А.В. Соловьев, П.О. Соболев, О.В. Грушевская, Е.А. Васильева, Д.В. Левочская, А.И.Хисамутдинова, И.Н. Прокофьев, С.В. Шиманский, М.А. Белова, Дж.K. Хоуриган
Эволюция источников сноса и нефтегазоносность мезозойских отложений Баренцева моря: датирование обломочных цирконов из скважины Ферсмановская-1 и палеогеографические реконструкции
DOI 10.47148/0016-7894-2023-3-105-124
Ключевые слова: Баренцево море; мезозойский осадочный чехол; нефтегазоносность; обломочный циркон; U/Pb (LA ICP-MS)-датирование; источники сноса; палеогеографические реконструкции.
Для цитирования: Соловьев А.В., Соболев П.О., Грушевская О.В., Васильева Е.А., Левочская Д.В., Хисамутдинова А.И., Прокофьев И.Н., Шиманский С.В., Белова М.А., Хоуриган Дж.К. Эволюция источников сноса и нефтегазоносность мезозойских отложений Баренцева моря: датирование обломочных цирконов из скважины Ферсмановская-1 и палеогеографические реконструкции // Геология нефти и газа. – 2023. – № 3. – С. 105–124. DOI: 10.41748/0016-7894-2023-3-105-124.
Финансирование: Исследования выполнены за счет средств Российского научного фонда, проект № 22-27-00440. Отбор образцов, изучение шлифов и изотопные исследования были выполнены в рамках мультиклиентского проекта “Basin analysis and petroleum system modeling of the Russian Barents Sea Basin” (2011 –2014, ФГБУ «ВСЕГЕИ» при поддержке Норвежского нефтяного директората (Oljedirektoratet) и компаний Statoil AS, Concedo AS; Detnorskeoljeselskap AS, Total E&P Russie, Wintershall Holding GmbH и Lukoil Overseas North Shelf AS). В отборе образцов принимали участие А.Е. Голдырев, И.В. Осадчий и Я.А. Осадчая.
Благодарности: Авторы благодарны сотруднику АМНГР (Мурманск) Э.В. Сопову за помощь с организацией исследований керна, а также сотрудникам АО «СМНГ», АО «Росгеология», участвовавшим в 2022 г. в обобщении материалов геофизических работ на российском шельфе Баренцева моря: Е.П. Петрушиной, О.Н. Кот, И.В. Аксенову, А.Р. Юсуповой, Г.Г. Крюковой и др.
Приведены результаты комплексного анализа геолого-геофизических материалов и нефтегазоносности Баренцевоморского региона, а также новые данные U/Pb (LA ICP-MS)-датирования и морфологического изучения обломочных цирконов по четырем образцам песчаников триасовых и юрских отложений, вскрытых скв. Ферсмановская-1 (Баренцево море), что позволило охарактеризовать источники сноса обломочного материала для триасовых и юрских отложений, уточнить региональные палеогеографические реконструкции. В среднем триасе основной снос терригенного материала происходил с юга – юго-востока, с герцинских структур Полярного Урала и Новой Земли (370–220 млн лет), с неопротерозойских комплексов Тиманского орогена и из палеозойских толщ Урала, сложенных в том числе и продуктами размыва Протоуральско-Тиманского орогена (580–525 млн лет). В позднем триасе уральские источники остаются главными, резко уменьшается влияние неопротерозойских и возрастает роль каледонских цирконов (450–400 млн лет) в объеме осадочного материала. В ранней юре в областях размыва появляется новый источник палеопротерозойских цирконов (1,95–1,8 млрд лет). В средней юре не происходит существенных изменений. Таким образом, снос обломочного материала в юре в регион Баренцева моря мог происходить с юга на север и/или с юго-востока на северо-запад.
Соловьев Алексей Викторович ORCiD Scopus
Доктор геолого-минералогических наук, профессор,
заместитель генерального директора
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский
геологический нефтяной институт»,
105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36
e-mail: soloviev@vnigni.ru
Соболев Петр Олегович ORCiD Scopus
Ведущий научный сотрудник
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский
геологический институт им. А.П. Карпинского»,
199106 Санкт-Петербург, Средний пр-кт, д. 74,
e-mail: peter.sobolev@gmail.com
Грушевская Олеся Владимировна ORCiD
Кандидат геолого-минералогических наук,
старший научный сотрудник
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский
геологический нефтяной институт»,
105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36
e-mail: grushevskaya@vnigni.ru
Васильева Елена Алексеевна
Начальник камеральной партии
АО «Севморнефтегеофизика»,
183025 Мурманск, ул. Карла Маркса, д. 17
e-mail: VasilevaEA@rusgeology.ru
Левочская Дарья Валентиновна ORCiD
Начальник отдела поисковых работ
Хабаровский филиал АО «Полиметалл УК»,
680000 Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, д. 18
e-mail: levochskayaDV@polymetal.ru
Хисамутдинова Айсылу Ильдаровна ORCiD Scopus
Кандидат геолого-минералогических наук,
старший научный сотрудник
ФГБУН Геологический институт РАН,
119017 Москва, Пыжевский пер, д. 7, стр. 1
e-mail: geoaisulu@ginras.ru
Белова Мария Александровна
Инженер 1 категории
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский
геологический институт им. А.П. Карпинского»,
199106 Санкт-Петербург, Средний пр-кт, д. 74,
e-mail: mariya_lavrenteva@vsegei.ru
Прокофьев Иван Николаевич ORCiD
Геолог
ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский
геологический нефтяной институт»,
105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36
e-mail: prokofiev@vnigni.ru
Шиманский Сергей Владимирович ORCiD
Кандидат геолого-минералогических наук,
Федеральное агентство по недропользованию,
125993 Москва, ул. Б. Грузинская, д. 4/6, ГСП-3
e-mail: sshimanskii@rosnedra.gov.ru
Хоуриган Джереми
Профессор,
Калифорнийский университет,
CA 95064, Santa Cruz, High Street, 1156, США
e-mail: hourigan@ucsc.edu
1. Miller E.L., Toro J., Gehrels G., Amato J.M., Prokopiev A., Tuchkova M.I., Akinin V.V., Dumitru T.A., Moore T.E., Cecile M.P. New Insights into Arctic paleogeography and tectonics from U-Pb detrital zircon geochronology // Tectonics. – 2006. – Т. 25. – № 3. – 19 с. DOI: 10.1029/2005TC001830.
2. Miller E.L., Soloviev A.V., Prokopiev A.V., Toro J., Harris D., Kuzmichev A.B., Gehrels G.E. Triassic river systems and the paleo-Pacific margin of northwestern Pangea // Gondwana Research. – 2013. – Т. 23. – № 4. – С. 1631–1645. DOI: 10.1016/j.gr.2012.08.015.
3. Bue E.P., Andresen A. Constraining depositional models in the Barents Sea region using detrital zircon U-Pb data from Mesozoic sediments in Svalbard // Sediment Provenance Studies in Hydrocarbon Exploration and Production. Geological Society London Special Publication. – 2014. – Т. 386. – № 1. – С. 261–279. DOI: 10.1144/SP386.14.
4. Соловьев А.В., Зайончек А.В., Супруненко О.И., Брекке Х., Фалеиде Дж.И., Рожкова Д.В., Хисамутдинова А.И., Столбов Н.М., Хоуриган Дж.K. Эволюция источников сноса триасовых отложений архипелага Земля Франца-Иосифа: U/Pb LA-ICPMS датирование обломочных цирконов из скважины Северная // Литология и полезные ископаемые. – 2015. – № 2. – С. 113–128. DOI: 10.7868/S0024497X15020056.
5. Khudoley A.K., Sobolev N.N., Petrov E.O., Ershova V.B., Makariev A.A., Makarieva E.V., Gaina C., Sobolev P.O. A reconnaissance provenance study of Triassic–Jurassic clastic rocks of the Russian Barents Sea // GFF. – 2019. – Т. 141. – № 4. – С. 263–271. DOI: 10.1080/11035897.2019.1621372.
6. Gilmullina A., Klausen T.G., Doré A.G., Sirevaag H., Suslova A., Haug E.C. Arctic sediment routing during the Triassic: sinking the Arctic Atlantis // Journal of the Geological Society. – 2022. – Т. 180. – № 1. DOI: 10.1144/jgs2022-018.
7. Gehrels G. Detrital Zircon U-Pb Geochronology: Current Methods and New Opportunities // Tectonics of Sedimentary Basins: Recent Advances : cб. науч. тр. – Oxford : Wiley-Blackwell, 2011. – C. 47–62.
8. Pupin J.P. Zircon and granite petrology // Contribution to Mineralogy and Petrology. – 1980. – Т. 73. – № 3. – С. 207–220. DOI: 10.1007/BF00381441.
9. Zircon // Review in Mineralogy and Geochemistry / Под ред. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. – V. 53. – 2003. – 500 p.
10. Harrison J.C., St-Onge M.R., Petrov O.V., Strelnikov S.I., Lopatin B.G., Wilson F.H., Tella S., Paul D., Lynds T., Shokalsky S.P., Hults C.K., Bergman S., Jepsen H.F., Solli A. Geological map of the Arctic. Geological Survey of Canada. Map 2159 A. – 2011.
11. Бро Е.Г., Пчелина Т.М., Преображенская Э.Н., Ронкина З.З., Войцеховская А.Г., Краснова В.Л., Можаева О.В. Осадочный чехол Баренцевоморского шельфа по данным параметрического бурения на островах // Проблемы нефтегазоносности Мирового океана сб. науч. тр. – М. : Наука, 1989. – С. 191–197.
12. Басов В.А., Василенко Л.В., Вискунова К.Г., Кораго Е.А., Корчинская М.В., Куприянова Н.В., Повышева Л.Г., Преображенская Э.Н., Пчелина Т.М., Столбов Н.М., Суворова Е.Б., Супруненко О.И., Суслова В.В., Устинов Н.В., Устрицкий В.И., Фефилова Л.А. Эволюция обстановок осадконакопления Баренцево-Северо-Карского палеобассейна в фанерозое [Электронный ресурс] // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2009. – Т. 4. – № 1. – Режим доступа: http://www.ngtp.ru/rub/2/3_2009.pdf (дата обращения 06.02.2023).
13. Пчелина Т.М. История триасового осадконакопления на Шпицбергене и прилегающем шельфе // Стратиграфия и палеонтология мезозойских осадочных бассейнов Севера СССР : сб. науч. тр. – Л. : ПГО «Севморгеология», 1985. – С. 135–152.
14. Mørk M.B.E. Compositional variations and provenance of Triassic sandstones from the Barents Shelf // Journal of Sedimentary Research. – 1999. – Т. 69. – № 3. – С. 690–710. DOI: 10.2110/jsr.69.690.
15. Устрицкий В.И. Триасовые и верхнепермские отложения полуострова Адмиралтейства (Новая Земля) // Литология и палеогеография Баренцева и Карского морей; сб. науч. тр. – Л. : НИИГА, 1981. – С. 55–65.
16. Преображенская Э.Н., Школа И.В., Корчинская М.В. Стратиграфия триасовых отложений архипелага Земля Франца-Иосифа (по материалам параметрического бурения) // Стратиграфия и палеонтология мезозойских осадочных бассейнов Севера СССР: сб. науч. тр. – Л. : ПГО «Севморгеология», 1985. – С. 5–15.
17. Шипилов Э.В., Тарасов Г.А. Региональная геология нефтегазоносных осадочных бассейнов Западно-Арктического шельфа России. – Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1998. – 306 с.
18. Васильев В.В., Вискунова К.Г., Кийко О.А., Козлов С.А. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 1 000 000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист T 41–44 — мыс Желания. Объяснительная записка. − СПб. : Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2013. – 200 с.
19. Бро Е.Г. Параметрические скважины на острове Колгуев // Советская геология. – 1988. – № 3. – С. 82–88.
20. Лопатин Б.Г., Астафьев Б.Ю., Вискунова К.Г., Воинова О.А. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 1 000 000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист R-37, 38 — м. Святой Нос, м. Канин Нос. Объяснительная записка. – СПб. : Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2008. – 251 с.
21. Fleming E.J., Flowerdew M.J., Smyth H.R., Scott R.A., Morton A.C., Omma J.E., Frei D., Whitehouse M.J. Provenance of Triassic sandstones on the southwest Barents Shelf and the implication for sediment dispersal patterns in northwest Pangaea // Marine and Petroleum Geology. – 2016. – Т. 78. – С. 516–535. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2016.10.005.
22. Klausen T.G., Müller R., Sláma J., Helland-Hansen W. Evidence for Late Triassic provenance areas and Early Jurassic sediment supply turnover in the Barents Sea Basin of northern Pangea // Lithosphere. – 2017. – Т. 9. – № 1. – С. 14–28. DOI: 10.1130/L556.1
23. Ershova V., Prokopiev A., Stockli D., Kurapov M., Kosteva N., Rogov M. et al. Provenance of the Mesozoic succession of Franz Josef Land (north-eastern Barents Sea): Paleogeographic and tectonic implications for the High Arctic // Tectonics. – 2022. – Т. 41. – № 11. – 27 с. DOI: 10.1029/2022TC007348.
24. Belousova E.A., Griffin W.L., O’Reily S.Y. Zircon crystal morphology, trace element signatures and Hf isotope composition as a tool for petrogenetic modelling: examples from Eastern Australian granitoids // Journal of Petrology. – 2006. – Т. 47. – № 2. – С. 329–353. DOI: 10.1093/petrology/egi077.
25. Ludwig K.R. User’s manual for Isoplot 3.0: A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Spec. Pub. 4. – Berkeley Geochronology Center, Berkeley, California. – 2003. – 71 c.
26. Guynn J., Gehrels G. Comparison of Detrital Zircon Age Distributions Using the K-S Test. 2010. [Электронный ресурс]. – https://sites.google.com/a/laserchron.org/laserchron/home (дата обращения 15.02.2023).
27. Bogdanova S.V., Bingen B., Gorbatschev R., Kheraskova T.N., Kozlov V.I., Puchkov V.N., Volozh Yu.A. The East European Craton (Baltica) before and during the assembly of Rodinia // Precambrian Research. – 2008. – Т. 160. – № 1–2. – С. 23–45. DOI: 10.1016/j.precamres.2007.04.024.
28. Кузнецов Н.Б., Натапов Л.М., Белоусова Е.А. Первые результаты U/Pb датирования и изотопно-геохимического изучения детритных цирконов из позднедокембрийских песчаников Южного Тимана (увал Джежим-Парма) // Доклады АН. – 2010. – Т. 435. – № 6. – С. 798–805.
29. Kuznetsov N.B., Belousova E.A., Alekseev A.S., Romanyuk T.V. New data on detrital zircons from the sandstones of Lower Cambrian Brusov Formation (White-Sea region, East-European craton): unraveling the timing of the onset of the Arctida-Baltica collision // International Geology Review. – 2014. – Т. 56. – № 16. – С. 1945–1963. DOI: 10.1080/00206814.2014.977968.
30. Mints M.V., Dokukina K.A., Konilov A.N., Philippova I.B., Zlobin V.L. et al. East European Craton: Early Precambrian History and 3D Models of Deep Crustal Structure // Geological Society of America. Special Paper 510. – 2015. – 467 с.
31. Henriksen N., Higgins A.K., Kalsbeek F., Pulvertaft T.C.R. Greenland from Archean to Quarternary. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin // Geological Magazine. – 2003. – Т. 140. – № 5. – С. 615–616. DOI: 10.1017/S0016756803248342.
32. Lorenz H., Gee D.G., Larionov A.N., Majka J. The Grenville–Sveconorwegian orogen in the high Arctic // Geological Magazine. – 2012. – Т. 149. – № 5. – С. 875–891. DOI: 10.1017/S0016756811001130.
33. Соболева А.А., Кузнецов Н.Б., Миллер Э.Л., Удоратина О.В., Герелс Дж., Романюк Т.В. Первые результаты U/Pb-датирования детритных цирконов из базальных горизонтов уралид (Полярный Урал) // Доклады РАН. – 2012. – Т. 415. – № 5. – С. 570–576.
34. Pettersson C.H., Pease V., Frei D. Detrital zircon -Pb ages of Silurian-Devonian sediments from NW Svalbard: A fragment of Avalonia and Laurentia? // Journal of the Geological Society of London. – 2010. – Т. 167. – № 5. – С. 1019–1032. DOI: 10.1144/0016-76492010-062.
35. Bingen B., Solli A. Geochronology of magmatism in the Caledonian and Sveconorwegian belts of Baltica: synopsis for detrital zircon provenance studies // Norwegian Journal of Geology. – 2009. – Т. 89. – № 4. – С. 267–290.
36. Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). – Уфа : ДизайнПолиграфСервис, 2010. – 280 с.
37. Lorenz H., Gee D.G., Whitehouse M.J. New geochronological data on Paleozoic igneous activity and deformation in the Severnaya Zemlya Archipelago, Russia, and implications for the development of the Eurasian Arctic margin // Geological Magazine. – 2007. – Т. 144. – № 1. – С. 105–125. DOI: 10.1017/S001675680600272X.
38. Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Миллер Э.Л., Удоратина О.В., Герелс Дж., Романюк Т.В. Первые U/Pb-датировки детритных цирконов из песчаников среднего и верхнего палеозоя Полярного Урала: тестирование региональных тектонических моделей // Доклады РАН. – 2013. – Т. 451. – № 2. – С. 183–188. DOI: 10.7868/S0869565213200206.