К реконструкции состава источников сноса триасовых отложений, вскрытых Ен-Яхинской сверхглубокой скважиной СГ-7 (север Западной Сибири)

Сверхглубокая скважина Ен-Яхинская (СГ-7, глубина 8250,22 м), самая глубокая в нефтегазоносных районах страны, пробурена в пределах группы месторождений Большого Уренгоя в 150 км к северу от г. Новый Уренгой (рис. 1). В нижних горизонтах скважина вскрыла пермско-триасовые отложения Хадуттейского гра-бен-рифта, расположенного западнее более протяженного Колтогорско-Уренгойского грабен-рифта. Основной целью бурения скважины являлось изучение геологического строения северной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции и перспектив нефтегазо- носности ее глубоких горизонтов. Результаты бурения скв. СГ-7 дали новые доказательства высоких перспектив газоносности последних [2, 22].

Ниже глубины 3597 м разрез скважины представлен, по данным Ю.А. Ехлако-ва и Т.В. Карасевой (КамНИИКИГС, ПГНИУ, г. Пермь), отложениями ачимов-ской (до глубины 3847 м) и подачимов-ской (3847–3854,4 м) толщ, баженовской (3854,4–3886 м), георгиевской (3886–3891 м), абалакской (3891–3960 м), тюменской (3960–4687 м), котухтинской (4687–5308 м), ягельной (5308–5417 м) и новоуренгойской (5417–5562 м) свит (все имеют юрский возраст), а также породами триаса, относящимися к витютинской (5562–

Рис. 1. Расположение сверхглубокой скв. Ен-Яхинская (СГ-7). Серыми контурами показана система триасовых грабен-рифтов на территории центральной и северной части Западной Сибири

5776 м), варенгаяхинской (5776–6056 м), пурской (6056–6504 м), трыбъяхской (6504–6655 м), хадуттейской (6655–6921 м), коротчаевской (6921–7414 м) и верхам аймальской свитам. Пермский возраст имеют породы основной части аймаль-ской (7414–8248,13 м) и монгаюрибей-ской (интервал 8248,13–8250,22 м) свит [7].

Важно подчеркнуть, что если относительно основных черт палеогеографии юры Западной Сибири в настоящее время есть достаточно согласованные представления [3, 4, 20, 31 и др.], то палеогеография триаса остается все еще весьма дискуссионной [19 и др.]. В публикациях обсуждаются разные мнения об источниках кластики для системы триасовых грабен-рифтов и впадин, связанные как с их бортовыми зонами, так и Уральской складчатой системой и палеоводосборами преимущественно на местных/локальных поднятиях, сложенных в том числе (или в основном) магматическими породами основного состава, например, такими, как вскрыты в призабойной части разреза скв. Ен-Яхинская [29, 30 и др.].

Верифицировать тем или иным образом указанные точки зрения можно путем сопоставления микроэлементного состава глинистых пород триаса, вскрытых скв. Ен-Яхинская, с микроэлементным составом дотриасовых образований различных районов Западной Сибири. К сожалению, в опубликованной геологической литературе подобной информации все еще мало, поэтому приводимые ниже соображения следует рассматривать как предварительные.

Реконструкция состава источников сноса для отложений триаса

Ен-Яхинской сверхглубокой скважины

Данные о микроэлементном составе глинистых/тонкозернистых алюмосили-кокластических пород1 витютинской, ва-ренгаяхинской, пурской, трыбъяхской и хадуттейской свит, а также базальтов и долеритов коротчаевской, аймальской и монгаюрибейской свит, вскрытых Ен-Яхинской скважиной, получены методом ICP-MS в ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург) под руководством Ю.Л. Ронкина. Сведения о распределении редких и рассеянных элементов в сопоставляемых с ними магматических, осадочных и метаморфических образованиях заимствованы из работ [1, 5, 6, 8, 9, 11–16]. Еще раз подчеркнем, что эти материалы дают только самое общее представление о микроэле-ментном составе некоторых дотриасовых комплексов пород Западной Сибири, которые мы рассматриваем как возможный «геохимический прообраз» источников обломочного материала.

Известно, что микроэлемент-ная/геохимическая специализация осадочных пород определяется составом пород питающих провинций, особенностями выветривания и транспортировки обломочного материала, динамикой среды в областях осадконакопления, особенностями процессов диагенеза и рядом других факторов. Считается, что наиболее важным фактором среди всех перечисленных является состав пород питающих провинций (областей сноса) [48 и др.]. Наиболее достоверную информацию о составе пород, слагавших палеоводосборы, можно получить на основе анализа как систематики редкоземельных элементов (РЗЭ) в глинистых породах и песчаниках, так и свойственных им значений ряда индикаторных отношений2 элементов-примесей, например, La/Th, Cr/Ni, La/Co, Th/Sc-Sc, Th/Co и др. [18, 24 и др.]. Исследования подобного рода в настоящее время весьма многочисленны [26, 27, 34, 38, 39, 42, 43, 47, 49, 50 и др.].

Важным предварительным моментом таких работ является установление природы слагающего тонкозернистые обломочные образования материала (петро-генного или литогенного) [24]. Сделать это можно либо посредством изучения соотношений между некоторыми петро-генными оксидами [33], либо на основании данных о распределении в глинистых породах Zr, Sc и Th [48]. В нашем случае на диаграмме Zr/Sc–Th/Sc фигуративные точки глинистых пород витютинской, ва-ренгаяхинской, пурской, трыбъяхской и хадуттейской свит, вскрытых Ен-Яхинской скважиной, распределены достаточно компактно и тяготеют к линии тренда, определяемой исходным составом представленных на палеоводосборах комплексов пород (рис. 2). Это позволяет считать, что указанные образования сложены преимущественно петрогенным (прошедшим всего один седиментационный цикл) материалом и существенная часть представленной в их валовом химическом составе генетической информации не испытала сколько-нибудь заметных изменений при постседиментационных или иных процессах и может быть ис- пользована для различного рода построе-ний/реконструкций.

Рис. 2. Положение точек состава тонкозернистых обломочных пород триаса, вскрытых Ен-Яхинской скважиной, на диаграмме Zr/Sc– Th/Sc, свиты: 1 – витютинская; 2 – варенга-яхинская; 3 – пурская; 4 – трыбъяхская; 5 – хадуттейская

Присутствие в тонкозернистых алюмо-силикокластических породах триаса, а особенно пурской, трыбъяхской и хадут-тейской свит, повышенных по сравнению с таким известным геохимическим эталоном глинистых пород, как средний постархейский австралийский сланец (PAAS, [48]), концентраций Cr, Ni и Y (значения С образец /С PAASсреднее для трех последних свит составляют соответственно 2,36±0,60, 2,25±1,23 и 2,11±1,92) с учетом информации, приведенной в [18, 24 и др.], позволяет предполагать, что в составе тонкозернистых обломочных образований указанных свит имеется определенная доля продуктов размыва ультраосновных и основных магматических пород.

То, что указанная доля достаточно ощутима, показывает анализ средних, а также минимальных и максимальных величин таких индикаторных отношений, как La/Sc, Th/Sc, La/Co, Th/Co и Cr/Th в глинистых породах всего осадочного разреза триаса (от витютинской до хадуттей-ской свит). Так, La/Scсреднее в указанной выборке составляет 1,19 (минимум – 0,55, максимум – 1,83), что достаточно близко к указанным выше значениям данного отношения для продуктов размыва пород основного состава. Среднее значение Th/Sc равно 0,32 (0,08–0,81), а для основной алюмосиликокластики этот параметр варьирует, как показано выше, от 0,05 до 0,22. Величина Cr/Thсреднее составляет ~41 (минимум – 11, максимум – 129), это практически полностью отвечает интервалу значений данного параметра, характерному для продуктов размыва магматических пород основного состава. Средние значения La/Co и Th/Co, составляющие соответственно 1,92 и 0,95, близки к минимальным пороговым величинам данных отношений для продуктов размыва кислых магматических образований, что, на наш взгляд, косвенно указывает на существенную долю основных магматических пород на палеоводосборах триаса, поставлявших тонкую алюмосиликокластику в Колтогорский-Уренгойский и Хадуттей-ский грабен-рифты3.

Проведенный анализ расположения фигуративных точек состава глинистых пород триаса и основных вулканитов три-аса-верхов перми, вскрытых скв. СГ-7, а также различных метаморфических и магматических образований из нашего банка данных на дискриминантных диаграммах, позволяющих в той или иной степени судить о составе размывавшихся на палеоводосборах комплексов пород (рис. 3, 4), показал следующее.

Во-первых, есть некоторое общее отличие микроэлементного состава глинистых пород триаса от аналогичной характеристики PAAS – практически на всех, за исключением графика Ni–Co, диаграммах точка среднего постархейского глинистого австралийского сланца расположена вблизи/на границе, но не внутри поля, образуемого точками состава глинистых по- род триаса. Во-вторых, перекрытие полей глинистых пород триаса и подстилающих их в разрезе скв. СГ-7 основных вулканитов относительно небольшое; весьма существенным оно является только на диаграмме Th–La. В-третьих, образуемое тонкозернистыми алюмосиликокластиче-скими образованиями триаса поле практически на всех дискриминантных диаграммах имеет существенное перекрытие с составом красноцветных осадочных образований верхнего палеозоя восточных зон Урала [28 и др.], которые в первом приближении можно рассматривать (как и пермско-нижнетриасовые терригенные породы, выполняющие Предуральский прогиб [25]), в качестве «геохимического прообраза» кластики, поступавшей, вследствие эрозии в начале мезозоя растущего Уральского орогена, на ту или иную, возможно, иногда весьма существенную часть территории современной Западной Сибири. В-четвертых, существенное сходство микроэлементного состава глинистых пород триаса обнаруживается, кроме того, с составом метатерри-генных пород верхнего палеозоя, вскрытых на Западно-Яротинской площади4 [6], а также гранитоидов Нялинской площади [12].

Напротив, такие комплексы пород, присутствующие среди дотриасовых образований Западной Сибири, как вулканиты офиолитовой ассоциации (Филипповская площадь, центральная часть Шаим-ского нефтегазоносного района [8]), кислые вулканиты и гранитоиды Тыньярской площади (восток ХМАО [9, 11]), гранито-иды нижней перми Восточно-Шебурской площади (Урайская структурнофациальная зона [14]) или осадочные образования верхнего девона востока Югры [16], являться источниками кластики

Рис. 3. Положение точек состава тонкозернистых обломочных пород триаса, вскрытых скв. Ен-Яхинская, и ряда других комплексов пород на диаграммах Th–La, Ni–Co, Sc–Th/Sc и La/Sc–

Th/Co: 1 – глинистые породы триаса, вскрытые скв. Ен-Яхинская; 2 – базальты триаса и перми, вскрытые скв. Ен-Яхинская; 3 – верхнепалеозойские красноцветные терригенные образования востока Урала; 4 – базальты и долериты карбона, верховья р. Сев. Сосьва; 5 – мета-терригенные породы верхнего палеозоя, Восточно-Урайская площадь; 6 – то же, Западно-Ярутинская площадь; 7 – вулканиты офиолитовой ассоциации, центральная часть Шаимского НГР; 8 – кислые вулканиты и гранитоиды нижней перми, восток ХМАО; 9 – нижнепермские гранитоиды ШНГР; 10 – гранитоиды нижней перми Урайской СФЗ; 11 – осадочные образования верхнего девона, восток Югры; 12 – гранитоиды, верхний ордовик-нижний силур?, Нялин-ская площадь; 13 – базальты и трахибазальты перми и триаса, приуральская часть Западной Сибири; 14 – PAAS для терригенных толщ триаса, вскрытых Ен-Яхинской скважиной, с высокой степенью вероятности, не могли.

В-шестых, менее определенна роль в формировании рассматриваемых нами образований комплексов пород, сходных по своему микроэлементному составу с раннепермскими гранитоидами Шаимского нефтегазоносного района [13, 15], базальтами и долеритами карбона верховьев р. Сев. Сосьва [1], а также метаморфическими сланцами по терригенным породам верхнего палеозоя  (Восточно-Урайская площадь [5]).

Заключение

Ранее [10] на основании результатов сопоставления геохимических особенностей осадочных пород вогулкинской толщи Шаимского нефтегазоносного района и сланцев метаморфического обрамления гранитных массивов этой же территории было высказано предположение, что во-гулкинские песчаники формировались преимущественно за счет размыва подстилающих их гранитов и риолит-базальтовых комплексов, т.е. за счет местных/локальных источников сноса.

В нашем случае ситуация иная – в составе петрогенных глинистых пород триаса, вскрытых скважиной, присутствует определенная доля тонкой алюмосилико-кластики, образованной в результате размыва магматических пород основного состава, которыми могли быть сложены местные/локальные источники сноса, однако наряду с ней в составе указанных образований есть, по всей видимости, материал, поступавший за счет размыва комплексов пород, слагавших воздымавшийся к западу от Западной Сибири Уральский ороген/горный пояс. То, что транспортировка кластики с растущего орогена на значительные расстояния вполне возможна, подтверждают, в частности, хорошо известные данные о

Рис. 4. Распределение точек состава тонкозернистых обломочных пород триаса, вскрытых Ен-Яхинской сверхглубокой скважиной, и ряда других комплексов пород на диаграммах Co/Hf– Ce/Cr, La/Sm–Sc/Th, (Gd/Yb) N –Eu/Eu* и Zr/Cr–Sc/Th. Условные обозначения см. на рис. 3

том, что пермские отложения в бассейне среднего течения р. Волги (окрестности г. Казань, т.е. почти в 1000 км к западу от Уральского складчатого пояса) сформированы в основном за счет «уральского материала» [17, 21, 32]. К аналогичным выводам о возможности далекого переноса обломочного материала при разрушении орогенных систем пришли и авторы публикаций [40, 45, 46]. Об этом же свидетельствуют и материалы исследования U-Pb-изотопных возрастов обломочных цирконов из палеозойских песчаников Полярного Урала [23].

Таким образом, обобщая все сказанное выше, можно сделать вывод о том, что в формировании осадочных образований триаса, вскрытых скв. Ен-Яхинская, принимали участие как местные/локальные источники сноса, так и источники далекие, в роли которых могла выступать интенсивно размывавшаяся в это время Уральская складчатая область.

Авторы искренне признательны Ю.В. Ерохину, Г.А. Мизенсу и В.С. Пономареву за предоставленные в наше распоряжение опубликованные в разных источниках аналитические материалы, поиск которых без этого был бы в существенной степени затруднен. Рисунки к статье выполнены Н.С. Глушковой.