Минералогия, геохимия и природа свечения люминесцирующих прослоев баженовской свиты Западно-Сибирского осадочного бассейна

Abstract

Актуальность. Изучение минералого-геохимических особенностей люминесцирующих прослоев, выделенных в отложениях баженовской свиты на территории Западно-Сибирского осадочного бассейна (Томской области и сопредельных регионов), позволит уточнить их минеральный состав и природу образования, а также оценить возможность их использования как дополнительных региональных реперов для восстановления палеогеографической истории формирования свиты. Цель: изучить минералогические и геохимические особенности и определить природу образования люминесцирующих прослоев в отложениях баженовской свиты. Объекты: осадочные породы, люминесцирующие прослои и вмещающие отложения баженовской свиты. Методы: рентгеновская дифрактометрия, петрографический анализ, сканирующая электронная микроскопия, массспектрометрия с индуктивно связанной плазмой, атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, инструментальный нейтронно-активационный анализ, рентгенолюминесценция. Результаты. На территории распространения баженовской свиты в центральной и юго-восточной части Западно-Сибирского осадочного бассейна обнаружены люминесцирующие в ультрафиолетовом освещении прослои мощностью от 2 мм до 15 см. Изучение минерального состава позволило разделить выделенные прослои на две группы по основной минеральной фазе. Изучение прослоев I группы показало, что они сложены в основном глинистыми минералами с примесью обломочного алевритового материала. Основными глинистыми минералам в них являются каолинит и смешаннослойные образования ряда иллит- смектит. Ко II группе отнесены прослои с преимущественно кремнистым (кварцевым) составом. При анализе данных химического состава выявлено, что изучаемые прослои имеют пониженные содержания элементов (Co, Ni, Cu, Zn, Mo и др.) по сравнению с «обычными» породами баженовской свиты в связи с низким содержанием захороненного органического вещества, с которым традиционно связывается накопление некоторых элементов. Отмечены повышенные концентрации тория в образцах изучаемых прослоев. Проведенные исследования выявили признаки присутствия вулканогенного материала. Предполагается, что выделенные прослои имеют вулканическое происхождение и образовались в результате диа- и катагенетического преобразования вулканокластического материала туфовых осадков в присутствии большого количества органического вещества.

The study of mineralogical and geochemical features of luminescent layers in the Bazhenov formation of West Siberian sedimentary basin (Tomsk region and adjacent regions) will allow clarifying their mineral composition and nature of formation, as well as the opportunity of their use as additional regional horizon to restore the paleogeographic history of the Bazhenov formation. The main aim of the research is to study the mineralogical and geochemical features and determine the origin of luminescent layers in the deposits of the Bazhenov formation. Objects: sedimentary rocks, luminescent layers and enclosing rocks of the Bazhenov formation. Methods: X-ray diffractometry, petrographic analysis, scanning electron microscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, instrumental neutron activation analysis, X-ray luminescence. Results. The luminescent layers in ultraviolet light were detected in the distribution area of the Bazhenov formation in the central and south-eastern part of the West Siberian sedimentary basin. Thickness of layers varies from 2 mm to 15 cm. The study of the mineral composition made it possible to divide the separated layers into two groups according to the main mineral phases. The study of layers of the I group showed that they are composed mainly of clay minerals with an admixture of clastic silty material. The main clay minerals in them are kaolinite and mixed-layer minerals of the illite-smectite series. Layers with a predominantly siliceous (quartz) composition correspond to the II group. When analyzing chemical composition data it was identified that the studied layers as a whole have lower element contents (Co, Ni, Cu, Zn, Moand others) compared to the "ordinary" rocks of the Bazhenov formation due to the low content of buried organic matter, which is traditionally associated with the accumulation of some microelements. The elevated concentrations of thorium in the samples of the studied layers are noted. The study shown the signs of the presence of volcanic material. It is assumed that the studied layers are of volcanic origin and were formed as a result of the dia- and catagenetic transformation of the volcanoclastic material of tuff sediments in the presence of a large amount of organic matter.