Geologia del carbon.

La deposición en la cuenca del Kuznetsk, en Siberia: Perspectivas en la transición del Pérmico Triásico y la evolución mesozoica de Asia Central.

Resumen

En este trabajo se describe la estratigrafía del Pérmico-Mesozoico de la cuenca del Kuznetsk, el sur de Siberia, que es adyacente a la cuenca de Siberia vasta y rica en hidrocarburos del oeste y en el borde de los basaltos de inundación de Siberia. El relleno de la cuenca es del Pérmico al Cretácico, y está dominado por no marinos siliciclásticos hasta ~ 7 km de espesor. Palaeocurrent indicadores muestran el flujo dominante hacia el norte / noreste durante el Pérmico al Jurásico. Catorce litofacies se agrupan en tres asociaciones de facies: la cinta fluvial del canal, desbordamiento y la llanura aluvial / estanque llanura de inundación. Que contienen carbón silicoclásticos Pérmico se interpretan como depósitos de meandros de los ríos en una cuenca de antepaís, con la subsidencia generada por la carga de empuje hojas de al menos tres márgenes de la cuenca. Estos sedimentos pasan abruptamente, sino hacia arriba, concordantemente en carbón-áridas areniscas y conglomerados y limolitas, interpretadas como depósitos fluviales entrelazados. Dos flujos de basalto ocurren dentro de la sucesión de carbón estéril. Una recién publicada, precisa Ar-Ar edad de 250,3 ± 0,7 Ma para el menor de estos basaltos, b50 m por encima de la transición sedimentaria, sugiere que el límite Pérmico-Triásico se produce justo por encima de este flujo. Nos relacionamos con la pérdida de productores de carbón la flora y el aumento en el tamaño medio de grano del sedimento a la pérdida de vegetación, a su vez provocada por la erupción de los basaltos de inundación de Siberia hacia el norte. De finales del Pérmico y el Triásico Inferior (?) Los estratos más bajos están cubiertos por silicoclásticos Jurásico fluviales a través de una discordancia angular suave. Conglomerados marcan una sucesión de piedra arenisca, dominado por la que continúa en el Jurásico Medio. Tanto la discordancia basal y el rejuvenecimiento de la sedimentación puede ser consecuencia de empuje intracontinental en los márgenes de la cuenca y más allá, lo que empuja fue provocada por orogenias en el margen de Eurasia. Bajas y medias siliciclástica del Cretácico están mal expuestas y recortar sólo a nivel local: las relaciones de campo indican una discordancia angular en su base. La estratigrafía de finales del Pérmico en la cuenca del Kuznetsk documenta la crisis ambiental en el momento de los basaltos de inundación de Siberia, y refuerza el vínculo entre estas erupciones y el deterioro del clima y del medio ambiente. Los aspectos más destacados del Mesozoico sedimentarias registran la deformación de sedimentos episódica influido la alimentación de la cuenca de Siberia Occidental, y es un ejemplo del registro de la asamblea de Eurasia y la deformación preservados en el interior del continente.

Introducción

Este artículo se refiere a la cubierta sedimentaria de la cuenca del Pérmico-Cretácico Kuznetsk (Kuzbass) en el sur de Siberia, Rusia (Fig. 1). El estudio tiene tres implicaciones principales, más allá de la propia cuenca. 1) La geología se incluyen ejemplos de la sedimentación en la transición del Pérmico-Triásico, en un área afectada por el vulcanismo de Siberia trampa - se hace responsable de la extinción masiva entre el Pérmico y el Triásico (Wignall (2001) y sus referencias). 2) pulsos de sedimentos, los pliegues y discordancias en la cuenca del Kuznetsk son un registro de eventos tectónicos durante la evolución del Pérmico-Mesozoico que afectó a un área mucho más amplia de Asia Central. 3). Parte de nuestras observaciones es que los norte-debido drenaje paleo-sistemas de la cuenca del Kuznetsk formó parte del sistema de transporte de sedimentos en la cuenca de Siberia cerca de West (N2 × 106 km2 de área) y así dar información sobre su evolución y la cuenca del probable llenar. La cuenca de Siberia Occidental ha económico, así como la importancia académica, ya que es uno de los principales hidrocarburos del mundo, las zonas productoras (Peterson y Clarke, 1991; Vyssotski et al, 2006.). Nuestro enfoque es el de describir la geología regional, luego de documentar la estratigrafía del Pérmico-Mesozoico (sobre todo de nuestro trabajo de campo en las minas de carbón a cielo abierto, canteras y secciones de carretera y el río; otras exposiciones naturales son raros) y luego a discutir las implicaciones de la estratigrafía de cada una de las tres líneas de estudio mencionados anteriormente.

Antecedentes geológicos

2,1. Geología regional

La cuenca del Kuznetsk tiene una superficie de 20.000 km2, y está situado a aproximadamente 300 km al sur de la cuenca de Siberia Occidental, y al este de Novosibirsk (Fig. 1). La cuenca está rodeada por los cuatro márgenes por fajas plegadas y corridas y zonas de cizalla que se deforman las rocas del Paleozoico y, en general verge hacia el interior de la cuenca (Fig. 2). Desde el norte, hacia la derecha, estos son los Tom'-Kolyvan, el Alatau Kuznetsk, el Sayan Occidental / Altai Gorny y la cordillera de Salair. Las cuatro regiones forman parte del collage de gran Altaid, que es el cinturón orogénico que construyó gran parte de los sótanos de Asia Central durante el Paleozoico (Sengor y Natal'in, 1996; Buslov et al, 2004.). Muchas de las unidades del Paleozoico son silicoclásticos volcánicas, volcaniclásticas, o inmaduras derivadas de estos protolitos. La virgen y el sótano no perforado a la cuenca, presumiblemente formado por rocas similares. En contraste, la sucesión Carbonífero es carbonato-dominado, que se expone a lo largo de la mayor parte del margen Kuznetsk cuenca. Estos carbonatos se forman parte de una amplia Devónico superior-Carbonífero de plataforma en el sur de Asia Central (por ejemplo, Cook et al, 1995; Gutak et al, 2008.). No hay diferencia cuenca del Kuznetsk estuvo presente en este momento. Los carbonatos del Carbonífero pasar concordantemente hacia arriba en un Carbonífero Superior-Pérmico no marinas clásticas sucesión. El relleno expuesta de la cuenca del Kuznetsk es principalmente Pérmico (Fig. 2), y consta de hasta 5 km del Pérmico no marinos siliciclásticos. Estos se caracterizan por las vetas de carbón que contienen: la cuenca del Kuznetsk es uno de los principales productores de carbón de Rusia-áreas. La producción es en gran medida de minas a cielo abierto, la creación de exposiciones magníficas de la sucesión del Pérmico, y en algunos lugares, que cubre los estratos mesozoicos. Los mapas geológicos muestran el Triásico como en todas partes conformes en el Pérmico (Kurtigeshev et al, 2008;.. Lavrenov et al, 2008), con un espesor asignado en el orden de cientos de metros, y que incluye al menos dos unidades de basalto (probablemente tanto las lavas, de varios metros de espesor, aunque algunos geólogos creen que son ussian soleras). Recientes Ar-Ar determinaciones sobre estos basaltos (. Reichow et al, 2009) dan edades precisas de 250,3 ± 0,7 Ma y 250,7 ± 0,6 Ma, la colocación de ellos y los sedimentos adyacentes con mayor probabilidad en el último del Pérmico: El límite Pérmico-Triásico en el sección global y el estratotipo en Meishan, China, se encuentra entre los tobas datados en 249,25 ± 0,14 Ma y 249,83 ± 0,15 Ma (Renne et al, 1995;.. Reichow et al, 2009). Esto hace que sea incierto exactamente dónde está el límite Pérmico-Triásico se encuentra en la sucesión Kuzntesk Cuenca, y qué espesor de los estratos del Triásico se encuentra por debajo de la sucesión del Jurásico. La veta de carbón más alta se encuentra por debajo de estos basaltos, por lo tanto, para simplificar, nos referiremos a las rocas previamente mapeadas como Triásico como la sucesión end-Permian/Triassic, lo que permite que las rocas por encima de los basaltos probablemente incluyan algunos depósitos del Pérmico. Sin embargo, los marcos bioestratigráficos para la Cuenca del Kuznetsk convencionalmente colocar el oundaryat del Pérmico-Triásico la parte superior de los depósitos coaliferous (Mogutcheva y Krugovykh, 2009), sobre la base de los cambios en la floral, ostrácodos, conchostracan, bivalvos y conjuntos charohpyte. Esta sucesión suprayace Jurásico del Pérmico (y cualquier Triásico, si está presente) con una suave discordancia angular (Fig. 2). La sucesión no es en absoluto total de más de 1000 m de espesor ~, que comprende silicoclásticos no marinas, principalmente de edad Jurásico Temprano. La parte superior de la sucesión se asigna como Jurásico Medio (Buslov et al., 2007), pero la naturaleza no-marina de las rocas hace que las determinaciones precisas edad difícil. Más bajos estratos del Cretácico sólo están presentes en el suroeste de la cuenca del Kuznetsk y en los valores extremos pequeños, algo especulativas en el interior de la cuenca. No hay estratos del Cretácico y el Paleógeno se conservan en la cuenca, de acuerdo con gran parte de Asia Central es una penillanura a través de este tiempo (Allen et al., 2001). Todos los estratos mesozoicos se doblan hasta cierto grado, aunque ninguna parte asigna como fallo. En la actualidad la cuenca se practique una incisión, y los cambios en el drenaje lateral implica una deformación amable, activo, interpretarse como un efecto de larga distancia de la colisión entre India y Asia (Allen y Davies, 2007).

2,2. Estratigrafía y edad determinaciones

Hay una larga historia de estudio estratigráfico y la cartografía en la cuenca del Kuznetsk (Yavorskiy y Butov, 1927; Usov, 1937) que continúa hasta nuestros días (Kurtigeshev et al, 2008;. Lavrenov et al, 2008;. Mogutcheva y Krugovykh de 2009 ). Fig. 3 resume las unidades estratigráficas; y la fig. 4 es un registro de resumen de los estratos. La división rusa estándar es la suite, que es aproximadamente equivalente a la formación de un uso internacional. Suites llevar una connotación de tiempo, así como litológica equivalencia. Dos o más suites pueden agruparse para formar una serie. El siguiente resumen y la fig. 3 se adoptó a partir de la revisión en Buslov et al. (2007). La serie Balakhonskaya abarca el límite Carbonífero-Pérmico y es el más antiguo conjunto de la propia cuenca del Kuznetsk. Es sub-divide en tres suites: Ostrogskaya, Nizhnebalakhonskaya (Baja Balakhonskaya) y Verkhnebalakhonskaya (Alta Balakhonskaya). La Suite Ostrogskaya comienza con un conglomerado basal delgada, pero aparentemente es más adaptable que subyace a los estratos en el interior de la cuenca. La unidad es más delgada hacia el oeste y el este y ausente en el norte de la cuenca. heNizhnebalakhonskaya Suite es la más baja de producción de carbón en la cuenca de la unidad. En general, los conjuntos de cojinetes de carbón comienzan con carbón libres de sucesiones que se convierten en carbón-cojinete con más grueso upsection costuras. El suprayacente Verkhnebalakhonskaya Suite está sub-dividido en cuatro sub-suites, de abajo hacia arriba Promezhutochnaya, Ishanovskaya, Kemerovskaya y Usyatskaya. Esaulova (1997) colocó la internacional Baja-Alta frontera Pérmico (base de la Etapa Ufimian) en la base de la Usyatskaya Sub-suite, que es ligeramente diferente del esquema utilizado por otros (Buslov et al., 2007). Tenga en cuenta que la nomenclatura estratigráfica de Rusia incluye una división formal de Medio Pérmico. El Kemerovskaya y Usyatskaya sub-suites cuentan con las vetas de carbón 20-30 m de espesor. La serie Kolchuginskaya se superpone a la Suite  erkhnebalakhonskaya concordantemente, y se considera que representa un importante ciclo de segundo en la sucesión OAL de procrear. Es sub-divide en tres suites, la más antigua de las cuales, la Suite Kuznetskaya, contiene menos carbón y más gruesas que el silicoclásticos suprayacente Il'inskaya y suites Yerunakovskaya. Los estratos del Triásico se define convencionalmente como el Bajo-Medio Serie Triásico Abinskaya (sub-divide en la Mal'tsevskaya, Sosnovskaya y suites Yaminskaya), con el límite Pérmico-Triásico ubicada en la transición del carbón al soporte de los estratos estériles de carbón ( Mogutcheva y Krugovykh, 2009). Como se señaló anteriormente, un flujo de basalto en la parte inferior de estas rocas es más probable que sea de finales del Pérmico (Reichow et al., 2009), de tal manera que el límite Pérmico-Triásico superior debe estar en un punto desconocido en la sucesión coalbarren ( fig. 4). Estos estratos son también nd-Permian/Triassic no marinas, lo que hace relación difícil. La unidad superior (Yaminskaya Suite) se coloca en el Triásico Medio. Los estratos del Jurásico se agrupan en la serie Tarbaganskaya, subdividida en las suites de Raspadskaya, Abashevskaya y Osinovskaya (Jurásico Inferior) y la Suite Tersyukskaya (Jurásico Medio, posiblemente Toarciense y Aaleniense; Mogutcheva, 2009). Aunque dominado por areniscas y conglomerados, la sucesión del Jurásico también incluye los carbones en las cuatro suites. Eterminations Edad y correlaciones regionales se llevan a cabo en gran medida sobre la base de la palinología (Mogutcheva, 2009). Una delgada (N50 m) la sucesión del Cretácico está presente en el suroeste de la cuenca del Kuznetsk (Fig. 2), donde directamente se superpone a las rocas del Carbonífero y Devónico. El rango de edad es incierto, se asigna como Cretácico Inferior y medio, y se supone que marina. Como uno solo, de mala calidad, afloran se observó durante el trabajo de campo del medio ambiente deposicional no se analiza en detalle en este documento.

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