Реконструкция источников сноса и обстановок формирования каменноугольно-меловых обломочных пород северо-востока Сибири и юго-запада Канады по данным Sm-Nd изотопных и геохимических методов исследования

Актуальность работы
Позднепалеозойские и мезозойские осадочные бассейны северо-
восточной окраины Сибирской платформы представляют интерес геологов,
обусловленный в первую очередь потенциалом на наличие в них углеводоро-
дов. В комплексных исследованиях осадочных бассейнов важным моментом
является определение палеотектонической обстановки и типов источни-
ков сноса. Информацияоб источниках сноса рассматриваемого региона
основана, главным образом, на результатах изучениясост ава песчаников
и, в частности, их тяжелой фракции. Несмотря на полученный за годы
исследованиярегиона огромный массив данных, их интерпретациянередк о
затруднительна из-за невозможности идентифицировать тектоническую
природу и возраст источника сноса. Длярешенияпо добных задач одним
из наиболее эффективных методов является изучение Sm-Nd изотопных
характеристик и химического состава обломочных пород.
Осадочные бассейны юго-западной Канады карбон–мелового времени
развивались в схожих тектонических условиях, что и бассейны северо-
востока Сибири. Строение и этапы развитияКор дильер хорошо изучены
благодарях орошей обнаженности, доступности и широкому применению со-
временных аналитических методов. Таким образом, терригенные бассейны
северо-востока Сибирской платформы и юго-запада Канады являются удач-
ными региональными аналогами, что позволяет изучить поведение Sm-Nd
изотопной системы в обломочных породах, сформировавшихсяв схожих тек-
тонических, но различных палеогеографических обстановках. На базе срав-
нениядвух региональных объектов можно сделать более обоснованные вы-
воды об источниках сноса и условиях осадконакопления обломочных пород
бассейнов северо-востока Сибири.
Целью работы является сравнение эволюции развития бассейнов тер-
ригенного осадконакоплениясеверо-восток а Сибири и юго-запада Канады
на основе изученияSm-Nd изотопных и геохимических характеристик обло-
мочных пород каменноугольно-мелового возраста. В рамках поставленной
цели выделяются следующие задачи:
1) Сбор и систематизациягеологических данных по терригенным ком-
плексам исследуемых бассейнов;
2) Изучение Sm-Nd изотопных и геохимических характеристик терриген-
ных комплексов юго-западной Канады и северо-востока Сибири;
3) Реконструкцияисточник ов сноса и тектонической природы питающих
провинций дляк аменноугольно–триасовых терригенных комплексов
северо-востока Сибирской платформы;
4) Реконструкцияисточник ов сноса и тектонической природы питающих
провинций длявер хнеюрско–нижнемеловых терригенных комплексов
северо-востока Сибирской платформы;
5) Сравнение эволюции бассейнов пассивных окраин и предгорных про-
гибов северо-востока Сибирской платформы и юго-запада Канады.
В ходе проведенных исследований получены следующие новые науч-
ные результаты:
√установлены новые типы источников сноса дляк аменноугольно–
триасовых терригенных комплексов северо-востока Сибири;
√уточнена палеотектоническаяобст ановка формированиявер хнеюр-
ских и нижнемеловых терригенных комплексов Приверхоянского про-
гиба;
√проведено сравнение эволюции Sm-Nd изотопной системы в обломоч-
ных породах юго-западной Канады и северо-востока Сибири, что поз-
волило установить различие палеотектонических обстановок их фор-
мирования.
Выделяя основные научные результаты, можно сформулировать следу-
ющие защищаемые положения:
1) При формировании обломочных комплексов карбона и перми северо-
восточной окраины Сибирской платформы значительную роль играл
размыв ювенильных комплексов, на что указывает преобладание об-
ломочных пород с εNd(t) от −1 до −5.
2) Геохимический и Sm-Nd изотопный состав нижнемеловых отложений
северной части Приверхоянского прогиба показывает, что его заполне-
ние происходило преимущественно за счет разрушенияпоро д фунда-
мента Сибирской платформы, а не за счет размыва растущей Верхо-
янской горной системы.
3) Существенные различияв Sm-Nd изотопных характеристиках осадоч-
ных комплексов, выполняющих передовой прогиб Кордильер и При-
верхоянский прогиб, обусловлены специфическими палеотектониче-
скими обстановками, контролировавшими направление и дальность пе-
реноса обломочного материала.
Фактический материал, положенный в основу диссертации, был по-
лучен в процессе нескольких экспедиций. Автор принимал непосредственное
участие в двух полевых сезонах (2009 и 2011 года) на территории северо-
восточной окраины Сибири, в ходе которых была получена значительная
часть материалов. Данные экспедиции были выполнены в рамках совмест-
ного проекта СПбГУ и компании TGS (2008–2010), а также в рамках парт-
нерских отношений СПбГУ и ФГУ НПП «Аэрогеология» в 2011 году. Автор
также являлся соорганизатором, вместе с А.К.Худолеем, короткой экспеди-
ции по южной части Скалистых Гор (Альберта, Канада) при поддержке TGS
и Геологической службы Канады (Калгари), в ходе которой был отобран
каменный материал, позволивший расширить представленияоб эволюции
формированияпередового прогиба Кордильер. В результате было отобрано
88 образцов, по которым проводились дальнейшие оригинальные изотоп-
ные и геохимические исследования. Sm-Nd изотопный анализ отобранных
образцов производилсяв лаборатории ФГБУН ИГГД РАН лично диссер-
тантом, химический анализ на главные, малые и редкоземельные элементы
проводилсяв лаборатории ФГУП "ВСЕГЕИ". Кроме того, были использова-
ны литературные данные по Sm-Nd изотопному составу осадочных пород и
фундаменту Северо-Американской и Сибирской платформ. Все литератур-
ные данные были пересчитаны на модель Голдштейна, с целью сравнения
их с собственными данными.
Практическая значимость выполненного исследованиязаключаетс я
в том, что полученные новые Sm-Nd и геохимические данные обломочных
пород северо-восточной окраины Сибирской платформы привели к пере-
смотру и значительному уточнению условий их накопления. На примере
двух различных бассейнов показано, что Sm-Nd изотопный метод является
эффективным инструментом в изучении палеотектоники областей сноса.
Полученные результаты могут иметь прикладное значение в исследовании
осадочных бассейнов и в поисковых работах на различные полезные иско-
паемые.
Апробация работы
Основные результаты диссертационного исследованияи защищаемые
положениябыли представлены на ежегодных конференциях Геологической
и Минералогической ассоциации Канады (GAC/MAC 2010, 2012), между-
народной конференции, посвященной памяти академика В.Е. Хаина (2011),
Арктических конференциях 3P (The Polar Petroleum Potential, 2011, 2013),
46 Тектоническом совещании (2014) и Геологического Общества Америки
(GSA) 2014.
Публикации
Автор имеет на данную тему 3 опубликованные работы в журналах, ре-
комендованных ВАК, подготовленных лично и в соавторстве, и 11 докладов
на научных конференциях.
Структура и объем диссертации
Диссертациясостоит из введения, 4 глав, списка используемых источ-
ников (137 наименований, включая1 электронный ресурс) и 3 приложений.
Работа изложена на 169 страницах, включаярисунки и приложеня.