Геохимические неоднородности палеоэстуарного бассейна Ваньеганской структуры (Западная Сибирь)

Abstract

Актуальность работы обусловлена сложностью создания седиментационных и фациальных моделей для верхних пластов покурской свиты. Цель работы: на основании результатов факторного анализа по петрогенным оксидам и геохимическим индикаторам осадков палеоэстуарного бассейна выделить фациальные зоны и проследить их пространственно-временное развитие, установить основные петрогеохимические факторы, влияющие на химизм осадка. Методы исследования: рентгенофлуорисцентный анализ и ICP-MS с индуктивно связанной плазмой; статистическая обработка данных с использованием программного пакета Statistica 6.0. Результаты. По результатам факторного анализа было показано, что вариативность содержаний петрогенных оксидов зависит от особенностей минерального состава осадка. Неоднородность распределения микропримесей на 20-25 % обусловлена накоплением микроэлементов на геохимических барьерах и подчеркивает вариации физико-химических особенностей pH и Eh среды, которые контролируют процессы взаимодействия вод с твердым осадком. На основании проведенной дискриминации по геохимическим и петрохимическим факторам было выделено шесть фациально-геохимических зон, отвечающих руслам (дельтам), старицам, приливно-отливным зонам, лиманам, ближнему шельфу, областям взаимодействия пресных и соленых вод. Также выявлена латеральная и вертикальная зональность исследуемой структуры, выраженная в переходе континентальных фаций в морские. Установлено, что петрогеохимическая зональность связана с изменениями направления сноса вещества, составом вод, гидродинамической активностью среды осадконакопления и физико-химическими условиями седиментации. Максимальное влияние континентального сноса наиболее четко выражено в осадках русловых и старичных фаций и частично в областях взаимодействия системы море-суша. Вариации физико-химических условий (pH и Eh среды) наиболее четко выражаются в уменьшении кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в ряду от континентальных к шельфовым фациям.

Relevance of the work is determined by the complexity of creating sedimentary and facies models for the upper layers of the Pokursky suite. The aim of the research is to determine facies zones based on the factor analyses of the major oxides and geochemical indicators of the sediments of paleoestuarine basin and to observe their space-time evolution; to indicate the main factors influencing the sediment chemistry. The research methods: X-ray fluorescence (XRF) and inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) analyses, statistical data processing using the software package Statistica 6.0. The results. The factor analysis demonstrated that the variability in the contents of major oxides depends on the features of the mineral composition of sediment. 20-25 % of trace elements have a heterogeneous distribution which is caused by the accumulation of trace elements at the geochemical barriers. This fact indicates the variations of physical and chemical features of pH and Eh, which control the processes of water-sediment interaction. Based on the discrimination on geochemical and petrochemical factors the authors determined six facies-geochemical zones which correspond to beds (delta), oxbows, tidal zones, silted estuaries, shelf and areas of interaction of fresh and salt water. The lateral and vertical changes of the structure under study were found out. This shows the transition of continental facies into marine ones. It was ascertained that the petrogeochemical zonation is associated with the changes in substance ablation direction, water structure, hydrodynamic activity of depositional environment and physic-chemical conditions of sedimentation. The maximum influence of continental ablation is more clearly expressed in sediments of river and oxbow facies, and partially in the interaction areas of sea-land system. The variations of physic-chemical conditions (pH and Eh of the medium) are most distinctly expressed in reduction of acidity and redox potential from continental to shelf facies.