 3.7). Рисунок 3.7 - Район исследований и местоположение скв. 23 и 19. 1 — граница Западно-Сибирской плиты, 2 —скважины.
Для палеомагнитных исследований всего из мел-палеогеновых отложений было отобрано 441 образец, представляющий 122 стратиграфических уровня.
Cкважина 23. Ниже приводится разрез люлинворской, талицкой и ганькинской свит, вскрытых этой скважиной (сверху вниз) (рисунок 3.8).
Люлинворская свита (E1ll) (?), интервал 208-190 м, мощность 18 м. 1. Чередование глин светло-серо-голубоватых, плотных, аргиллитоподобных, однородных (в интервале глубин 195,9-196,1 м – темно-серых за счет углистого вещества) и глин темно-серых, аргиллитоподобных, жирных на ощупь, на изломе шероховатых с жирным блеском, плотных, однородных. Мощность……………………………………………………………………..18 м. Возраст свиты биостратиграфически не обоснован и определен только по геолого-стратиграфическим данным (танетом?). Из отложений свиты для палеомагнитных исследований было отобрано 68 ориентированных образцов-кубиков, Рисунок 3.8 - Палеомагнитный разрез верхнемеловых и мел-палеогеновых пород скв. 23. представляющих 17 стратиграфических уровней (см. рисунок 3.8). 87 Талицкая свита (P1tl), интервал 232 – 209 м, мощность 23 м. 1. Пески разнозернистые с преобладанием среднезернистых, слабо связанные глиной светло-серого цвета. На глубине 208, 3 м – обломок хорошо окатанных темно-серых кремнистых пород. Мощность ………………………………………………………………….12 м. 2. Глины серые, однородные, плотные, массивные. Мощность…………..5,4 м. 3. Пески серые, тонко-мелкозернистые, слюдисто-кварцево-полевошпатового состава, плотные, связанные глиной с тонко распыленным по массе углистым веществом, слабослоистые. Мощность…5,6 м.
Споро-пыльцевые комплексы по данным С.Н. Бабенко [Подобина и др., 2011] представлены Manicoprus sp., Fothergilla sp., Quercussparsus Samoilovitch, Hamamelidaceae, Quercus sp., Castanea crenataeformis Samigulina, Corylopsis sp., Ulmus sp., Ericaceae., Triprojectacites sp., Aquilapollenites sp., Myricaceoae, Tricolpites sp., Proteacidites sp., Selaginella sp. Доминирующими видами являются Manicoprus sp., Triprojectacites sp., Aquilapollenites sp. Много спор семейства Polypodiaceae, Lycopodium sp., папоротников Cyathea sp., Gleichenia sp., Lygodium sp. Их присутствие дает основание отнести полученный палинокомплекс к верхнему мелу (кампан–маастрихт?) [Подобина и др., 2011].
Магнитостратиграфические разрезы верхнемеловых и палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины
Верхняя обратно намагниченная часть разреза скв. 23 (интервал 298–232 м– ганькинский горизонт) и весь ганькинский горизонт в скв. 19 (интервал 340-243 м) на основании палинокомплекса ПК-II, установленного С.Н. Бабенко [Подобина и др., 2011] на глубине 255.5 м в скв. 23, датируется маастрихтом. Палинокомплекс ПК-III с глубины 229.0 м (скв. 23) более молодой, чем ПК-II и отложения, его содержащие, датируются как маастрихт-даний. В этой же скважине на глубине 206.0 м С.Н. Бабенко выделен палинокомплекс ПК-IV палеоцен-эоценового? возраста – талицкая и люлинворская свиты.
При сравнении разработанного магнитостратиграфического разреза верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений юга Кулундинской впадины с мировой магнитохронологической шкалой Градштейна [Gradstein et al., 2012] и с региональным магнитостратиграфическим разрезом верхнемеловых отложений юга Омской впадины [Гнибиденко и др., 2012; Лебедева и др., 2013; Гнибиденко и др., 2014] нам представляется возможным провести следующие сопоставления (рисунок 3.11).
Региональный магнитостратиграфический разрез верхнемеловых отложений юга Омской впадины составлен на основании детальных комплексных исследований трех скважин. В нем выделены пять магнитозон: одна длительная – прямой NK1-2(al-st) и четыре – обратной - R1K2km, R2K2mt, R1E1zl и R2E1i полярности, привязанные к ярусной шкале на основе палеонтологических данных (см. рисунок 3.11. А). Покурская, кузнецовская и ипатовская свиты верхнего мела, имеющие прямую полярность, образуют одну зону прямой полярности NK1-2(al-st). А славгородская и ганькинская свиты, разделенные перерывом, образуют две магнитозоны обратной полярности – R1K2km и R2K2mt. Рисунок 3.11 - Сводный магнитостратиграфический разрез верхнемеловых и мел-палеогеновых пород скв. 124, 114, 19. 23, магнитохронологическая шкала Градштейна и региональный магнитостратиграфический разрез верхнемеловых отложений юга Омской впадины [Gradstein et al., 2012; Гнибиденко и др., 2014; Гнибиденко и др., 2015 б, Гнибиденко и др., 2017]. Условн. обозн. см. на рисунке 3.8. Магнитозона прямой полярности NK1-2(al-st) датирована во временном интервале альб – сантон. Обратная полярность магнитозоны R1K2km, датируемая кампаном и обратная полярность магнитозоны R2K2mt, датируемая ранним маастрихтом, свидетельствуют о том, что верхний кампан и верхний маастрихт в региональном магнитостратиграфическом разрезе юга Омской впадины (юг Западно-Сибирской плиты) отсутствуют.
Идентичность палеомагнитной структуры регионального магнитостратиграфического разреза верхнемеловых отложений юга-запада Западно-Сибирской плиты (Омская впадина), имеющего весьма надежную палеонтологическую характеристику (см. рисунок 3.11 А) и на основе ее привязанную к ярусной шкале и палеомагнитной структуры вновь разработанного магнитостратиграфического разреза верхнемеловых отложений юга Кулундинской впадины (см. рисунок 3.11 В) позволяет сопоставить эти разрезы между собой, а следовательно, и привязать к ярусной шкале разрез верхнемеловых отложений юга Кулундинской впадины (см. рисунок 3.11 В). Таким образом, магнитозона прямой полярности N разработанного нами магнитостратиграфического разреза может быть сопоставлена с магнитозоной NK1-2(al-st) разреза юга Омской впадины и с хроном или фрагментом хрона прямой полярности С34 мировой магнитохронологической шкалы Градштейна [Gradstein et al., 2012], который завершается сантоном. Таким образом, основываясь на палеомагнитных данных можно утверждать, что магнитозона прямой полярности N древнее кампана. Магнитозона прямой полярности N, датируемая древнее кампана, согласно расчленению, Общей магнитостратиграфической шкалы на гиперзоны [Дополнения, 2000], соответствует фрагменту гиперзоны Джалал и сопоставляется с хроном или фрагментом хрона С34 (древнее 83.5 млн. лет). В этом случае магнитозона прямой полярности N (хрон или фрагмент хрона С34) уже не соответствует ганькинскому горизонту, а будет отнесена к ипатовскому?, кузнецовскому?, покурскому? горизонтам. Более определенно сопоставить эту магнитозону с одним или несколькими вышеназванными горизонтами на данном этапе исследований не представляется возможным. Магнитозона обратной полярности R1km, охватывающая обратно намагниченную часть кампана, сопоставляется с хроном C33(r), а магнитозона обратной полярности R2mt сооответствует нижней обратно намагниченной части маастрихта и сопоставляется с хроном С31(r). Две магнитозоны обратной полярности R1zl и R2i можно сопоставить с хронами С26(r) и С24(r) магнитохронологической шкалы. В результате этого сопоставления можно оценить перерывы между кампаном (R1km) и маастрихтом (R2mt) – хроны C33(n) и С32, маастрихтом (R2mt) и зеландием (R1zl) – хроны C31(n), C30, C29, C28 и С27, что оставляет приблизительно 7.5 млн. лет.
Заключение о магнитостратиграфических разрезах верхнемеловых отложений юга Кулундинской впадины
В результате выполненных исследований впервые для юга Кулундинской впадины (юг Западной Сибири) получены палеомагнитные характеристики и разработан региональный магнитостратиграфический разрез верхнемеловых и пограничных мел-палеогеновых отложений, совершенно не изученных в палеомагнитном отношении в этом регионе. В магнитостратиграфическом разрезе нами выделено пять полярных магнитозон: одна длительная – прямой полярности и четыре – обратной (рисунок 3.12). Определено возрастное – стратиграфическое и хронологическое положение выделенных магнитозон. Обнаружены горизонты обратной намагниченности (R–горизонты) в прямой монополярной магнитозоне N, чем подтверждается, все более проявляющаяся в последние годы, тенденция к усложнению структуры мелового монополярного суперхрона прямой полярности С34 за счет выявления в нем новых инверсий и эпизодов. Немногочисленность палеомагнитных данных для верхнемелового временного интервала в одном из крупнейших седиментационных нефтегазоносных бассейнов мира – Западной Сибири делают уникальным полученный материал и свидетельствуют о новизне полученных результатов.