Визейские терригенные отложения Южно-Татарского свода (Волго-Уральская нефтегазоносная провинция) – разнофациальное заполнение закарстованной поверхности турнейской изолированной карбонатной платформы

В статье представлены карты толщин и песчанистости визейской терригенной толщи карбона (радаевский и бобриковский горизонты) Южно-Татарского свода, составленные методом пространственной интерполяции Natural Neighbor в среде ArcGIS Pro на основе анализа данных геофизических исследований более чем 30 000 скважин.
Интерпретация карт и результаты седиментологических, ихнотекстурных и петрофизических исследований керна, дополненные анализом фондовых и опубликованных материалов, позволили обновить подход к моделированию осадконакопления терригенных отложений. Представленная схема осадконакопления терригенных и угленосных отложений учитывает данные хроностратиграфии, процессы карстования изолированных карбонатных платформ, скорости накопления осадков, ихнотекстурные признаки пород. Сделан вывод, что процессы формирования терригенных и торфяных (угленосных) отложений различны по продолжительности (0,1 млн лет против 1,5–2 млн лет) и связаны с трансгрессивными и регрессивными этапами развития территории.
Процесс формирования терригенных отложений включает: (а) трансгрессивные эпизоды – кратковременные ингрессии морского бассейна на эродированную поверхность изолированной карбонатной платформы, сопровождавшиеся накоплением алевритовых и песчаных, хорошо сортированных биотурбированных осадков, часто с разнообразными ихнофоссилиями морских донных организмов; (б) регрессивный этап – преимущественная эрозия отложений на своде; сохранение осадков во врезах.
Процесс формирования торфяных (угленосных) отложений включает: (а) регрессивный этап – развитие обильного растительного покрова на обширной территории востока Волго-Уральской области и устойчивых болотных обстановок торфонакопления в понижениях (врезах) турнейской поверхности; (б) трансгрессивный этап – перекрытие торфа во врезах трансгрессивными морскими алевро-песчаными осадками; захоронение торфа; его уплотнение и преобразование в уголь. Чередование в разрезе угленосных и трансгрессивных интервалов свидетельствует о цикличности этих процессов.
Предложенные схемы осадконакопления дополняют и расширяют концепции предыдущих исследований, согласуются с разработанными картами толщин и песчанистости, объясняя сложное, покровное и мозаичное распределения песчаных тел по площади, а также заполнение врезов осадками разных литологических типов.

1. Актуализированная стратиграфическая схема нижнекаменноугольных отложений Волго-уральского субрегиона. объяснительная записка (2023). Под ред. Н.К. Фортунатовой, е.Л. Зайцевой, М.А. Бушуевой и др. М.: ВНИГНИ, (в печати).

2. Алексеев В.П. (2014). Атлас субаквальных фаций нижнемеловых отложений Западной сибири (ХМАо-Югра). екатеринбург: уГГу, 284 с.

3. Алиев М.М., Виссарионова А.Я., Кузнецов Ю.И., Семенова Е.Г., Съестнова Л.П., Травина Л.М., Хачатрян Р.О., Шельнова А.К., Яриков Г.М. (1975). Каменноугольные отложения Волго-уральской нефтегазоносной провинции. М.: Недра, 261 с.

4. Гафуров Ш.З., Ларочкина И.А., Тимофеев А.А., Хасанов Р.Р. (2000). Камский угольный бассейн. Угольная база России. Том 1. Угольные бассейны и месторождения Европейской части России (Северный Кавказ, Восточный Донбасс, Подмосковный, Камский, Печорский бассейны, Урал). М.: Геоинформмарк, с. 133–169.

5. Горожанина Е.Н., Горожанин В.М., Заграновская Д.Е., Захарова О.А. (2019). о строении Камско-Кинельской системы прогибов. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка, (3), с. 9–20. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2019-3-9-20

6. Груздев Д.А. (2021). Позднедевонско-раннекаменноугольные изолированные карбонатные платформы на севере урала и Пай-Хоя. Вестник геонаук, 10(322), с. 3–15. https://doi.org/10.19110/geov.2021.10.1

7. Губарева В.С. (2003). Каменноугольная система. Геология Татарстана: Стратиграфия и тектоника. Под ред. Б.В. Бурова. М.: Геос, с. 103–124.

8. Данилова Т.Е. (2008). Атлас пород основных нефтеносных горизонтов палеозоя республики Татарстан. Терригенные породы девона и нижнего карбона. Казань: Плутон, 440 с.

9. Ларочкина И.А. (2005). Принципы расчленения, идентификации и корреляции терригенных нижнекаменноугольных отложений. Георесурсы, 2(17), с. 15–19.

10. Ларочкина И.А. (2008). Геологические основы поисков и разведки нефтегазовых месторождений на территории республики Татарстан. Казань: ооо ПФ Гарт, 210 с.

11. Ларочкина И.А., Мельников С.Н. (1984). Палеогеоморфология юго-востока Татарии в раннекаменноугольное время. Геоморфология, (3), с. 65–69.

12. Ларочкина И.А., Ганиев Р.Р., Михайлова Е.Н., Новикова И.П. (2010). Влияние эрозионно-карстовых врезов на размещение залежей нефти в радаевско-бобриковских отложениях. Георесурсы, 3(35), с. 38–41.

13. Ларочкина И.А., Михайлова Е.Н., Новиков И.П. (2011). Бобриковские врезы как объекты высокоэффективной разработки месторождений (на примере ульяновского месторождения). Георесурсы, 4(40), с. 27–30.

14. Махлина М.Х., Вдовенко М.В., Алексеев А.С., Бывшева Т.В., Донакова Л.М., Жулитова В.Е., Кононова Л.И., Умнова Н.И., Шик Е.М. (1993). Нижний карбон Московской синеклизы и Воронежской антеклизы. М.: Наука, 221 с.

15. Микулаш Р., Дронов А.В. (2006). Палеоихнология – введение в изучение ископаемых следов жизнедеятельности. Прага: Геологический институт Академии наук Чешской республики, 122 c.

16. Муслимов Р.Х. (2007). Нефтегазоносность республики Татарстан. Геология и разработка нефтяных месторождений. Т. 1. Под ред. Р.Х. Муслимова. Казань: ФЭН, 316 с.

17. Муслимов Р.Х., Васясин Г.И., Шакиров А.Н., Чендарев В.В. (1999). Геология турнейского яруса Татарстана. Казань: Мониторинг, 186 с.

18. Познер В.М. (1975). Каменноугольный период. Палеогеография. Палеогеография СССР. Объяснительная записка к Атласу литологопалеогеографических карт СССР. Т. 2. Девонский, каменноугольный, пермский периоды. М.: Недра, с. 62–119.

19. Познер В.М., Кирина Т.И., Порфирьев Г.С. (1957). Волго-уральская нефтеносная область. Каменноугольные отложения. Труды Всесоюзного нефтяного научно-исследовательского геологоразведочного института, 112. Ленинград: Гостоптехиздат, 312 с.

20. Силантьев В.В., Валидов М.Ф., Мифтахутдинова Д.Н., Морозов В.П., Ганиев Б.Г., Лутфуллин А.А., Шуматбаев К.Д., Хабипов Р.М., Нургалиева Н.Г., Толоконникова З.А., Королев Э.А., Судаков В.А., Смирнова А.В., Голод К.А., Леонтьев А.А., Шамсиев Р.Р., Нойкин М.В., Косарев В.Е., Никонорова Д.А., Ахметов Р.Ф. (2022). Модель осадконакопления пашийского горизонта (терригенная толща девона) Южно-Татарского свода Волго-уральской нефтегазоносной провинции. Георесурсы, 24(4), c. 12–39. https://doi.org/10.18599/grs.2022.4.2

21. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Тихомирова М., Куликова А.В., Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Бакаев А.С., Жаринова В.В., Наумчева М.А. (2023). Первые радиометрические датировки тонштейнов из угленосных отложений Кузнецкого бассейна: U-Pb-геохронология тайлуганской свиты. Георесурсы, 25(2), c. 203–227. https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.15

22. Смелков В.М., Тухватуллин Р.К., Успенский Б.В. (2007). Нефтегазоносность палеозойских отложений Татарстана. Нефтегазоносность Республики Татарстан. Геология и разработка нефтяных месторождений. Т. 1. Под ред. р.Х. Муслимова. Казань: ФЭН, с. 66–97.

23. Троепольский В.И., Бадамшин Э.З., Тухватуллин Р.К. (1974). Закономерности развития нефтеносности и методика поисковых работ в Камско-Кинельской системе прогибов на территории Татарии. Вопросы геологии и нефтеносности Среднего Поволжья, 4. Казань: Изд-во Казанского университета, с. 3–28.

24. Фортунатова Н.К., Зайцева Е.Л., Бушуева М.А. (2023). Стратиграфия нижнего карбона Волго-уральского субрегиона (материалы к актуализации стратиграфической схемы). Под ред. Н.К. Фортунатовой. М.: Изд-во ВНИГНИ, 288 с.

25. Хисамов Р.С., Гатиятуллин Н.С., Гафуров Ш.З., Хасанов Р.Р. (2009). Геология и ресурсы Камского угольного бассейна на территории республики Татарстан. Казань: ФЭН, 159 с.

26. Хисамов Р.С., Губайдуллин А.А., Базаревская В.Г., Юдинцев Е.А. (2010). Геология карбонатных сложно построенных коллекторов девона и карбона Татарстана. Казань: ФЭН, 283 с.

27. Шельнова А.К., Желтова А.Н., Блудорова Е.А. (1966). Типы разрезоа нижнего карбона, развитые на территории Татарской Асср. Доклады Академии наук СССР, 171(2), с. 435–438.

28. Alekseev A.S., Nikolaeva S.V., Goreva N.V., Donova N.B., Kossovaya O.L., Kulagina E.I., Kucheva N.A., Kurilenko A.V., Kutygin R.V., Popeko L.I., Stepanova, T.I. (2022). Russian regional Carboniferous stratigraphy. Geological Society, London, Special Publications, 512(1), pp. 49–117. https://doi.org/10.1144/SP512-2021-134

29. Aretz M., Herbig H.G., Wang X.D., Gradstein F.M., Agterberg F.P., Ogg, J.G. Chapter 23 – The Carboniferous Period. (2020). Geologic Time Scale 2020. Amsterdam: Elsevier, pp. 811–874. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824360-2.00023-1

30. Balseiro D., Powell M.G. (2020). Carbonate collapse and the late Paleozoic ice age marine biodiversity crisis. Geology, 48(2), pp. 118–122. https://doi.org/10.1130/G46858.1

31. Blakey R. (2020). Deep Time Maps Inc. https://deeptimemaps.com

32. Buggisch W., Joachimski M.M., Sevastopulo G., Morrow J.R. (2008). Mississippian δ13Ccarb and conodont apatite δ18O records–Their relation to the Late Palaeozoic Glaciation. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 268(3–4), pp. 273–292. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2008.03.043

33. Croizé D., Renard F., Gratier, J.-P. Chapter 3. (2013). Compaction and Porosity Reduction. Carbonates: A Review of Observations, Theory, and Experiments. Advances in Geophysics, Ed. R Dmowska. Amsterdam: Elsevier, V. 54, pp. 181–238. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-380940-7.00003-2

34. Davydov V.I., Korn D., Schmitz M.D., Gradstein F.M., Hammer, O. (2012). The Carboniferous period. In: Gradstein, F.M., Ogg, J.G., Schmitz, M.D. and Ogg, G.M. (eds). The Geologic Time Scale 2012, V. 2. Elsevier, Amsterdam, pp. 603–651. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-59425-9.00023-8

35. Droser M.D., Bottjer D.J. (1986). A semiquantitative field classification of ichnofabric. Journal of Sedimentary Petrology, 56(4), pp. 556–559. https://doi.org/10.1306/212F89C2-2B24-11D7-8648000102C1865D

36. Emiliani C. (1966). Paleotemperature Analysis of Caribbean Cores P6304-8 and P6304-9 and a Generalized Temperature Curve for the past 425,000 Years. The Journal of Geology, 74(2), pp. 109–124. https://doi.org/10.1086/627150

37. Fielding C.R., Frank T.D., Birgenheier L.P., Rygel M.C., Jones A.T., Roberts J. (2008). Stratigraphic imprint of the Late Palaeozoic Ice Age in eastern Australia: a record of alternating glacial and nonglacial climate regime. Journal of the Geological Society, London, 165, pp. 129–140. https://doi.org/10.1144/0016-76492007-036

38. Fikri H.N., Sachsenhofer R.F., Bechtel A., Gross D. (2022). Organic geochemistry and petrography in Miocene coals in the Barito Basin (Tutupan Mine, Indonesia): Evidence for astronomic forcing in kerapah type peats. International Journal of Coal Geology, 256(February), 103997. https://doi.org/10.1016/j.coal.2022.103997

39. Golonka J. (2002). Plate-tectonic maps of the Phanerozoic. Society for Sedimentary Geology Special Publications, 72, pp. 21–75. https://doi.org/10.2110/pec.02.72.0021

40. Gulbranson E.L., Montañez I.P., Schmitz M.D., Limarino C.O., Isbell J.L., Marenssi S.A., Crowley J.L. (2010). High-precision U-Pb calibration of Carboniferous glaciation and climate history, Paganzo Group, NW Argentina. GSA Bulletin, 122(9–10), pp. 1480–1498. https://doi.org/10.1130/B30025.1

41. Haq B.U., Schutter S.R. (2008). A chronology of Paleozoic sealevel changes. Science 322 (5898), pp. 64–68. https://doi.org/10.1126/science.1161648

42. Kalvoda J. (2002). Late Devonian-Early Carboniferous Foraminiferal Fauna: Zonations, Evolutionary events, paleobiogeography and tectonic implications. Masaryk University, Brno. Czech Republic, 39 p.

43. Knaust D. (2017). Atlas of Trace Fossils in Well Core: Appearance, Taxonomy and Interpretation. Springer, Switzerland, 209 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-49837-9

44. Kukal Z. (1971). Geology of Recent sediments. London: Academic Press, 490 p.

45. Mii H.-S., Grossman E.L., Yancey T.E., Chuvashov B., Egorov A. (2001). Isotopic records of brachiopod shells from the Russian Platform: Evidence for the onset of Mid-Carboniferous glaciation. Chemical Geology, 175, p. 133147. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(00)00366-1

46. Moore T.A., Shearer J.C. (2003). Peat/coal type and depositional environment – Are they related? International Journal of Coal Geology, 56(3–4), pp. 233–252. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(03)00114-9

47. Nikishin A.M., Ziegler P.A., Stephenson R.A., Cloetingh S.A.P.L., Furne A.V., Fokin P.A. et al. (1996). Late Precambrian to Triassic history of the East European Craton: Dynamics of sedimentary basin evolution. Tectonophysics, 268(1–4), pp. 23–63. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(96)00228-4

48. Saltzman M.R. (2003). Late Paleozoic ice age: Oceanic gateway or pCO2? Geology31, pp. 151–154. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2003)031<0151:LPIAOG>2.0.CO;2

49. Scotese C. R. (2010). PALEOMAP Project. http://www.scotese.com/earth.htm

50. Seilacher A. (1964). Sedimentological classification and nomenclature of trace fossils. Sedimentology, 3, pp. 256–263.

51. Seilacher A. (1967). Bathymetry of trace fossils. Marine Geology, 5(5–6), pp. 413–428. https://doi.org/10.1016/0025-3227(67)90051-5

52. Shinn E.A., Robbin D.M. (1983). Mechanical and chemical compaction in fine-grained shallow-water limestones. Journal of Sedimentary Petrology, 53(2), pp. 595–618. https://doi.org/10.1306/212F8242-2B24-11D7-8648000102C1865D

53. Sibson R. (1981). A brief description of natural neighbor interpolation (Ch. 2). Interpreting Multivariate Data. Chichester: John Wiley, pp. 21–36.

54. Torsvik T.H., Cocks L.R.M. (2017). Earth History and Palaeogeography. Cambridge University Press, Cambridge, UK. https://doi.org/10.1017/9781316225523

55. Van Hengstum P.J., Maale G., Donnelly J.P., Albury N.A., Onac B.P., Sullivan R.M., Winkler T.S., Tamalavage A.E., MacDonald D. (2018). Drought in the northern Bahamas from 3300 to 2500 years ago. Quaternary Science Reviews, 186, pp. 169–185. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.02.014

56. Wright V.P., Vanstone S.D. (2001). Onset of Late Palaeozoic glacioeustasy and the evolving climates of low latitude areas: a synthesis of current understanding. Journal of the Geological Society, 276, pp. 579–582. https://doi.org/10.1144/jgs.158.4.579