Одним из эффективных вспомогательных методов восстановления фациальных условий образования осадков является метод анализа следов жизнедеятельности ископаемых организмов, что представляет собой предмет изучения палеоихнологии. Анализ текстурных особенностей осадочной породы совместно с изучением следов жизнедеятельности ископаемых организмов позволяет непосредственно при изучении керна делать выводы о фациальных условиях образования осадка [2].
Термин «биотурбационные текстуры» предложен для текстур, образованных в процессе жизнедеятельности организмов в осадке или на его поверхности. Образование биотурбационных текстур вызывает нарушение или преобразование первичных осадочных текстур, образованных агентами неорганического происхождения [7].
Характер среды (состав и плотность субстрата-грунта, энергетический уровень седиментации, газовый режим, т.е. насыщенность кислородом) влияет на то, какие организмы в данных условиях могут обитать. Ихнофоссилии могут показать жизненную стратегию организма и его адаптацию к обстановкам с различной (высокой или низкой) гидродинамической энергией среды и с разным (волны или течения) доминирующим механизмом воздействия на донные осадки [4].
Диагностика следов биотурбации (ихнофоссилий) решает некоторые вопросы при исследовании керна: ихнофоссилии играют роль индикаторов среды осадконакопления [7], применимы для распознавания ключевых стратиграфических поверхностей несогласия [3], а также различным образом влияют на качество коллектора [14, 16].
Для различия ихнофоссилий существуют различные классификации: этологическая, топономическая, батиметрическая. Этология следов жизнедеятельности отражает поведенческие реакции, активность бентосных животных (следы питания — fodinichnia, пастьбы — pascihnia, покоя — cubichnia, ползания — repichnia, бегства — fugichnia, обитания — domichnia). Топономическая классификация основана на описании следов жизнедеятельности по способу их сохранения и отношению к слоистости [4], то есть отражает сохранившийся рельеф в осадке. Из наиболее известных топономических классификаций выделяют: А. Зейлахера, А. Мартинссона, Н.Б. Вассоевича [4]. Согласно батиметрической зональности А. Зейлахер предложил 6 ихнофаций (комплекс/ассоциация следов жизнедеятельности организмов, обитающих в определенных условиях), основные из которых: Scoyenia (преимущественно континентальная), Skolithos (мелководная литораль), Cruziana (сублитораль — от линии отлива до базиса действия волн), Zoophycos (батиальная — от базиса действия волн до зоны осадков суспензионных потоков) и Nereites (на больших глубинах в зоне отложения суспензионных потоков) [9]. Позже исследователи-ихнологи уточнили, что распространение следов ископаемых ассоциаций контролируется не столько глубиной, а энергией, гидродинамикой среды. Собственно, и сама батиметрическая привязанность ихнофаций со временем изменилась: так, например, ихнофация Skolithos в современном понимании охватывает не столько литораль, сколько верхнюю сублитораль (практически до базиса волновой переработки осадка) [13].
Количественно степень биотурбации оценивается визуально с использованием биотурбационного индекса (BI от 1 до 6), предложенного С.Дж. Пембертоном [15].

Континентальное осадконакопление обладает неустойчивостью — часто накопившиеся осадки сразу же подвергаются размыву [7]. Следы континентальных организмов известны в гораздо меньших случаях из-за плохой сохранности в высокодинамичных системах. Преобладают остатки флоры, особенно в условиях влажного климата — характерно наличие обугленного растительного детрита, фрагментов стеблей и листьев растений, остатков корневых систем, обломки древесины и углистые прослои [9]. Однако все же существует ряд ихнофаций, характерных для континентальной либо субконтинентальной среды осадконакопления. Это Scoyenia, Mermia, Coprinisphaera, Termitichnus [4].
Тюменская свита, относящаяся к среднеюрским отложениям (аален-баойс-батского возраста), на предмет содержания биотурбации была рассмотрена на основе кернового материала скважин, пробуренных на юге, юго-западе Западной Сибири Уват-Мегионского и Фроловского фациальных
районов (рис. 1).

В ходе седиментологического анализа кернового материала скважин установлено, что тюменская свита формировалась в условиях аллювиальной и прибрежной равнин с преобладанием речных процессов. В керне диагностированы такие характерные признаки, как резкая эрозионная подошва песчаников с постепенным утонением гранулометрического состава пород снизу вверх по разрезу, c однонаправленными течениевыми текстурами, с присутствием глинистых интракластов, обломков углефицированной древесины и нитевидных слойков углистого детрита, в алевролитах и аргиллитах — присутствие линз и прослоев угля, обугленной растительной органики, трещин усыхания. О кратковременном влиянии моря в керне свидетельствуют следы биотурбации различной степени интенсивности, трещины синерезиса, сдвоенные слойки (углистые либо глинистые), косая разнонаправленная слоистость, текстуры волновой переработки осадков [8]. Наблюдается обедненное видовое разнообразие и низкая степень биотурбации. Диагностированы единичные следы Scoyenia, Mermia, Planolites, Spongeliomorpha, Skolithos.
Ихнофация Scoyenia была встречена в керне, представленном преимущественно алевро-глинистыми осадками, образованными в условиях поймы, дистальной части кревассовых разливов. На пойменную фациальную принадлежность указывает парагенез отложений с русловыми фациями и ряд диагностических признаков: преимущественно тонкозернистый состав осадков, присутствие углистого фитодетрита и остатков корней растений. Ихнофация Scoyenia характеризует континентальные (озерные, потоковые и эоловые) отложения не в меньшей степени, чем переходные от континента к морю [13].
Для этих следов характерны норы с менисковым заполнением; наслоение заполнения внутри нор представлено алевро-песчаным материалом с глинистыми перемычками [1] (рис. 2). Ихнофация Scoyenia связана с периодически подводными субстратами и мягким грунтом, развита в переходной зоне между сушей и мелководьем, временно затапливаемой, для которой характерна преимущественно неморская низкоэнергетическая среда с влажными неморскими субстратами, периодически обнажающимися и подвергающимися воздействию воздуха (приливно-
отливные отмели) [11]. Отложения приливно-отливных отмелей в керне характеризуются ритмичным бимодальным переслаиванием алевролитов и песчаников, с пологоволнистой и линзовидно-волнистой слоистостью, с трещинами синерезиса, с проявлениями биотурбации (с низким видовым разнообразием бентоса, отражающим неустойчивую соленость среды) [10].

Редкие следы Spongeliomorpha зафиксированы в литофациях приливно-отливных отмелей (в керне отложения сложены чередованием песчаников и алевролитов глинистых). Норы представляют собой Y- и T-образную систему туннелей, диаметром 1–2 см, внутри с песчаным заполнением, на стенках присутствует орнамент — рельеф в виде равномерных продольных параллельных царапин (рис. 3). Предполагаемые производители (продуценты) — ракообразные. Ихнороды Spongeliomorpha, Ophiomorpha и Thalassinoides принадлежат одной архитектурной категории со схожим строением системы туннелей, отличающихся орнаментом/скульптурой на внешних стенках нор (у Ophiomorpha внешний вид норы с гранулированной поверхностью — для укрепления стенок в рыхлом субстрате, а у Thalassinoides — абсолютно гладкая, встречен и в мягком, и в твердом субстрате) [2]. Такое отличие во внешнем облике норок, отражающее разное поведение ракообразных, контролируется видом грунта, в котором они обитают и вынуждены строить жилище.

В озерных обстановках, в керне, представленных тонкослоистыми алевро-аргиллитами, характерны ихнофации Mermia (рис. 4).

Mermia представляет собой комплекс неспециализированных горизонтальных меандрирующих следов пастьбы и питания. Ихнофации в основном включают простые пастбищные тропы и неглубокие простые норы организмов, питающиеся отложениями, связанными с постоянно подводными, насыщенными кислородом, низкоэнергетическими пресноводными озерами, представленными тонкослоистыми, иногда гетеролитными тонкозернистыми отложениями [12].
Также в среднеюрских отложениях встречены ходы Planolites, цилиндрические горизонтальные или наклонные гладкостенные норы с отличающейся от вмещающей породы литологией, обычно песчаной, небольших размеров — диаметром до 0,5 см. При фациальных исследованиях не имеют ценности, т.к. зарегистрированы во всех морских и континентальных средах.
По мере увеличения морского влияния, в среднеюрских отложениях, формировавшихся в прибрежно-морских обстановках седиментации, увеличивается разнообразие ископаемых следов жизнедеятельности [11].
Так, в отложениях головной части залива были диагностированы следы Skolithos, Cylindrichnus, мелкие норки зарывания двустворок.
При стрессовых условиях для развития бентосных организмов, например, при ненормальной солености (солоноватоводные условия) в эстуариевом типе побережья наблюдается низковидовое разнообразие следов биотурбации [10]. В керне такие обстановки были зарегистрированы по анализу нижнемеловых отложений нижнеяковлевской свиты (апт-альбского возраста) в северо-восточной части Западной Сибири, в пределах Енисей-Тазовского междуречья.
Формирование отложений происходило в пределах прибрежной приливно-отливной равнины с развитой сетью приливно-отливных каналов; происходили периодические колебания относительного уровня моря, которые вызывали затопление речных долин с образованием на их месте широких эстуариев. Приливно-отливные процессы отражены в керне в виде характерной текстуры (сигмоидная и двунаправленная косая слоистость, широкий диапазон текстур ряби), присутствия сдвоенных слойков, поверхностей реактивации, трещин синерезиса [8, 9]. Эстуариевые русла нижнеяковлевской свиты в керне сложены песчаниками с маломощными прослоями алевролитов, участками значительно переработанными солоноватоводной однотипной биотурбацией (Skolithos, Cylindrichnus) (рис. 5).

Следы организмов, зафиксированные в прибрежно-морском комплексе осадконакопления, изучены в керне скважин, пробуренных в северной, северо-восточной частях Западной Сибири, в отложениях, стратиграфически приуроченных к нижнемеловым. Согласно палеогеографическим исследованиям на территории Западной Сибири в берриасский век началась регрессия моря, в позднем валанжине произошло значительное увеличение площади прибрежной равнины, временами заливавшейся морем, в юго-восточной части бассейна. Это увеличение произошло за счет смещения северо-западной границы области до 400 км в глубь палеобассейна. Регрессия осложнялась кратковременными трансгрессиями [5].
Разнообразные ихнокомплексы присутствуют в отложениях дельтового комплекса, в песчаных и глинистых осадках танопчинской, а также нижнехетской свиты (верхней и средней ее частях) на территории севера Западной Сибири (рис. 6). Здесь характерна биотурбация ихнофаций Skolithos — Cruziana.

Проксимальная часть фронта дельты волнового типа характеризуется песчаным составом отложений с укрупнением зернистости вверх по разрезу. Наблюдается бугорчатая слоистость, свидетельствующая о штормовых волнах. В связи с очень активной гидродинамикой среды седиментации практически отсутствуют следы биотурбации, типичны спорадические проявления следов бегства (fugichnia), Gyrochorte, Macaronichnus, Lingulichnus, Conichnus (рис. 7), а также встречаются Phycosiphon (рис. 8).

Дистальная часть фронта дельты, представленная преимущественно песчаным материалом с маломощными глинистыми прослоями, характеризуется более спокойными условиями седиментации, что обуславливает благоприятные условия для развития бентосных животных, особенно в дельте волнового типа. Встречены Asterosoma, Beaconites, Diplocraterion, Monocraterion, Gyrochorte, Thalassinoides, Palaeophycus, Taenidium, Siphonichnus, Conichnus, Teichichnus (рис. 8).
В рассматриваемых отложениях продельтового склона (в пределах нижнехетской свиты на территории северо-востока Западной Сибири) доминируют морские процессы, преобладает илистое осадконакопление, типична биотурбация ихнофации дистальной Cruziana, Zoophycos и Nereites (Phycosiphon, Cosmorhaphe) (рис. 9).

Также среди диагностированных обстановок осадконакопления нижнехетской свиты выделены обстановки нижней предфронтальной зоны пляжа. Отложения пляжей представлены линейно-вытянутыми телами, длиной десятки км. Общими особенностями для них являются: песчаный разнозернистый состав с преобладанием мелко- и среднепсаммитовых отложений с примесью хорошо окатанного гравия, мелкой гальки и остатков морской и наземной фауны, присутствие чешуек слюды, концентрация тяжелых минералов (магнетита, ильменита, циркона, рутила, турмалина, граната и др.) в основном в штормовом валу, верхней и подводной части. [9]. Типичны такие следы биотурбации, как Ophiomorpha, Palaeophycus, Rosselia и другие. В дистальной части нижней зоны предфронтальной зоны пляжа песчаники значительно обогащены глинистым веществом, виды биотурбации сменяются преимущественно горизонтальными (Phycosiphon, Cosmorhaphe, Chondrites, Schaubcylindrichnus, Scolicia) (рис. 10)

Среди глубоководных отложений (более 200 м), формирующихся в двух фациальных зонах — батиальной и абиссальной, ихнофоссилии встречены очень редко, отмечаются лишь единичные простые мелкие горизонтальные норки, типа Planolites. Но в случае если турбидитовый поток имеет источник питания дельтовый [6], то в отложениях, как, например, в ачимовской толще нижней подсвиты ахской свиты на севере Западной Сибири, проявления биотурбации аналогичны ассоциации следов дельтового комплекса (рис. 11).

В таблице 1 отображена наиболее типичная частота встречаемости следов биотурбации в различных обстановках среднеюрских, нижнемеловых отложений Западной Сибири.

Ихнокорреляция. В решении вопросов региональной корреляции большую роль играет такая ихнофация, как Glossifungites, так как она связана с ключевыми поверхностями несогласия. Пласты, ограниченные несогласием, обычно содержат ихнофации, контролируемые средой: Trypanites (для твердого скального субстрата), Teredolites (для древесного), Glossifungites (для уплотненного). Наличие следов ихнофации Glossifungites указывает на колонизацию почти твердого грунта (обезвоженного и уплотненного, но нелитифицированного) в прибрежно-морских и морских условиях [15].
В мелководно-морских отложениях нижнехетской свиты северо-восточной части Западной Сибири нередко можно встретить в керне поверхности, охарактеризованные ихнофацией Glossifungites, на границе эрозионного размыва — горизонта трансгрессии – на разделе двух литофаций — снизу алевролиты глинистые биотурбированные, сверху перекрытые значительно зернистым песчаником. Такие эрозионные поверхности позволяют уточнить границы секвенций [4].
Среди ихнофоссилий, относящихся к ихнофации Glossifungites, встречаются Arenicolites, Skolithos, Diplocraterion, Rhizocorallium, Thalassinoides [3] и другие следы (рис. 12). Более полно и подробно описано значение ихнофоссилий в работе Р. Микулаш, А. Дронов «Палеоихнология», 2006.

Петрофизическое значение биотурбации. Биотурбация является важным фактором оценки качества коллекторов в нефтегазовой отрасли. Биогенная деятельность может влиять на пористость и проницаемость коллектора. Это влияние может быть как положительным, так и отрицательным. Петрофизические характеристики коллектора при наличии биотурбационной переработки осадка во многом зависят от морфологии следов ископаемых, наличия или отсутствия выстилки нор, размера и характера заполнения нор, интенсивности биотурбации в различных средах отложения. Низкая степень биотурбации оказывает лишь незначительное влияние на поток флюидов, при более высокой интенсивности биотурбационной переработки осадков происходит большая взаимосвязанность нор, что приводит к увеличению вертикальной и горизонтальной проницаемости в породе [14, 16].
В нижнеяковлевской свите Енисей-Хатангского фациального района, как уже было написано выше, наблюдается солоноватоводная биотурбация ихнофации Skolithos (Skolithos, Cylindrichnus) в песчаных отложениях эстуариевых русел. Норки Skolithos представлены вертикальными цилиндрическими трубками (диаметром до 0,7–0,8 см) с той же песчаной литологией внутри норы, что и вмещающая порода, с гладкими стенками, укрепленными глинистым материалом. Норки Cylindrichnus — небольшие вертикальные воронкообразные цилиндрические норки, полностью выполненные глинистым материалом. Таким образом, в данном случае биотурбация привнесла в русловые песчаники значительное содержание глинистого материала и усложнила конфигурацию поровых каналов в породе вплоть до полного перекрытия. При сравнении коллекторских свойств из построенных зависимостей пористости и проницаемости наблюдается значительное различие коллекторских свойств литотипа «чистых» (без биотурбации) песчаников от песчаников, переработанных ихнофоссилиями, а именно ухудшение коллекторских свойств с увеличением степени биотурбации (рис. 13).

В дельтовых песчаных отложениях нижнехетской свиты Енисей-Хатангского района отмечается противоположная ситуация. Здесь участки песчаника проксимальной части фронта дельты переработаны следами Macaronichnus.
Следы Macaronichnus — горизонтальные цилиндрические неразветвленные, слабо извилистые норы, диаметром от нескольких мм до 1,5 см. Выстилка нор отсутствует. Литология внутри нор аналогичная вмещающей породе либо выполнена более чистым песчаным материалом (рис. 14).

При сравнительном анализе петрофизических свойств песчаников без следов ихнофоссилий и биотурбированных песчаников организмами Macaronichnus при плотном скоплении нор было обнаружено положительное влияние биотурбации на коллектор. Стоит отметить, что во фронте дельты снизу вверх зернистость песчаников увеличивается (в данном случае от мелкозернистых до средне-мелкозернистых), что должно отразиться на проницаемости в положительную сторону. Однако, наоборот, в нижележащих, менее зернистых песчаниках, но переработанных Macaronichnus, наблюдается более высокое значение проницаемости (89 мД), в то время как в песчаниках средне-мелкозернистых без биотурбации, залегающих выше по разрезу, проницаемость составила 45 мД (рис. 15).