Особенности сидеритовой минерализации в юрско-нижнемеловых глинисто-терригенных отложениях Западной Сибири

Объект исследования. Сидерит юрских и нижнемеловых отложений Западно-Сибирского осадочного бассейна.

Цель. Определить закономерные изменения структуры и состава сидеритовой минерализации в зависимости от обстановок седиментации и стадий преобразования вмещающих отложений.

Материалы и методы. Исследовались проявления сидеритовой минерализации в разнофациальных юрских и нижнемеловых отложениях Западной Сибири. Морфология и состав выделений сидерита определялись методами оптической и электронной микроскопии с использованием энергодисперсионного спектрометрометрического микрозонда. В соляно-кислотных вытяжках методом ИСП-МС установлены содержания Fe, Mg, Ca, Mn, Al, Sr. Изотопный состав С и О в сидеритах определен с помощью масс-спектрометра изотопных отношений Finnigan^TM MAT 253.

Результаты. Установлено многообразие форм проявления сидерита, среди которых преобладают пелитоморфный и глобулярный, в меньшей степени – микро- и тонкокристаллический и сферолитовый. Сидериты континентальных вмещающих отложений более чистые по химическому составу, в то время как в морских зафиксированы повышенные содержания Ca и Mg. В морских сидеритах отмечены незначительные вариации δ¹³С (от –5.5 до +5.5‰), а для континентальных характерен широкий диапазон значений δ¹³С (от –8.7 до +13.5‰). По изотопному составу кислорода сидерит континентальных отложений имеет более легкий состав (δ¹⁸О от 13.5 до +17.6‰) по сравнению с прибрежно- и мелководно-морскими (δ¹⁸О от +22.3 до +24.4‰). При изучении структурно-морфологических разновидностей сидерита установлено, что раннедиагенетические генерации характеризуются более чистым составом, незначительно проявленные катагенетические – повышенным содержанием Ca, Mn и Mg. Эту закономерность можно использовать при проведении стадиального анализа вмещающих пород.

Выводы. Сидерит песчано-алевритовых и алевритоглинистых пород юры и нижнего мела Западной Сибири, образуясь под воздействием целого ряда факторов, в разных условиях раннего диагенеза, в меньшей степени позднего диагенеза–катагенеза, характеризуется широким спектром структурно-морфологических разновидностей, значительным диапазоном содержания изоморфных примесей и вариативностью изотопного состава. По ряду параметров (содержание Ca, Mg, Sr, δ¹⁸О) сидерит континентальных отложений отчетливо отличается от морских. Разносторонние прецизионные исследования будут способствовать применению сидерита в качестве индикатора условий седиментации и постседиментационных изменений.

1. Антошкина А.И., Рябинкина Н.Н., Валяева О.В. (2017) Генезис сидеритовых конкреций из терригенной толщи нижнего карбона на Приполярном Урале. Литология и полез. ископаемые, 17(2), 130-144.

2. Баженов В.А., Недоливко Н.М., Симанова И.Г. (1994) Вторичное минералообразование в покрышках месторождений УВ. Геология и геофизика, (10), 61-66.

3. Вакуленко Л.Г., Ян П.А., Бурлева О.В., Эдер В.Г. (2008) Литологическая характеристика базальных пластов в бат-верхнеюрском разрезе Западной Сибири. Био- и литостратиграфические рубежи в истории Земли. Тр. Междунар. науч. конф. Тюмень, 128-135.

4. Ветошкина О.С. (2006) Сидерит мезозойских отложений Нижневычегодской впадины. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 20 с.

5. Ветошкина О.С. (2005) Сидеритовая минерализация биогенных комплексов Нижневычегодской впадины севера Русской плиты. Вестн. Ин-та геол. Коми НЦ УрО РАН, (4), 23-27.

6. Гаврилов Ю.О. (1982) Диагенетические преобразования в глинистых отложениях. М.: Наука, 100 с.

7. Галимов Э.М. (1968) Геохимия стабильных изотопов углерода. М.: Недра, 224 с.

8. Галимов Э.М., Мазур В.М. (1972) Связь изотопного состава углерода сидеритов с фациальной характеристикой отложений и условиями существования фауны (на примере верхнеюрских и нижнемеловых пород Западной Сибири). Изв. вузов. Геология и разведка, (10), 26-32.

9. Гептнер А.Р., Петрова В.В., Фан Донг Ф., Нгуен Хуан Х., Ле Тхи Н. (2016) Пластовые сидериты пресноводных неогеновых отложений Вьетнама. Литология и полез. ископаемые, (2), 150-167.

10. Зубков М.Ю. (2016) Тектоногидротермальные процессы в юрских отложениях Западно-Сибирского бассейна. Горн. ведомости, 9(148), 30-56.

11. Зубков М.Ю. (2019) Тектоногидротермальные процессы в меловых отложениях Западно-Сибирского бассейна. Геология нефти и газа, (1), 7-26.

12. Коробов А.Д., Коробова Л.А. (2014) Флюидодинамический режим рифтогенных бассейнов и сопряженный эпигенез – ключ к прогнозу продуктивных коллекторов чехла. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, (4), 29-38.

13. Македонов А.В. (1986) Историко-геологическая эволюция конкрециеобразования. Конкреции и конкреционный анализ докембрия. Л.: ВСЕГЕИ, 3-6.

14. Недоливко Н.М., Жуковская Е.А., Баженов В.А. (2001) Карбонаты в юрских отложениях юго-восточной части Нюрольской впадины (Томская область). Геология и геофизика, 42(3), 491-501.

15. Нежданов А.А. (1984) Маркирующие горизонты в продуктивных отложениях мезозоя Западной Сибири. Выделение и корреляция основных стратонов мезозоя Западной Сибири. Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 97-106.

16. Перозио Г.Н. (1971) Эпигенез терригенных осадочных пород Западно-Сибирской низменности. М.: Недра, 159 с.

17. Перозио Г.Н., Мандрикова Н.Т. (1967) Геохимия малых элементов в карбонатный этап начального эпигенеза. Вопросы литологии и геохимии Сибири. Новосибирск: СНИИГГиМС, 102-114.

18. Пешехонов Л.В. (1975) К характеристике текстурноструктурных особенностей юрских сидеритов как возможных индикаторов степени диагенеза (на примере нефтегазоносных отложений Томской области). Изв. Томск. политехн. ин-та, 297, 50-53.

19. Расулов А.Т. (2006) Поликомпонентные карбонатные конкреции нового типа и их происхождение. Литосфера, (4), 175-183.

20. Теодорович Г.И. (1958) Аутигенные минералы осадочных пород. М.: Изд-во АН СССР, 226 с.

21. Тимофеева З.В. (1963) Фациально-геохимические условия образования диагенетических сидеритовых руд. Литология и полез. ископаемые, (1), 88-107.

22. Феофилова А.П. (1972) Конкреции в ископаемых почвах пермо-карбоновых отложений Донецкого бассейна и их связь с климатом. Литология и полез. ископаемые, (5), 67-74.

23. Coplen T., Kendall C., Hopple J. (1983) Comparison of stable isotope reference samples. Nature, 302, 236-238.

24. Curtis C.D., Spears D.A. (1968) The formation of sedimentary iron minerals. Econ. Geol., 63(3), 257-270.

25. Franchi F., Rovere M., Gamberi F., Rashed H., Vaselli O., Tassi F. (2017) Autigenic minerals from the Paola Ridge (southern Tyrrhenian Sea): Evidences of episodic methane seepage. Marine Petrol. Geol., 86, 228-247.

26. Krajewski K.P., Gonzhurov N.A., Laiba A.A., Tatur A. (2010) Early diagenetic siderite in the Panorama Point Beds (Radok Conglomerate, Early to Middle Permian), Prince Charles Mountains, East Antarctica. Polish Polar Res., 31(2), 169-194.

27. Ludvigson G.A., González L.A., Metzger R.A., Witzke B.J., Brenner R.L., Murillo A.P., White T.S. (1998) Meteoric sphaerosiderite lines and their use for paleohydrology and paleoclimatology. Geology, 26(11), 1039-1042.

28. Mozley P.S., Wersin P. (1992) Isotopic composition of siderite as an indicator of depositional environment. Geology, 20(9), 817-820.

29. Tang D., Shi X., Jiang G., Wu T., Ma J., Zhou X. (2018) Stratiform siderites from the Mesoproterozoic Xiamaling Formation in North China: Genesis and environmental implications. Gondw. Res., 58, 1-15.

30. Ufnar L.F., Gonzalez L.A., Ludvigson G.A., Brenner R.L., Witzke B.J. (2004) Diagenetic Overprinting of the Sphaerosiderite Palaeoclimate Proxy: Are Records of Pedogenic Groundwater δ18О Values Preserved? Sedimentology, 51(1), 127-144.

31. Ufnar L.F., Gonzalez L.A., Ludvigson G.A., Brenner R.L., Witzke B.J. (2001) Stratigraphic Implications of Meteoric Sphaerosiderite d18O Values in paleosols of the Cretaceous (Albian) Boulder Creek formation, NE British Columbia Foothills, Canad. J. Sediment. Res., 71(6), 1017-1028.