Пермско-триасовые трапповые вулканиты в доюрском фундаменте арктической части Западно-Сибирской платформы

Объект исследования. Пермско-триасовые трапповые вулканиты в фундаменте арктической части Западно-Сибирской платформы залегают преимущественно в грабен-рифтовых структурах. Трапповые вулканиты в данном регионе характеризуются наименьшей изученностью, по сравнению с другими районами их распространения, главным образом из-за значительной глубины залегания (4–6 км и более).

Материалы и методы. В ходе работы были иcследованы 36 образцов керна из 11 сверхглубоких и глубоких скважин. Изотопные отношения измерены на масс-спектрометрах NEPTUNE PLUS (Nd, Sm) и TRITON PLUS (Rb, Sr). Изучение битума производилось при помощи рамановского спектрометра LabRAM HR800 Evolution. Выполнена деконволюция рамановских спектров (процедуры “Peak fitting”) и оценена температура преобразования битума.

Результаты. Около половины образцов вулканитов подверглись метаморфизму пренит-пумпеллиитовой и местами зеленосланцевой фации или интенсивным низкотемпературным гидротермальным изменениям. По геохимическим характеристикам изученные базальты близки к типичным трапповым базальтам, но имеют некоторое сходство с островодужными вулканитами. Впервые найдены тонкие включения битума в миндалинах пермско-триасовых базальтов в сверхглубокой скважине Тюменская СГ-6 на глубине 7310.6 м. Показано высокое сходство изученных вулканитов по геохимическим характеристикам и изотопному составу Sr и Nd с траппами Сибирской платформы.

Выводы. Наличие в некоторых проанализированных образцах отрицательной аномалии по Ta, Nb, Ti, а также отрицательной Ce-аномалии свидетельствует о возможной контаминации изученных базальтов островодужными вулканитами и вулканогенно-осадочными породами. Температура преобразования битума во включениях в базальтах из скв. Тюменская СГ-6, по данным рамановской спектроскопии, 150–300°C и в целом соответствует температуре метаморфизма вмещающей базальтовой толщи. Присутствие битума в миндалинах может быть свидетельством его миграции через базальтовую толщу углеводородов.

1. Альмухамедов А.И., Медведев А.Я., Золотухин В.В. (2004) Вещественная эволюция пермотриасовых базальтов Сибирской платформы во времени и пространстве. Петрология, 12(4), 339-353.

2. Батурина Т.П., Сараев С.В., Травин А.В. (2005) Каменноугольные и пермотриасовые вулканиты в зоне сочленения Урала и Западной Сибири. Геология и геофизика, 46(5), 504-516.

3. Берзин С.В., Иванов К.С., Зайцева М.В. (2016) Пермотриасовые базальты фундамента Западно-Сибирского бассейна, вскрытые сверхглубокой скважиной Ен-Яхинская СГ-7. Литосфера, (6), 117-128.

4. Бочкарев В.С., Брехунцов А.М., Иванов К.С. (2013) Основные результаты сверхглубокого бурения скважин (СГ-6 Тюменской и СГ-7 Ен-Яхинской) в Западной Сибири. Горн. ведомости, (12), 6-30.

5. Бочкарев В.С., Брехунцов А.М., Лукомская К.Г. (2010) Складчатый фундамент полуострова Ямал. Горн. ведомости, (8), 6-35.

6. Буслов М.М., Сафонова И.Ю., Федосеев Г.С., Рейчоу М., Дэвис К., Бабин Г.А. (2010) Пермотриасовый плюмовый магматизм Кузнецкого бассейна (Центральная Азия): геология, геохронология, геохимия и геодинамические следствия. Геология и геофизика, 51(9), 1310-1328.

7. Гусев Н.И., Строев Т.С., Шарипов А.Г., Назаров Д.В. Круглова А.А., Никольская О.А., Саванин В.В., Гладышева А.С., Михайлов Д.А., Сергеева Л.Ю., Николаева Л.С., Богомолов В.П., Савельев С.О. (2018) Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Сер. Норильская. Лист Q-47-Тура. Объяснительная записка. СПб.: Картограф. фабрика ВСЕГЕИ, 328 с.

8. Добрецов Н.Л. (2005) Крупнейшие магматические провинции Азии (250 млн лет): сибирские и эмейшаньские траппы (платобазальты) и ассоциирующие гранитоиды. Геология и геофизика, 46(9), 870-890.

9. Ерохин Ю.В., Иванов К.С. (2016) Минералогия фаялитового габбро из доюрского фундамента Новопортовской площади (Южный Ямал, Арктика). Вестн. Уральского отделения РМО, 13, 43-51.

10. Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Бочкарев В.С., Пономарев В.С., Захаров А.В. (2019) Габброиды доюрского основания Арктики и их сульфидная минерализация (Сюнай-Салинская площадь, полуостров Ямал). Минералогия, 5(3), 38-46.

11. Ёлкин Е.А., Конторович А.Э., Бахарев Н.К., Беляев С.Ю., Варламов А.И., Изох Н.Г., Каныгин А.В., Каштанов В.А., Кирда Н.П., Клец А.Г., Конторович В.А., Краснов В.И., Кринин В.А., Моисеев С.А., Обут О.Т., Сараев С.В., Сенников Н.В., Тишенко В.М., Филиппов Ю.Ф., Хоменко A.B., Хромых В.Г. (2007) Палеозойские фациальные мегазоны в структуре фундамента Западно-Сибирской геосинеклизы. Геология и геофизика, 48(6), 633-650.

12. Западная Сибирь. Геология и полезные ископаемые России. (2000) Т. 2 (Pед. А.Э. Конторович, В.С. Сурков). СПб.: ВСЕГЕИ, 477 с.

13. Иванов К.П. (1974) Триасовая трапповая формация Урала. М.: Наука, 154 с.

14. Иванов К.П., Иванов К.С., Расулов А.Т., Ронкин Ю.Л. (2010) О возрасте и составе туринской серии на реке Синара (Средний Урал). Горн. ведомости, (5), 52-57.

15. Иванов К.С., Ерохин Ю.В. (2019) О времени заложения системы триасовых рифтов Западной Сибири. Докл. АН, 486(1), 88-92.

16. Иванов К.С., Костров Н.П, (2019) О взаимосвязи геодинамики, теплового потока, глубнного строения и нефтегазоносности Ямала Докл. АН, 486(2), 208-211.

17. Иванов К.С., Лац С.А., Коротеев В.А., Костров Н.П., Погромская О.Э. (2018) Главные причины закономерности размещения месторождений нефти Западно-Сибирской платформы. Докл. АН, 481(3), 285-288.

18. Иванов К.С., Ерохин Ю.В., Пучков В.Н., Пономарев В.С., Костров Н.П., Хиллер В.В. (2021). Складчатый фундамент полуострова Ямал и его структурные связи. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 285 с.

19. Киричкова А.И. (2011) Триас Западной Сибири: литостратоны опорных разрезов. Разведка и охрана недр, (4), 27-33.

20. Клубов Б.А. Винокуров И.Ю., Гарибьян Е.В. (1997) Битумопроявления на о-ве Хейса. Геология нефти и газа, (2), 1-6.

21. Коротков Б.С., Симонов А.В. (2010) Перспективы поисков газа в глубоких горизонтах Западной Сибири. Научно-технический сборник. Вести газовой науки, (2), 48-56.

22. Криволуцкая Н.А., Рудакова А.В. (2009) Строение и гео химические особенности пород трапповой формации Норильской мульды (СЗ Сибирской платформы). Геохимия, (7), 675-698.

23. Крук Н.Н., Плотников А.В., Владимиров А.Г., Кутолин В.А. (1999) Геохимия и геодинамические условия формирования траппов Кузбасса. Докл. АН, 369(6), 812-815.

24. Лобова Г.А., Коржов Ю.В., Кудряшова Л.К. (2014) Генезис доюрских залежей нефти Рогожниковской группы месторождений по данным гравиразведки и геохимии (Тюменская область). Изв. Томск. политехн. ун-та, 324(1), 65-72.

25. Медведев А.Я., Альмухамедов А.И., Кирда Н.П. (2003) Геохимия пермотриасовых вулканитов Западной Сибири. Геология и геофизика, 44(1-2), 86-100.

26. Мещеряков К.А., Карасёва Т.В. (2011) Особенности обнаружения разрушенных залежей нефти на больших глубинах. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 6(3), Статья № 27.

27. Мещеряков К.А., Карасёва Т.В., Кожанов Д.Д., Мещерякова О.Ю. (2019) Триасовый нефтегазоносный комплекс – потенциальный объект для прироста ресурсной базы Западной Сибири. Вестн. Перм. ун-та. Гео логия, 18(1), 73-78.

28. Мясникова Г.П., Солопахина Л.А., Мариненкова Н.Л., Клопов А.Л., Шпильман А.В., Яцканич Е.А. (2005) Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности доюрских отложений территории ХМАО. Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. Восьмая научно-практическая конференция. Ханты-Мансийск, 148-163.

29. Наставко А.В., Бородина Е.В., Изох А.Э. (2012) Петролого-минералогические особенности вулканитов центральной части Кузбасса (Южная Сибирь). Геология и геофизика, 53(4), 435-449.

30. Никишин В.А., Малышев Н.А., Никишин А.М., Обметко В.В. (2011) Позднепермско-триасовая система рифтов Южно-Карского осадочного бассейна. Вестн. Моск. университета. Сер. 4: Геология, (6), 3-9.

31. Патон М.Т., Иванов А.В., Фиорентини М.Л., Мак-Наугтон Н.Ж., Мудровская И., Резницкий Л.З., Демонтерова Е.И. (2010) Позднепермские и раннетриасовые магматические импульсы в Ангаро-Тасеевской синклинали, Южно-Сибирские траппы и их возможное влияние на окружающую среду. Геология и геофизика, 51(9), 1298-1309.

32. Подурушин В.Ф. (2011) Тектоника фундамента и ее влияние на формирование газового потенциала полуострова Ямал. Вести газовой науки, (3), 65-72.

33. Пономарев В.С., Ерохин Ю.В., Иванов К.С. (2017) Вещественный состав базальтов из доюрского основания Западной Сибири (Западно-Таркосалинская площадь, ЯНАО). Изв. УГГУ, (1), 14-18.

34. Пономарев В.С., Иванов К.С., Ерохин Ю.В. (2019) Вещественный состав базальтов и долеритов из доюрского основания Западно-Сибирской плиты (Верхнехудосейская площадь, ЯНАО). Изв. высших учебн. завед. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки, (3), 62-69.

35. Пономарев В.С., Иванов К.С., Ерохин Ю.В. (2020) Composition of volcanites from pre-Jurassic basement of the Western Siberian megabasin (Lakyuganskaya oil exploration area, YNAD). Изв. УГГУ (2), 7-19.

36. Попов Е.А., Стовбун Ю.А., Русских А.С. (2021) Об источнике нефтеносного потенциала доюрского комплекса Западной Сибири. (Ч. 1). Бурение и нефть, (1).

37. Попов В.С., Богатов В.И., Петрова А.Ю., Беляцкий Б.В. (2003) Возраст и возможные источники гранитов Мурзинско-Адуйского блока, Средний Урал, Rb-Sr и Sm-Nd изотопные данные. Литосфера, (4), 3-18.

38. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

39. Пучков В.Н., Иванов К.С. (2020) Тектоника севера Урала и Западной Сибири: общая история развития. Гео тектоника, (1), 41-61.

40. Сараев С.В., Батурина Т.П., Пономарчук В.А., Травин А.В. (2009) Пермотриасовые вулканиты Колтогорско-Уренгойского рифта Западно-Сибирской гео синеклизы. Геология и геофизика, 50(1), 4-20.

41. Серебренникова О.В., Васильев Б.Д., Туров Ю.П., Филиппова Т.Ю. (2003) Нафтиды в базальтах нижнего девона Северо-Минусинской впадины. Докл. АН, 390(4), 525-527.

42. Смирнов В.Н., Иванов К.С. (2019) Структурные связи Урала и Западной Сибири: единый этап формирования на границе перми и триаса. Докл., 488(3), 294-297.

43. Смирнов В.Н., Иванов К.С., Краснобаев А.А. Бушляков И.Н., Калеганов Б.А. (2006) Результаты R-Ar датирования Адуйского гранитного массива (Восточный склон Среднего Урала). Литосфера, (2), 148-156.

44. Сурков В.С., Жеро О.Г., Смирнов Л.В. (1984) Арктико-Североатлантическая рифтовая мегасистема. Геология и геофизика, (8), 3-11.

45. Тимонин Н.И. (1998) Печорская плита: история геологического развития в фанерозое. Екатеринбург: УрО РАН, 240 с.

46. Федоcеев Г.C., Cотников В.И., Pиxванов Л.П. (2005) Геохимия и геохронология пермотриасовых базитов северо-западной части Алтае-Саянcкой складчатой области. Геология и геофизика, 46(3), 289-302.

47. Филиппов М.М. (2013) Антраксолиты. СПб.: ВНИГРИ, 296 с.

48. Anosova M.O., Kostitsyn Yu.A., Kogarko L.N. (2019) Correlation of High-Calcium Silica-Undersaturated Complex of the Maymecha-Kotuy Province with Siberian Flood Basalts: New Age Data on the Kugda Massif (Polar Siberia). Geochem. Int., 57(12), 1339-1342.

49. Arndt N., Chauvel C., Czamanske G., Fedorenko V. (1998) Two mantle sources, two plumbing systems: tholeiitic and alkaline magmatism of the Maymecha River basin, Siberian flood volcanic province. Contrib. Mineral. Petrol., 133(3), 297-313.

50. Augland L.E., Ryabov V.V., Vernikovsky V.A., Planke S., Polozov A.G., Callegaro S., Jerram D.A., Svensen H.H. (2019) The main pulse of the Siberian Traps expanded in size and composition. Sci. Rep., 9, #18723.

51. Bellot N., Boyet M., Doucelance R., Bonnand P., Savov I.P., Plank T., Elliott T. (2018) Origin of negative cerium anomalies in subduction-related volcanic samples: Constraints from Ce and Nd isotopes. Chem. Geol., 500, 46-63.

52. Berzin S.V., Ivanov K.S., Streletskaya M.V., Zaytseva M.V., Soloshenko N.G. (2018) Pb, Sr and Nd Isotope Ratios of Permian-Triassic Flood Basalts in the Basement of the West Siberian Plate. Russian Forum of Young Scientists, KnE Engineering, 46-54.

53. Erokhin Yu.V., Ivanov K.S. (2019) On the discovery and study of anthraxolite in Triassic plagiorhyolite on the border of the Ural and western Siberia. Geosci. J., 23, 273-279.

54. Ferrari A. C., Robertson J. (2000) Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. Phys. Rev. B, 61(20), #14095.

55. Ivanov A.V., He H., Yang L., Nikolaeva I.V., Palesskii S.V. (2009) 40Ar/39Ar dating of intrusive magmatism in the Angara-Taseevskaya syncline and its implication for duration of magmatism of Siberian Traps. J. Asian Earth Sci., 35(1), 1-12.

56. Ivanov K.S., Puchkov V.N., Fyodorov Yu.N., Erokhin Yu.V., Pogromskaya O.E. (2013б) Tectonics of the Urals and adjacent part of the West-Siberian platform basement: Main features of geology and development. J. Asian Earth Sci., 72, 12-24.

57. Kogarko L.N., Zartman R.E. (2011) New Data on the Age of the Guli Intrusion and Implications for the Relationships between Alkaline Magmatism in the Maymecha-Kotuy Province and the Siberian Superplume: U-Th-Pb Isotopic Systematics. Geochem. Int., 49(5), 439-448.

58. Kouketsu Y. Mizukami T., Mori H., Endo S., Aoya M., Hara H., Nakamura D., Wallis S. (2014) A new approach to develop the Raman carbonaceous material geothermometer for low‐grade metamorphism using peak width. Island Arc, 23(1), 33-50.

59. Kuno H. (1968) Differentiation of basalt magmas. Basalts: the poldervaart treatise on rocks of basaltic composition. V. 2. N.Y.: Interscience, 623-688.

60. Lahfid A., Beyssac O., Deville E., Negro F., Chopin C., Goffé B. (2010) Evolution of the Raman spectrum of carbonaceous material in low‐grade metasediments of the Glarus Alps (Switzerland). Terra Nova, 22(5), 354-360.

61. Latyshev A.V., Veselovskiy R.V., Ivanov A.V. (2018) Paleomagnetism of the Permian-Triassic intrusions from the Tunguska syncline and the Angara-Taseeva depression, Siberian traps large igneous province: evidence of contrasting styles of magmatism. Tectonophysics, 723, 41-55.

62. Mullen E.D. (1983) MnO/TiO2/P2O5: a minor element discriminant for basaltic rocks of oceanic environments and its implications for petrogenesis. Earth Planet. Sci. Lett., 62, 53-62.

63. Pearce J.A., Gale G.H. (1977) Identification of ore-deposition environment from trace-element geochemistry of associated igneous host rocks. Volcanic processes in ore genesis. L.: Inst. Mining Metallurg, 14-24.

64. Pearce T.H., Gorman B.E., Birkett T.C. (1975) The TiO2-K2O-P2O5 diagram: a method of discriminating between oceanic and non-oceanic basalts. Earth Planet. Sci. Lett., 24(3), 419-426.

65. Puchkov V.N., Ernst R.E., Ivanov K.S. (2021) The importance and difficulties of identifying mantle plumes in orogenic belts: An example based on the fragmented large igneous province (LIP) record in the Ural fold belt. Precambr. Res., 361, 106186.

66. Rahl J.M., Anderson K.M., Brandon M.T., Fassoulas C. (2005) Raman spectroscopic carbonaceous material thermometry of low-grade metamorphic rocks: Calibration and application to tectonic exhumation in Crete, Greece. Earth Planet. Sci. Lett., 240(2), 339-354.

67. Reichow M.K., Pringle M.S., Al’Mukhamedov A.I., Allen M.B., Andreichev V.L., Buslov M.M., Davies C.E., Fedoseev G.S., Fitton J.G., Inger S., Medvedev A.Ya., Mitchell C., Puchkov V.N., Safonova I.Yu., Scott R.A., Saunders A.D. (2009) The timing and extent of the eruption of the Siberian Traps large igneous province: Implications for the end-Permian environmental crisis. Earth Planet. Sci. Lett., 277, 9-20.

68. Reichow M.K., Saundersa A.D., Whitea R.V., Al’Mukhamedov A.I., Medvedev A.Ya. (2005) Geochemistry and petrogenesis of basalts from the West Siberian Basin: an extension of the Permo-Triassic Siberian Traps, Russia. Lithos, 79(3-4), 425-452.

69. Robertson J. (1991) Hard amorphous (diamond-like) carbons. Progress in Solid State Chem., 21(4), 199-333.

70. Sadezky A., Sadezkya A., Muckenhuber H., Grothe H., Niessner R., Poschl U. (2005) Raman microspectroscopy of soot and related carbonaceous materials: spectral analysis and structural information. Carbon, 43(8), 1731-1742.

71. Sharma M., Basu A.R., Nesterenko G.V. (1992) Temporal Sr-, Nd- and Pb-isotopic variations in the Siberian flood basalts: Implications for the plume-source characteristics. Earth Planet. Sci. Lett., 113(3), 365-381.

72. Streletskaya M.V., Zaytceva M.V., Soloshenko N.G. (2017) Sr and Nd chromatographic separation procedure for precise isotope ratio measurement using TIMS and MCICP-MS methods. European winter conference on plasma spectrochemistry (EWCPS-2017), #319.

73. Sun S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geol. Soc., Spec. Publ., 42, 313-345.

74. Svetlitskaya T.V., Nevolko P.A. (2016) Late Permian–Early Triassic traps of the Kuznetsk Basin, Russia: Geochemistry and petrogenesis in respect to an extension of the Siberian Large Igneous Province. Gondwana Res., 39, 57-76.

75. Tuinstra F., Koenig J.L. (1970) Raman spectrum of graphite. J. Chem. Phys., 53(3), 1126-1130.

76. Wopenka B., Pasteris J.D. (1993) Structural characterization of kerogens to granulite-facies graphite: applicability of Raman microprobe spectroscopy. Amer. Mineral., 78(5-6), 533-557.