STRATIGRAPHY AND SEDIMENTARY ENVIRONMENTS OF THE BLACK-SHALE FORMATION OF THE UKRAINIAN CARPATHIANS
DOI:
https://doi.org/10.30970/pal.53.03Keywords:
black shales, stratigraphy, foraminifera, Cretaceous, Paleogene, turbidites, Ukrainian Carpathians.Abstract
Materials on stratigraphy of sediments containing black shale potentially oil-generating strata were generalized and supplemented, their comparison with the modern Geological Time Scale was per-formed and reconstructions of sedimentary environments were clarified on tha basis of small foraminifera analysis and sedimentological data. In the Lower Cretaceous, the black shale formations are represented by the Spas and Shypot formations (Boryslav-Pokuttya, Skyba, Silesian, Dukla, Chornohora, Svydovets and Krasnoshora nappes), as well as the lower part of the Tyssalo Formation (Pieniny Klippen Belt), in the Upper Cretaceous – by the Bereznyi Formation (Dukla Nappe), in the Eocene – by the Soimy For-mation (Silesian Nappe) and in the Oligocene-Miocene – by the Menilite Formation and its analogues existing in the most tectonic units of the Carpathians. Most of the sediments containing black shales were accumulated by turbidite and other gravita-tional flows. (Hemi)pelagic sedimentation was a background. In the absence of oxygen, the clay (hemi)pelagic sediments were enriched with organic matter giving the sediments a black color, and when the aeration improved, lighter sediments were accumulated. According to the microfauna and sedimento-logical study, the depth of the Carpathian Basin, where black shale formations were deposited, ranged from the bathyal above CCD in Barremian (lower parts of the Spas and Shypot formations) to the bathyal-abyssal depths mostly below CCD in the Aptian (upper parts of the Spas and Shypot formations). Deep-water turbidite sedimentation continued in the Late Cretaceous (the Bereznyi Formation) and Eocene (Soimy Formation). At the end of the Eocene, the depth of the basin changed from bathyal-abyssal depth to the upper bathyal depth (the horizon of “globigerin marls” of the Eocene-Oligocene boundary). Black shales are confined either to certain stratigraphic levels (Lower Cretaceous, Oligocene) or to individual tectonic unitss (Upper Cretaceous of the Dukla Nappe, Black Eocene of the Silesian Nappe). Accordingly, their accumulation is due either to the dominant influence of global (early Cretaceous anox-ic events), regional (isolation of the Carpathian Basin due to the collissional processes in the future Alps and the formation of the Paratethys in the Oligocene), or local (the presence of intra-basin uplifts restrict-ed the circulation of bottom oxygen-enriched currents in the Late Cretaceous and Eocene) factors.
References
Андреева А. С. К вопросу о границе олигоцена и миоцена в Покутско-Буковинских Карпатах / А. С. Андреева, А. Д. Грузман, Г. Д. Досин // Abstracts of the 12 th Congress of CBGA. – Bucharest : Romania, 1981. – P. 57–61.
Андреева-Григорович А. С. Наннопланктон и диноцисты пограничных эоцен-олигоценовых отложений Карпат /Андреева-Григорович А. С //Палеонтол. сборник. – 1987. – № 24. – С. 76–83.
Андреева-Григорович А. С. О комплексах фораминифер и нанопланктона в стратотипе менилитовой свиты по р. Чечве / Андреева-Григорович А. С., Грузман А. Д. // Палеонтол. сборник – 1978. – № 15. – С. 83–89.
Андреева-Григорович А. С. Объяснительная записка к региональной стратиграфической схеме палеогеновых отложений Украинских Карпат / Андреева-Григорович А. С., Вялов О. С., Гавура С. П. [и др.]. – Киев, 1984. – 50 с. – (Препринт АН УССР, Ин-т. геол. Наук ; № 84–19).
Андреева-Григорович А. С. Опорные разрезы пограничных слоев эоцена и олигоцена Дуклянской и Мармарошской зон / Андреева-Григорович А. С., Грузман А. Д., Лозыняк П. Ю., Смирнов С. Е. // Палеонтол. сборник. – 1987. – № 24. – С. 33–38.
Андреєва-Григорович А. С. Схема стратиграфії неогенових відкладів Західного (Центрального) Паратетису в межах України / Андреєва-Григорович А.С., Грузман А.Д., Кульчицький Я.О. [та ін.] // Палеонт. зб. – 1995. – № 31. – С. 8–88.
Венглинский И В. К биостратиграфии меловых и палеогеновых отложений Дуклянской зоны Украинских Карпат / Венглинский И. В., Розумейко С. В., Смолинская Н. И. // Сборник статей по законченым научно-исследовательским работам ИГГГИ АН УССР. – 1977.–Вып. 10.– С. 2–8.
Вялов О. С. Стратотипы меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат / Вялов О. С., Гавура С. П., Даныш В. В. [и др.]. – Киев : Наук. думка, 1988. – 204 с.
Вялов О. С. История геологического развития Украинских Карпат / Вялов О. С., Гавура С. П., Даныш В. В. [и др.]. – Киев : Наук. думка, 1981. – 180 с.
Вялов О. С. Объяснительная записка к региональной стратиграфической схеме меловых отложений Украинских Карпат / Вялов О. С., Андреева-Григорович А. С., Гавура С. П. [и др.]. – Львов, 1989. – 51 с.
Глушко В. В. Геологическое строение и горючие ископаемые Украинских Карпат / Глушко В. В., Круглов С. С. (Ред.). – Москва : Недра, 1971. – 389 с.
Гнилко О. М. Тектонічне районування Карпат у світлі терейнової тектоніки. Стаття 2. Флішові Карпати – давня акрецій на призма / Гнилко О. М. // Геодинаміка. – 2012. – № 1 (12). – С. 67–78.
Гнилко О. Стратиграфія та умови накопичення крейдово-палеогенових флішових відкладів Дуклянського покриву (Українські Карпати) за вивченням дрібних форамініфер і седименто-логічними даними / Гнилко О., Гнилко С., Марченко Р. // Палеонт. збірник. – 2020. – № 52. – C. 50–70.
Дабагян Н. В. Опорные разрезы пограничных слоѐв верхов эоцена – низов олигоцена южной части Скибовой, Кросненской и Черногорской зон / Дабагян Н. В., Кульчицкий Я. О., Кузовенко В. В., Шлапинский В. Е. // Палеонт. сборник. – 1987. – № 24. – C. 27–33. 15. Иваник М. М. Кремнистые микроорганизмы и их использование для расчленения палеогенових отложений Предкарпатья / Иваник М. М., Маслун Н. В. – Киев : Наук. думка, 1977. 118 с.
Крупський Ю. З. Нетрадиційні джерела вуглеводнів України : монографія. Кн. 2. Західний нафтогазоносний регіон / Крупський Ю. З., Куровець І. М., Сеньковський Ю. М. [и др.]. – Київ: Ніка-Центр, 2014. – 400 с.
Мятлюк Е. В. Фораминиферы флишевых отложений Восточных Карпат (мел-палеоген) / Мятлюк Е. В. – Ленинград : Недра, 1970. – 360 с.
Пономарьова Л. Д. Деякі аспекти відтворення умов осадонагромадження у Карпатському басейні на основі вивчення форамініфер / Пономарьова Л. Д., Гнилко С. Р., Лемішко О. Д. [та ін.] // Звіт про НДР: Тектонічне районування Українських Карпат в світлі сучасних геологічних концепцій (Інститут геології і геохімії горючих копалин НАНУ, № 0106U002035) – 2010. – С. 75–97.
Романив А. М. Известковый наннопланктон меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат / Романив А. М. – Киев : Наук. думка, 1991. – 148 с.
Совчик Я. В. Материалы к палеогеографии палеогенового бассейна Карпат / Совчик Я. В. // Геол. журнал. – 1979. – Вып. 39. – № 5. – С. 36–48.
Стратиграфія верхнього протерозою та фанерозою України: у 2 т.: Т.1: Стратиграфія верхнього протерозою, палеозою та мезозою України /гол. ред. Гожик П. Ф. – Київ: Логос, 2013. – 637 с.
Csontos L. Mesozoic plate tectonic reconstruction of the Carpathian region / L. Csontos, A. Vörös // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. – Elsevier, 2004. – No. 210. – P. 1–56.
Curtis J. B. Oil/source correlations in the Polish Flysch Carpathians and Mesozoic basement and organic facies of the Oligocene Menilite Shales: insights from hydrous pyrolysis experiments / Curtis J. B., Kotarba M. J., Lewan M. D., Wiec1aw D. // Organic Geochemistry. – 2004. – No. 35. – P. 1573–1596.
Golonka J. The Western Outer Carpathians: Origin and evolution / Golonka J., Waśkowska A., Ślączka A. // Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft fur Geowissenschaften. – 2019. – No. 170 (3–4). – P. 229–254. DOI: 10.1127/zdgg/2019/0193
Gradstein F. M. Flysch-type agglutinated foraminifera and the Maastrichtian to Paleogene history of the Labrador and North Seas / Gradstein F. M., Berggren W. A. // Marine Micropaleont. – 1981. Vol. 6. P. 211–268.
Haigh D. W. Global distribution patterns for mid-Cretaceous foraminiferids / Haigh D. W. // Journal of Forest Research. – 1979. – No. 9. – P. 29–40.
Hnylko S. Foraminiferal stratigraphy and palaeobathymetry of Paleocene–lowermost Oligocene deposits (Vezhany and Monastyrets nappes, Ukrainian Carpathians) / Hnylko S., Hnylko O. // Geo-logical Quarterly. – 2016. – Vol. 60. – No. 1. – P. 75–103. DOI: http://dx.doi.org/10.7306/gq.1247
Hnylko O. Geological environments forming the Eocene black-shale formation of the Silesian Nappe (Ukrainian Carpathians) / Hnylko O., Hnylko S. // Geodynamics. – 2019. – No. 1(26). – P. 61–68. https://doi.org/10.23939/jgd2019.01.060
Kaminski M. A. Atlas of Paleogene cosmopolitan deep-water agglutinated foraminifera / Kaminski M. A., Gradstein F. M. // Grzybowski Foundation Special Publication. – 2005. – No. 10. – 547 p.
Kaminski M. A. Flysch-type agglutinated foraminiferal assemblages from Trinidad: Taxonomy, stratigraphy and paleobathymetry / Kaminski M. A., Gradstein F. M., Berggren W. A. // Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt. – 1988. – No. 41. – P. 155–227.
Kotarba M. J. Comparison of natural gases accumulated in Oligocene strata with hydrous pyrolysis from Menilite Shales of the Polish Outer Carpathians / Kotarba M. J., Curtis J. B., Lewan M. D. // Organic Geochemistry. – 2009. – No. 40. – P. 769–783.
Kováč M. Neogene palaeogeography and basin evolution of the Western Carpathians, Northern Pannonian domain and adjoining areas / Kováč M., Márton E., Oszczypko N. [et al.] // Global and Planetary Change. – 2017. – No. 155. – P. 133–154. http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2017.07.004
Kováč M. Paleogene palaeogeography and basin evolution of theWestern Carpathians, Northern Pannonian domain and adjoining areas / Kováč M., Plašienka D., Sotak J. [et al.] // Global and Planetary Change. – 2016. – No. 140. – P. 9–27. http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.03.007
Krasheninnikov V. A. Cretaceous benthonic foraminifera, Leg 20, DSDP in: Heezen B. C., Mac-Gregor I. D. et al. / V. A. Krasheninnikov // Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, 1973. – Vol. 20. – P. 205-221.
Kuhnt W. Late Cretaceous deep-water agglutinated foraminiferal assemblages from the North Atlan-tic and its marginal seas / Kuhnt W., Kaminski M. A. & Moullade // Geol. Rund. –1989. – Vol. 78. – T. 3. – P. 1121–1140.
Murray J. W. A method of determining proximity of marginal seas to an ocean / Murray J. W. // Marine Geology. – 1976. – No. 22. – P. 256–284.
Olszewska B. A paleoecological interpretation of the Cretaceous and Paleogene foraminifers of the Polish Outer Carpathians / Olszewska B. // Biuletyn Instytutu Geologicznego. – 1984. – Vol. 346. – P. 7–62 (in Polish).
Olszewska B. Foraminiferal biostratigraphy of the Polish Outer Carpathians: a record of basin geohis-tory / Olszewska B. // Annales Societatis Geologorum Poloniae. – 1997. – Vol. 67. – P. 325–337.
Picha F. J. Carpathian and their foreland: Geology and hydrocarbon resources / Picha F. J., Golonka J. (Eds.) // AAPG Memory. – 2005. – Vol. 84.
Ponomaryova L. D. Foraminifera and sedimentary paleoenvironment of the Lower Cretaceous Black Shale formation (Ukrainian Carpathians) / Ponomaryova L. D., Gnylko O. M. // Mineralia Slovaca. – 1997. – No. 4–5 (29). – P. 333.
Sachsenhofer R. F. Black shales in Ukraine – A review/ Sachsenhofer R. F. Koltun Y. V. // Marine and Petroleum Geology. – 2012. – Vol. 31. – P. 125–136. Doi: 10.1016/j.marpetgeo.2011.08.016
Schmid S. The Alpine-Carpathian-Dinaric orogenic system: correlation and evolution of tectonic units / S. Schmid, D. Bernoull, B. Fugenschuh, L. Matenco et al. // Swiss J. Ceosci. – 2008. – No. 101. – P. 139–183.
Waśkowska A. Stratigraphy of the Hieroglyphic Beds with “Black Eocene” facies in the Silesian Nappe (Outer Flysch Carpathians, Poland) / Waśkowska A. // Annales Societatis Geologorum Polo-niae. – 2015. – Vol. 85. – P. 321–343. Doi: http://dx.doi.org/10.14241/asgp.2015.011
