НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЕ ЛЕДНИКОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ Б.Б. Кочнев*, А.И. Прошенкин**, Б.Г. Покровский*** *Новосибирск, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН **Новосибирск, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН ***Москва, Геологический институт РАН

Н.М. Чумаков, 2011 Неопротерозойские оледенения являются важнейшими глобальными маркирующими горизонтами при стратиграфических, палеоклиматических и палеогеодинамических построениях. Наиболее крупными в геологической истории принято считать гляциоэпохи Стерт и Рэпитен ( млн. лет), Марино ( млн. лет) и Гаскье (около 580 млн. лет). Также выделяются менее распространенные эпохи Кайгас ( млн. лет) и Байконур (около 560 млн. лет). В пределах Сибирской платформы и ее ближайшего обрамления развиты ледниковые и сходные с ними отложения, которые с различной достоверностью относятся к гляциоэпохам Рэпитен, Стерт и Марино позднего рифея Общей стратиграфической шкалы

Распространение неопротерозойских ледниковых и сходных с ними образований вдоль южной окраины Сибирской платформы 1 – север Енисейского кряжа, 2 – Бирюсинское Присаянье, 3 – южное Прибайкалье, 4 – Патомское нагорье, 5 – скважины Предпатомского прогиба

Диамиктиты чивидинской свиты чингасанской серии (р.р. Чапа, Вороговка, север Енисейского кряжа) -Максимальный возраст: 753±6 млн. лет, U-Pb по циркону (захребетнинская толща, Ножкин и др., 2006) - Минимальный возраст: 703±4 млн. лет, Ar-Ar, биотит (верхи чивидинской свиты, Ножкин и др., 2007); 695±20 млн. лет, Rb-Sr по глинистым минералам (Покровский и др., 2012) (Покровский и др., 2012)

Диамиктиты марнинской свиты оселковой серии Бирюсинского Присаянья, р. Уда «Стратиграфия…, 2005» -Максимальный возраст: около 740 млн. лет (U-Pb, Ar-Ar, Sm-Nd, нерсинский комплекс, Гладкочуб и др., 2002; 2005). -Минимальный возраст – млн. лет (U-Pb, детритовые цирконы удинской и айсинской свит, Gladkochub et al., 2013) -Соотношения изотопов стронция из перекрывающих карбонатов – оценка возраста млн. лет (Kaufman et al., 2011)

Диамиктиты в основании байкальской серии южного Прибайкалья 100 м -Максимальный возраст – млн. лет (шарыжелгайский комплекс, Ar-Ar, Sm-Nd, Sklyarov et al., 2003) -Минимальный возраст - 631±20 млн. лет (U-Pb детритовые цирконы, улунтуйская свита, Гладкочуб и др., 2013), 580±30 млн. лет (Pb-Pb модельный возраст по карбонатам, улунтуйская свита, Kuznetsov et al., 2013) -Ввиду ограниченного распространения, однородного состава обломков и других факторов, ледниковое происхождение окончательно не доказано Хабаров, Пономарчук, 2005 Фото: Советов, Комлев, 2005

Диамиктиты в основании дальнетайгинской серии (большепатомская свита и ее аналоги) Патомского нагорья - Максимальный возраст геохронологически не установлен (древнее 1.6 – 1.8 млрд. лет (чайская серия и ее аналоги)) - Минимальный возраст – 650 млн. лет (U-Pb, детритовые цирконы никольской свиты, Чумаков и др., 2011), или 600 млн. лет (U-Pb, детритовые цирконы аналогов валюхтинской свиты, Meffre et al., 2008). - По комплексу изотопно-геохимических данных возраст перекрывающих карбонатов дальнетайгинской серии оценивается как млн. лет (Покровский и др., 2006; 2009) Покровский и др., 2006

Диамиктиты «конгломератовой толщи», скважины Предпатомского прогиба - Прямыми данными возраст не установлен; залегают на фундаменте ниже вендских отложений платформенного чехла, условно относятся к верхнему рифею. - По ряду литологических признаков имеют ледниковое происхождение, ранее условно сопоставлялись с диамиктитами в основании дальнетайгинской серии Патомского нагорья

Таким образом, ледниковые (либо сходные с ними по ряду признаков) отложения позднего неопротерозоя до недавних пор были известны лишь вдоль южной окраины Сибирской платформы. Возраст большинства диамиктитов можно оценить лишь в достаточно широких пределах, что не позволяет отнести их определенно к той или иной глобальной гляциоэпохе. Тем не менее, все эти образования объединяются в т.н. Среднесибирский гляциогоризонт (Чумаков, 1978, 1993 и др.), возраст которого оценивается в интервале млн. лет.

1 – известняки, 2 – доломиты, 3 – глинистые доломиты, 4 – песчанистые доломиты, 5 – доломитовые мергели, 6 – диамиктиты, 7 – гравелиты, 8 – песчаники, 9 – алевролиты, 10 – аргиллиты, 11 – ангидрит, 12 – красноцветные отложения, 13 – породы фундамента Диамиктиты в основании осадочного чехла в центральной части Сибирской платформы -Встречены в 3 скважинах и отсутствуют к северу и западу; на востоке нижние горизонты не вскрыты. Вероятно, выполняют узкий прогиб (серию прогибов) субмеридионального простирания -Залегают непосредственно на породах фундамента, перекрываются своеобразной пачкой карбонатных пород, которая может в т. ч. трансгрессивно залегать на фундаменте -Мощность диамиктитов составляет от 20 до более чем 160 м. Наблюдаются резкие колебания мощности в близкорасположенных скважинах Шеинские 1 и 472, что может указывать на заполнение глубокого и крутого эрозионного вреза

Литологические особенности диамиктитов: -Обломки представлены преимущественно фрагментами пород фундамента (гранито-гнейсы, кварциты) -Размер обломков от первых мм до см -Окатанность обломков различная – от окатанных до слабо- и неокатанных -Распределение обломков хаотичное, какая-либо слоистость и сортировка отсутствует -Общая окраска пород определяется цветом матрикса: зеленовато-серые в скв. СМ и красновато-бурые в Шеинских скв. Скв. Средне-Мархинская-225-0, гл мСкв. Шеинская-1П, инт м

-Матрикс сложен преимущественно слабо окатанными зернами песчано-алевритовой размерности; в составе обломков преобладает кварц и полевые шпаты, в скважине Средне-Мархинская предположительно присутствует примесь измененных пород основного состава, в Шеинских скв. – обильные гидроокислы железа. Глинистые минералы в составе матрикса практически отсутствуют. -Какая-либо слоистость и сортировка зерен в матриксе не наблюдается Представленные структурно-геологические, стратиграфические и литологические характеристики диамиктитов указывают на наиболее вероятное ледниковое их происхождение. Литологические особенности диамиктитов: Скв. Средне-Мархинская-225-0, гл мСкв. Шеинская-472, инт м

Венчающие (покровные) карбонаты (cap-carbonates) Покровные (или венчающие) карбонаты характерны для многих неопротерозойских оледенений (хотя, в ряде случаев они могут отсутствовать). Их происхождению посвящен ряд гипотез, но в целом предполагается, что они генетически связаны с оледенениями и формировались в результате резкой дегляциации, сопутствующего потепления и изменения химического состава воды в палеобассейнах. Предполагаемые покровные карбонаты в центральных районах Сибирской платформы, представленные известковистыми доломитами, имеют мощность от 6 до 40 м и связаны с диамиктитами маломощными (до первых метров) переходными пачками. Имеются указания на трансгрессивное залегание их на породах фундамента на соседних площадях бурения (Стратиграфия…, 2005), что может свидетельствовать о несколько более широком площадном распространении, чем подстилающие диамиктиты. Покровные карбонаты оледенения Марино, Намибия. Фото Michael Hambrey/

Литологические особенности покровных карбонатов Макроскопически породы «доломитовой толщи» представлены известковистыми доломитами, часто с обильной примесью алевритово-песчаного материала. Наблюдается тонкая параллельная или мелкая нерегулярная волнистая слоистость. Окраска преимущественно розовых и красных оттенков. Присутствуют включения и кристаллические радиально-лучистые агрегаты ангидрита. Какие-либо биогенные текстуры не встречены. Внешне карбонатные породы имеют сходство с ранее описанными покровными доломитами, залегающими непосредственно над диамиктитами большепатомской (джемкуканской) свиты Патомского нагорья (Покровский и др., 2010). Скв. Шеинская 1П, инт м Кэп-карбонаты ничатской свиты, р. Сень, Патомское нагорье Фото А.В. Шацилло, ОИФЗ РАН

Микроскопически породы «доломитовой» толщи» представляют собой мелкозернистые карбонаты с различной степенью перекристаллизации. Содержание терригенной примеси достигает первых десятков процентов. Примесь представлена, как и в матриксе подстилающих диамиктитов, слабо окатанными зернами кварца и полевых шпатов; присутствуют чешуйки неизмененного биотита. Предполагается, что эти породы сформировались при преимущественно хемогенном осаждении карбоната и при периодическом привносе силикокластики. В сочетании с их структурным положением и текстурными особенностями, это позволяет интерпретировать их как покровные карбонаты (cap-carbonates). Литологические особенности покровных карбонатов Скв. Шеинская-1П, гл м Скв. Шеинская-472, гл м

Изотопно-геохимические особенности венчающих карбонатов п.п. Скважина (обр.)интервалГл. от н.к.~Фактич. гл.свита~состав δ 13 С, V- PDB δ 18 О, V- SMOW 1Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Ш dtГДИ Проведенные изотопно-геохимические исследования покровных карбонатов показали, что они характеризуются значениями δ 18 О от 23.9 до 24.8, что позволяет предварительно судить о высокой сохранности изотопных систем. Значения δ 13 C лежат в очень узком интервале …-3.4, и практически идентичны полученным для венчающих карбонатов, залегающих в основаниях баракунской и кумакулахской свит и генетически связанных с подстилающими ледниковыми отложениями большепатомской и ничатской свит в верхнем неопротерозое Патомского нагорья (Покровский и др., 2006; 2010).

Геохронологические исследования детритовых цирконов из диамиктитов «Древние» зерна, N=46 «Молодые» зерна, N=3 Геохронологические определения по детритовым цирконам были проведены из пробы диамиктитов из скв. Средне-Мархинская , инт м U-Pb методом MC LA-ICP-MS в Университете Гонконга. Из 60 проанализированных зерен 49 имеют конкордантность свыше 90%, а 42 – свыше 95%. 3 зерна циркона, имеющие возраста 740±5 млн. лет, 710±4 млн. лет и 689±3 млн. лет позволяют сделать вывод о возрасте вмещающих отложений как не древнее млн. лет. С учетом сделанного ранее заключения о ледниковом происхождении диамиктитов, в центральных районах Сибирской платформы формировались ледниковые отложения гляциоэпохи Стерт или Марино ( млн. лет).

Распространение Среднесибирского гляциогоризонта (Чумаков и др., 2011) Вероятнее всего, найденный во внутренних районах Сибирской платформы ледниковый комплекс отложений относится к поздненеопротерозойскому Среднесибирскому горизонту Н.М. Чумакова (1978, 1993, 2011 и др.). В этом случае, очевиден покровный характер этого оледенения, а наличие венчающих карбонатов указывает на быструю дегляциацию и близость крупного водного бассейна. Однако, корреляция разреза Патомского нагорья и внутренних районов платформы даже при наличии новых данных все ещё далека от идеальной…

Соотношение реального строения разрезов верхов рифея и венда внутренних районов и Патомского нагорья показывает, что либо в разрезе платформы существуют крупные перерывы, величина которых недооценена, либо ледниковый комплекс там может оказаться существенно моложе известного на Патомском нагорье. Таким образом, стратиграфические схемы позднего докембрия всего этого региона нуждаются в дальнейшей доработке.

Кернохранилище ФГУП «Якутскгеология», пос. В. Бестях, июль 2012 г. Спасибо за внимание!