Комплекс преобразований терригенных и карбонатных отложений укской свиты верхнего рифея Южного Урала в стратотипическом разрезе (р. Юрюзань, г. Усть-Катав)

Объект исследования. Установлены и изучены продукты эпигенетических преобразований карбонатных и терригенных пород укской свиты верхнего рифея Башкирского мегантиклинория в стратотипическом разрезе (р. Юрюзань у г. Усть-Катав).

Материал и методы. Методом рентгеноструктурного анализа определен минеральный состав отложений, породы изучены в шлифах под поляризационным микроскопом, отдельные образцы исследованы с помощью электронного микроскопа. Для оценки характера вторичных изменений задействован стадиальный анализ.

Результаты. Получены данные о последовательности и интенсивности преобразований как терригенных, так и карбонатных отложений. Все эпигенетические изменения пород укской свиты подразделены на градационные (эпигенез прогрессивный/погружения) и наложенные/флюидотектонические (эпигенез наложенный). К градационным отнесены фоновые преобразования, связанные с изменением термобарических условий в течение геологического времени, а также аутигенный собственный минералогенез. В число наложенных включены аутигенный наложенный/чужеродный минералогенез (метасоматоз и заполнение пустот), образование пустот и преобразования, связанные с локальными изменениями температуры и давления. Наложенные процессы (главным образом метасоматоз) были типичны для отложений, изначально обладающих высокой проницаемостью: песчаников тонкозернистых, известняков оолитовых, интракластовых и некоторых строматолитовых – они характеризуются богатством продуктов эпигенеза, взаимоотношения между которыми позволяют судить о последовательности протекавших процессов.

Выводы. Комплекс структурно-минералогических признаков пород свидетельствует о градационных преобразованиях на уровне начала позднего катагенеза, что близко к литературным данным по геохимии органического вещества, указывающим на достижение отложениями мезокатагенеза. Завершение прогрессивного эпигенеза, скорее всего, обусловлено формированием Уральского орогена в позднем палеозое. Совокупность вторичных изменений свидетельствует о существенном влиянии наложенных эпигенетических процессов на осадочную последовательность, но в основном только в пределах пачек или пластов, которые могли служить проводниками флюидов.

1. Анфимов Л.В. (1997) Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 290 с.

2. Багринцева К.И. (1999) Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. M.: РГГУ, 285 с.

3. Беккер Ю.Р. (1961) Возраст и последовательность напластования отложений верхней части каратауской серии Южного Урала. Изв. АН СССР. Сер. геол., (9), 49-60.

4. Вакуленко Л.Г. (2017) Роль постседиментационных процессов в формировании и изменении коллекторских свойств мезозойских терригенных пород Западной Сибири (история исследований). Современные проблемы седиментологии в нефтегазовом инжиниринге. Тр. III Всерос. науч.‐практ. седиментологического совещ. Томск: ЦППС НД, 20-32.

5. Васильева К.Ю. (2017) Стадийность постседиментационных изменений карбонатных пород рифея – венда Куюмбинского месторождения и ее связь с геологической эволюцией Байкитской антеклизы (юго-запад Сибирской платформы). Дисс. … канд. геол.-мин. наук. СПб.: СПбГУ, 138 с.

6. Вассоевич Н.Б. (1983) Стадии литогенеза. Справочник по литологии. М.: Недра, 85-96.

7. Гмид Л.П. (2006) Литологические аспекты изучения карбонатных пород-коллекторов. Нефтегазов. геол. Теория и практика, (1), 1-23.

8. Дуб С.А. (2021) Верхнерифейско-вендские отложения Башкирского мегантиклинория Южного Урала: состояние изученности и стратиграфическое расчленение. Геология и геофизика, 62(11), 1511-1530. https://doi.org/10.15372/GiG2021120

9. Дуб С.А., Горбунова Н.П. (2019) Химический состав пород укской свиты верхнего рифея Южного Урала: связь с обстановками осадконакопления и постседиментационными преобразованиями. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 166, 52-58.

10. Дуб С.А., Гражданкин Д.В. (2021) Литология и обстановки осадконакопления карбонатных отложений укской свиты верхнего рифея (неопротерозой) Южного Урала. Литология и полез. ископаемые, (6), 513-537. https://doi.org/10.31857/S0024497X21060033

11. Дуб С.А., Мельничук О.Ю., Крупенин М.Т. (2024) Карбонатно-терригенные отложения нижнеукской подсвиты верхнего рифея в стратотипическом разрезе и их корреляция в пределах Башкирского мегантиклинория Южного Урала. Литосфера, 24(3), 451-478. https://doi.org/10.24930/2500-302X-2024-24-3-451-478

12. Дуб С.А., Чередниченко Н.В., Киселева Д.В., Горбунова Н.П., Гуляева Т.Я., Дерюгина Л.К. (2019) Поведение микроэлементов в кислотных вытяжках (уксусной, азотной и соляной) из терригенно-карбонатных пород укской свиты верхнего рифея Южного Урала. Литосфера, 19(6), 919-944. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-6-919-944

13. Зайцева Т.С., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Семихатов М.А., Кузнецов А.Б., Мельников Н.Н., Аракелянц М.М., Яковлева О.В. (2008) Мессбауэровские характеристики, минералогия и изотопный возраст (Rb-Sr и K-Ar) верхнерифейских глауконитов укской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция, 14(3), 3-24.

14. Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Горожанин В.М., Горохов И.М., Ивановская Т.А., Константинова Г.В. (2019) Основание венда на Южном Урале: Rb-Sr возраст глауконитов бакеевской свиты. Стратиграфия. Геол. корреляция, 27(5), 82-96. https://doi.org/10.31857/S0869-592X27582-96-12099

15. Зубков М.Ю. (2017) Тектоногидротермальные процессы в юрских отложениях Западной Сибири. Геология нефти и газа, (1), 60-76.

16. Каледа Г.А. (1985) Изменчивость отложений на тектонических структурах. М.: Наука, 192 с.

17. Карбонаты. Минералогия и химия. (1987) (Под ред. Р.Дж. Ридера). M.: Мир, 496 с.

18. Козлов В.И. (1982) Верхний рифей и венд Южного Урала. М.: Наука, 128 с.

19. Кольчугин А.Н., Морозов В.П., Королев Э.А., Имменхаузер А., Вальтер Б. (2019) Некоторые особенности вторичных преобразований нижне и среднекаменноугольных нефтеносных коллекторов Волго-Уральского региона. Новые идеи в геологии нефти и газа. Сб. науч. тр. (Отв. ред. А.В. Ступакова). М.: Перо, 222-226.

20. Копелиович А.В. (1965) Эпигенез древних толщ юго-запада Русской платформы. М.: Наука, 349 с.

21. Коссовская А.Г., Шутов В.Д. (1956) Характер и распределение минеральных новообразований в разрезе мезо-палеозойских отложений Западного Верхоянья. О вторичных изменениях осадочных пород. Сб. ст. (Отв. ред. чл.-кор. АН СССР Л.В. Пустовалов). М.: АН СССР, 135-168.

22. Кринари Г.А. (2010) Литогенез и минералогия нефтеносных осадочных пород. Ч. I. Стадии гипергенеза – диагенеза. Казань: Каз. ун-т, 64 с.

23. Крупенин М.Т. (1999) Условия формирования сидеритоносной бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 257 с.

24. Крылов И.Н. (1967) Рифейские и нижнекембрийские строматолиты Тянь-Шаня и Каратау. М.: Наука, 78 с.

25. Кузнецов А.Б., Семихатов М.А., Маслов А.В., Горохов И.М., Прасолов Э.М., Крупенин М.Т., Кислова И.В. (2006) Sr- и С-изотопная хемостратиграфия типового разреза верхнего рифея (Южный Урал): новые данные. Стратиграфия. Геол. корреляция, 14(6), 25-53.

26. Кузнецов В.Г. (2007) Литология. Осадочные горные породы и их изучение. М.: Недра-Бизнесцентр, 511 с.

27. Кузнецов В.Г., Скобелева Н.М. (2005) Процесс окремнения рифейских карбонатных отложений (Юрубчено-Тохомская зона, Сибирская платформа). Литология и полез. ископаемые, (6), 637-650.

28. Лебедев Б.А. (1992) Геохимия эпигенетических процессов в осадочных бассейнах. Л.: Недра, 239 с.

29. Логвиненко Η.В., Орлова Л.В. (1987) Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. Л.: Недра, 237 с.

30. Лукин А.Е., Зощенко Н.А., Харахинов В.В., Донцов В.В., Наумко И.М. (2009) Литогеодинамические факторы формирования нафтидоносных метасоматических доломитов рифея Восточной Сибири. Геол. журн., (1), 7-24.

31. Маслов А.В. (1997) Осадочные ассоциации рифея стратотипической местности (эволюция взглядов на условия формирования, литофациальная зональность). Екатеринбург: УрО PAH, 220 c.

32. Маслов А.В., Гражданкин Д.В., Дуб С.А., Мельник Д.С., Парфенова Т.М., Колесников А.В., Чередниченко Н.В., Киселева Д.В. (2019) Укская свита верхнего рифея Южного Урала: седиментология и геохимия (первые результаты исследований). Литосфера, 19(5), 659-686. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-5-659-686

33. Махнач А.А. (2000) Стадиальный анализ литогенеза. Минск: БГУ, 255 с.

34. Морозов В.П. (2009) Седиментогенез и постседиментационные изменения палеозойских карбонатных отложений востока Восточно-Европейской платформы. Автореф. дисс. … докт. геол.-мин. наук. Казань: Каз. ун-т, 48 с.

35. Парфенова Т.М., Мельник Д.С. (2020) Геохимия рассеянного органического вещества пород укской свиты (верхний рифей, Южный Урал). От анализа вещества – к бассейновому анализу. Мат-лы 13 Урал. литол. совещ. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 190-192.

36. Патрунов Д.К. (1998) Надкласс карбонатные породы – карбонатолиты. Малые карбонатные породы – поликарбонатолиты. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. (Отв. ред. В.Н. Шванов). СПб.: Недра, 184-196.

37. Петров П.Ю. (2011) Molar tooth structures: механизм формирования и специфика карбонатного диагенеза в позднем докембрии (сухотунгусинская свита рифея Туруханского поднятия Сибири). Стратиграфия. Геол. корреляция, 19(3), 3-26.

38. Постседиментационные изменения карбонатных пород и их значение для историко-геологических реконструкций. (1980) (Отв. ред. В.Г. Кузнецов). М.: Наука, 102 с.

39. Пустовалов Л.В. (1940) Петрография осадочных пород. М.; Л.: Гостоптехиздат. Ч. 1. 476 с.; Ч. 2. 420 с.

40. Рухин Л.Б. (1961) Основы литологии. Л.: Гостоптехиздат, 779 с.

41. Рянская А.Д., Щапова Ю.В., Гуляева Т.Я., Галахова О.Л., Петрищева В.Г., Горбунова Н.П., Татаринова Л.А. (2015) Полнопрофильный рентгенодифракционный анализ фазово-минерального состава пород-коллекторов нефти и газа с использованием программы SIROQUANT (на примере искусственных смесей). Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 162, 267-275.

42. Сергеева Н.Д., Пучков В.Н., Дьякова С.А., Зайцева Т.С. (2023) Опорный разрез укской свиты верхнего рифея (каратавия) в Алатауском антиклинории (Южный Урал). Литосфера, 23(1), 38-51.

43. Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология. (1983) (Отв. ред. Б.М. Келлер, Н.М. Чумаков). М.: Наука, 184 с.

44. Страхов Н.М., Логвиненко Н.В. (1959) О стадиях осадочного породообразования и их наименовании. Докл. АН СССР, 125(2), 389-392.

45. Тугарова М.А. (2020) Вторичные изменения карбонатных пород нефтегазоносных комплексов. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, (4), 18-23.

46. Фролов В.Т. (1992) Литология. Т. 1. M.: МГУ, 336 с. Фролов В.Т. (2009) Катагенез. Большая российская энциклопедия. Т. 13. М.: БРЭ, 304.

47. Холодов В.H. (1983) Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). М.: Наука, 152 с.

48. Холодов В.Н. (1970) О терминах, применяемых при изучении вторичных изменений осадочных пород. Литология и полез. ископаемые, (6), 91-102.

49. Шутов В.Д. (1967) Классификация песчаников. Литология и полез. ископаемые, (5), 86-103.

50. Юдович Я.Э. (2008) Размышления об инфильтрационном эпигенезе. Изв. Томского политех. ун-та, 312, (1), 4-10.

51. Япаскурт О.В. (2008) Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования. М.: ЭСЛАН, 356 с.

52. Япаскурт О.В. (2016) Стадиальный анализ минеральных свидетелей динамики процеcсов формирования и эволюции вещества осадочных пород – перспективное научное направление литологии и нефтегазовой геологии. Георесурсы, 18(1), 64-68.

53. Dunham R.J. (1962) Classification of carbonate rocks according to depositional texture. AAPG Memoir. Classification of carbonate rocks. (Ed. by W.E. Ham). V. 1, 108-121.

54. Immenhauser A. (2022) On the delimitation of the carbonate burial realm. Depos. Rec., 8(2), 524-574. https://doi.org/10.1002/dep2.173

55. Kriscautzky A., Kah L.C., Bartley J.K. (2022) Molar-Tooth Structure as a Window into the Deposition and Diagenesis of Precambrian Carbonate. Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 50, 205-230. https://doi.org/10.1146/annurevearth-031621-080804

56. Ma P., Lin C., Jahren J., Dong C., Ren L., Hellevang H. (2021) Cyclic zoning in authigenic saddle dolomite-ankerite: Indications of a complex interplay between faultrupturing and diagenetic alteration. Chem. Geol., 559, 119831. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119831

57. Radke B.M., Mathis R.L. (1980) On the formation and occurrence of saddle dolomite. J. Sediment. Petrol., 50(4), 1149-1168. https://doi.org/10.1306/212F7B9E-2B24-11D7-8648000102C1865D

58. van de Kamp P.C. (2008) Smectite-illite-muscovite transformations, quartz dissolution and silica release in shales. Clays Clay Miner., 56(1), 66-81. https://doi.org/10.1346/CCMN.2008.0560106

59. van de Kamp P.C. (2016) Potassium distribution and metasomatism in pelites and schists: How and when, relation to postdepositional events. J. Sediment. Res., 86, 683-711. https://doi.org/10.2110/jsr.2010.081