Содержание к диссертации
Введение
1. Осадочные формации восточно-европейской платформы ... 10
1.1. Формации Балтийской, Польско-Литовской синеклиз 14
1.1.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Рифейский структурно-формационный комплекс 15
1.1.2. Вендско-балтийский структурно-формационный комплекс 15
1.1.3. Каледонский структурно-формационный комплекс 17
1.1.4. Герцинский структурно-формационный комплекс 21
1.1.5. Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 26
1.2. Формации Волыно-Подольской плиты 34
1.2.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Рифейский структурно-формационный комплекс 35
1.2.2. Вендско-балтийский структурно-формационный комплекс 40
1.2.3. Каледонский структурно-формационный комплекс 41
1.2.4. Герцинский структурно-формационный комплекс 44
1.2.5. Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 46
1.3. Формации Днепровского, Донецкого и Припятского авлакогенов 52
1.3.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Герцинский структурно-формационный комплекс 53
1.3.2. Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 64
1.4. Формации Московской синеклизы 72
1.4.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Рифейский структурно-формационный комплекс 75
1.4.2. Вендско-балтийский структурно-формационный комплекс 79
1.4.3. Каледонский структурно-формационный комплекс 80
1.4.4. Герцинский структурно-формационный комплекс 83
1.4.5. Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 93
1.5. Формации Волго-Уральской антеклизы 99
1.5.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Рифейский структурно-формационный комплекс 101
1.5.2. Вендский структурно-формационный комплекс 106
1.5.3. Каледонский структурно-формационный комплекс 108
1.5.4. Герцинский структурно-формационный комплекс 109
1.5.5. Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 137
1.6. Формации Прикаспийской синеклизы 149
1.6.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Герцинский структурно-формационный комплекс 152
1.6.2 Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс 160
1.7. Формации Предуральского прогиба 166
1.7.1. Палеоплатформенный резонансный этап. Герцинский структурно-формационный комплекс 167
2. Тектоно-седиментационные модели осадочных формаций восточно-европейской платформы 175
2.1. Тектоно-седиментационная модель авлакогенов 176
2.2. Тектоно-седиментационная модель синеклиз 192
2.3. Тектоно-седиментационная модель наложенных впадин и прогибов 196
3. Экзогенные (седиментационно-диагенетические) минеральные ассоциации осадочных формаций восточно-европейской платформы 200
3.1. Минеральные ассоциации эмерсивной стадии 201
3.1.1. Каолиновая минеральная ассоциация 201
3.1.2. Бентонитовая минеральная ассоциация элювиального типа..215
3.1.3. Фосфоритовая минеральная ассоциация элювиального типа.216
3.2. Минеральные ассоциации метационной стадии (гумидная группа формаций) 216
3.2.1. Боксит-каолинитовая минеральная ассоциация 218
3.2.2. Монтмориллонитовая минеральная ассоциация 222
3.3. Минеральные ассоциации трансгрессивной стадии 225
3.3.1. Фосфоритовая минеральная ассоциация 226
3.3.2. Опал-кристобаллитовая минеральная ассоциация (диатомиты, опоки, трепела, спонголиты) 233
3.4. Минеральные ассоциации стабильной стадии 234
3.4.1. Известняково-доломит-палыгорскитовая минеральная ассоциация 234
3.5. Минеральные ассоциации регрессивной стадии 243
3.5.1. Сульфатно-магниевая минеральная ассоциация 244
3.5.2. Хлоридно-магниевая минеральная ассоциация 245
3.5.3. Галитовая минеральная ассоциация 252
3.5.4. Гипс-ангидритовая минеральная ассоциация 255
3.5.5. Сероносная минеральная ассоциация 256
4. Основные этапы тектоно-магматической активизации восточно-европейской платформы 266
5. Минеральные ассоциации областей тектоно-магматической активизации восточно-европейской платформы 279
5.1. Минеральные ассоциации байкальского этапа тектоно-магматической активизации 290
5.2. Минеральные ассоциации каледонского этапа тектоно-магматической активизации 298
5.3. Минеральные ассоциации герцинского этапа тектоно-магматической активизации 304
5.4. Минеральные ассоциации альпийского этапа тектоно-магматической активизации 345
Заключение 355
Литература 360
- Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс
- Палеоплатформенный резонансный этап. Герцинский структурно-формационный комплекс
- Тектоно-седиментационная модель наложенных впадин и прогибов
- Минеральные ассоциации метационной стадии (гумидная группа формаций)
Введение к работе
Длительный период углубленной специализации литологии с весьма активным познанием состава, структур, текстур и генезиса осадочных пород привел к своеобразной «осадочной дифференциации» литологии как науки, что, прежде всего, выразилось в разрыве названых направлений при расширении знаний о них. Наиболее ярко это видно на примере Восточно-Европейской платформы. Таким образом, к сегодняшнему дню назрела насущная необходимость в поиске путей обобщения и синтеза, единого методологического подхода.
Наибольшие перспективы в решении этих проблем представляют возможности использования в качестве общей основы при изучении осадочных рудно-породных систем - как в процессе их формирования, так и в ходе их трансформации нового направления в литологии - литогеодинамики. Изучение лито- и рудогенетических особенностей осадочных формаций позволит провести систематику и сравнительный анализ геодинамических типов осадочных формаций, формационных рядов с учетом их литологических особенностей, разработать тектоно-седиментационные модели, выявить характер формирования и изменения пород и руд, возникновения и перераспределения повышенных концентраций рудных элементов.
Изучению осадочных формаций, их генетической сущности, условий формирования и изменения рудно-породных систем посвящены фундаментальные работы Е.М. Аксенова, Р.Н. Валеева, Н.Н. Верзилина, Н.Б. Вассоеви-ча, Н.Н. Ведерникова, М.А. Жаркова, П.А. Игнатова, М.В. Корж, А.Г. Коссов-ской, Г.Ф. Крашенинникова, Н.С. Окновой, Л.В. Пустовалова, Ю.М. Пущаров-ского, СИ. Романовского, Л.Б. Рухина, Б.А. Соколова, Л.Ф. Солонцова, Н.М. Страхова, П.П. Тимофеева, СВ. Тихомирова, Н.К. Фортунотова, В.Е. Хаина, А.Д. Щеглова, О.В. Япаскурта и др. В то же время активно развивалось изучение процессов экзогенного и эндогенного рудообразования в платформенных условиях, чему посвящены известные работы Ю.В. Баталина, А.Г. Беленицкой, В.Е. Бойцова, Р.Н. Валеева, Н.Н. Ведерникова, И.Ф. Габлиной, Д.И. Горжев-ского, У.Г. Дистанова, Э.Г. Дистанова, B.C. Домарева, М.А. Жаркова, П.А. Игнатова, В.И. Казанского, Г.Г. Кочина, А.А. Кременецкого, А.И. Кривцова, A.M. Лурье, А.С Михайлова, Б.М. Михайлова, Л.Р. Наркелюна, В.А. Нарсее-ва, СИ. Романовского, Г.В. Ручкина, А.Д. Савко, Д.Г. Сапожникова, В.И. Смирнова, Ю.Г. Старицкого, Н.М. Страхова, И.Н. Тихвинского, СВ. Тихомирова, В.П. Феоктистова, В.Н. Холодова, Н.М. Чернышева и многих других.
В целом, в работе рассматриваются вопросы, относящиеся к актуальной проблеме «Осадочные бассейны континентов и периконтинентальной области», являющейся составной частью программы работ Российской Академии наук и Министерства природных ресурсов «Приоритетные направления научных исследований в области геологических, геохимических, геофизических и горных наук по изучению, освоению и сбережению недр России». Научный руководитель - академик РАН В.А. Жариков.
Цель работы заключается в изучении литогеодинамической эволюции осадочных формаций Восточно-Европейской платформы в рифее и фанерозое. Выявление взаимосвязей типов литогенеза и особенностей процессов рудоге-неза с геодинамическими режимами.
Достижение поставленной цели определило необходимость решения следующих задач:
определить литогеодинамические особенности основных стадий и этапов развития Восточно-Европейской платформы с учетом роли тектонических процессов, происходивших на ее границах;
провести формационное расчленение осадочного наполнения основных геотектонических элементов (авлакогенов, синеклиз, антеклиз, краевых прогибов) платформы, создать их тектоно-седиментационные модели;
провести на основе формационного анализа группирование промышленных минералов и горных пород, которые по своим свойствам используются или могут быть использованы в качестве полезных ископаемых;
установить, в зависимости от стадийности процессов литогенеза, палеогеографических, литолого-фациальных и палеогеодинамических условий, закономерности формирования и размещения экзогенных (седиментационно-диагенетических) минеральных ассоциаций;
определить влияние на седиментационные и постседиментационные процессы тектоно-магматической активизации, выявить на основе формационного и палеогеодинамического анализов основные этапы активизации, закономерности формирования и размещения структур активизации;
систематизировать все типовое многообразие стратиформного (гидротермально-осадочного) оруденения Восточно-Европейской платформы по минеральным ассоциациям и проследить их связь со структурно-тектоническими элементами областей активизации.
Научная новизна диссертационной работы состоит в выявлении влияния и взаимосвязи процессов осадко- и рудообразования с тектоническими процессами, происходящими на границах литосферных плит. Определены литогеодинамические особенности формирования и размещения осадочных формаций в условиях конвергентного и дивергентного развития плит. Разработаны тектоно-седиментационные модели, охарактеризованы слагающие их струк-турно-формационные комплексы. На основе анализа эволюционной направленности процессов лито- и рудогенеза и динамики тектонических процессов выявлены закономерности локализации и условия образования полезных ископаемых.. Обособлены стадии литогенеза, выделены связанные с ними экзогенные (седиментационно-диагенетические) минеральные ассоциации. Уяснены характер и роль процессов активизации в истории развития Восточно-Европейской платформы, динамика напряжений и концентрически-зональный характер размещения структур активизации. Обособлены основные этапы активизации и связанные с ними стратиформные (гидротермально-осадочные) минеральные ассоциации.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования литогеодинамического анализа, как синтеза геодинамического, палео-тектонического, формационного и литолого-фациального анализов процессов
лито- и рудогенеза в пределах платформы для выявления новых районов, перспективных в отношении парагенных комплексов полезных ископаемых. Результаты проведенных исследований приняты для использования и учтены в ряде производственных организаций в СНГ: медь, золото, серебро, платиноиды (Республика Татарстан), минеральные соли (Пермская, Оренбургская, Волгоградская области), природная сода, давсонит (Республика Коми, Белоруссия, Украина), алмазы (Республика Коми, Пермская область), фосфориты (Кировская область), флюорит, флюсовые известняки, глины (Тверская область).
Осуществленные методические разработки и основные рекомендации использованы министерствами и ведомствами б. СССР, а также Российской Федерации, производственными и научными организациями Украины, Белоруссии при формировании общесоюзных и общероссийских программ НИР и ГРР.
На защиту автором выносятся следующие положения:
Литогенетические особенности развития основных структурных элементов платформы определяют тектоно-седиментационный профиль осадочных формаций: авлакогенов - рифтовый терригенный, терригенно-карбонатный, вулканогенно-терригенный; синеклиз - платформенный карбонатный, терригенный, галогенный; наложенных синеклиз, впадин, прогибов — инверсионный терригенный, галогенный.
Эволюционная направленность процессов лито- и рудогенеза в рамках стадий единого тектоно-седиментационного цикла предопределяет образование экзогенных минеральных ассоциаций. Выделены следующие стадии и связанные с ними экзогенные минеральные ассоциации. 1) Эмерсивная - хемо-генно-механическое разрушение материнских пород, образование каолиновой, бентонитовой, фосфоритовой минеральных ассоциаций. 2) Метационная - механический перенос и переотложение продуктов разрушения в промежуточных водостоках, образование боксит-каолинитовой, монтмориллонитовой минеральных ассоциаций. 3) Трансгрессивная - преимущественно механическое переотложение и биохемогенное осаждение, образование фосфоритовой, опал-кристобалитовой минеральных ассоциаций. 4) Стабильная - преимущественно биохемогенное осаждение в конечных водотоках, образование известняково-доломит-палыгорскитовой минеральных ассоциаций. 5) Регрессивная - хемо-генное осаждение в конечных водотоках, образование сульфатно-магниевой, хлоридно-магниевои, галитовои, гипс-ангидритовой, сероноснои минеральных ассоциаций.
Рудогенетические особенности осадочных формаций областей активизации определяют формирование осадочных металломатеринских формаций в условиях тектонических напряжений растяжения или сжатия активизированных корово-мантийных блоков. В геодинамических условиях глобального растяжения возникали медная и барит-сульфидно-флюоритовая минеральные ассоциации байкальского этапа активизации и карбонатно-флюоритовая минеральная ассоциация герцинского этапа активизации. В условиях глобального сжатия - медная, полиметаллическая, сурьмяно-ртутная, содоносная минеральные ассоциации герцинского и альпийского этапов активизации. В размещении минеральных ассоциаций наблюдается концентрическая зональность.
Наиболее интенсивные процессы рудогенеза проявлялись во внешнем рифто-вом поясе платформы, менее интенсивные - во внутреннем.
4. Характер седиментационных и постседиментационных процессов на территории платформы в отдельные периоды их развития определялся проявлением процессов активизации. Процесс активизации обусловлен сводово-глыбовым стилем тектонических деформаций. В зависимости от внутреннего состояния тектоносферы этот процесс носил пульсационный характер, а именно, во времени мегаблок платформы под воздействием мантийного диапириз-ма испытывал закономерную смену тектонических напряжений растяжения (поднятия байкальского, герцинского этапов активизации) напряжениями сжатия (опускания каледонского, альпийского этапов активизации). В пространственном отношении в размещении областей активизации намечается концентрическая зональность, обусловленная большей активностью внешней периферической зоны по сравнению с внутренней.
Основные результаты и выводы доложены автором на следующих совещаниях и конференциях: III Всесоюзный семинар «Осадочные формации и их нефтеносность» (г. Москва, 1978); III Региональное петрографическое совещание (г. Днепропетровск, 1979); VI Всесоюзное петрографическое совещание «Петрология литосферы и рудоносность» (г. Ленинград, 1981); IV Всесоюзный семинар «Осадочные бассейны и их нефтеносность» (г. Москва, 1981); Всесоюзный семинар «Условия образования редкометальных и свинцово-цинковых стратиформных месторождений» (г. Москва, 1982); Всесоюзный семинар «Осадочные формации и условия их образования» (г. Ташкент, 1983); X Всесоюзный семинар «Геохимия магматических пород» (г. Москва, 1984); V Всесоюзный семинар «Формации осадочных бассейнов и их нефтеносность» (г. Москва, 1985); II Всесоюзное совещание «Дегазация Земли и геотектоника» (г. Москва, 1985); Всесоюзное совещание «Тектоника, магматизм, метаморфизм и металлогения Урала и Восточно-Европейской платформы» (г. Свердловск, 1985); Всесоюзный семинар «Бокситы и другие руды алюминиевой промышленности» (п. Савинский, 1985); II Всесоюзная конференция «Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений нерудных полезных ископаемых» (г. Казань, 1986); V Всесоюзное совещание «Метаморфогенное рудообразование низких формаций метаморфизма складчатых областей палеозоя» (г. Львов, 1986); IV Всесоюзное солевое совещание (г. Новосибирск, 1988); Всесоюзная геологическая конференция «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейского северо-востока СССР» (г. Сыктывкар, 1988); Всесоюзное совещание «Эндогенные процессы в зонах глубинных разломов» (г. Иркутск, 1988); Межрегиональная конференция «Проблемы стратиформных месторождений» (г. Чита, 1990); Всесоюзное совещание «Разломообразование в литосфере: текто-но-физические аспекты» (г. Иркутск, 1991); Международный симпозиум «Геодинамическая эволюция осадочных бассейнов» (г. Москва, 1992); V Международное солевое совещание «Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов» (г. Санкт-Петербург, 1994); IV Международный форум «Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ» (г. Санкт-Петербург, 1996); Международная конференция «Закономерности эволюции земной коры» (г. Санкт-Петербург, 1996); III Международная конфе-
ренция «Новые идеи в науках о Земле» (г. Москва, 1997); Научно-практическая конференция «Потенциал и перспективы рудоносности чехла Восточно-Европейской (Русской) платформы» (г. Москва, 1995); Международная конференция «Проблемы осадочной геологии» (г. С.-Петербург, 1998); XXXII Тектоническое совещание «Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма» (г. Москва, 1998); IV Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле» (г. Москва, 1999); I Всероссийское .Цитологическое совещание «Проблемы литологии, геохимии и рудогенеза осадочного процесса» (г. Москва, 2000); Международная научно-практическая конференция «Калийные соли Белоруссии: перспективы, развитие, проблемы» (г. Минск, 2000); Международная конференция «Проблемы формирования и комплексного освоения месторождений минеральных солей» (г. Соликамск, 2000); V Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле» (г. Москва, 2001 г.).
В основе работы лежат многолетние исследования (начиная с 1973 г.), проведенные автором по изучению осадочных формаций Европейской части б. СССР и связанных с ними месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Исследования выполнялись в ЦНИИгеолнеруд (ранее ВНИИгеолне-руд) в основном по заказам Мингео СССР, в дальнейшем Комгеологии РФ, МПР РФ. Обобщались и анализировались материалы по горнохимическому, горнорудному, горнотехническому сырью, различным видам рудных полезных ископаемых (алмазы, свинец, цинк, ртуть, золото, медь, платина, палладий и др.), разрабатывались критерии и методы прогноза и поисков, оценивались перспективы платформы, в т.ч. ее отдельных регионов, разрабатывались и внедрялись рекомендации по развитию минерально-сырьевой базы, определялись направления проведения научно-исследовательских и геологоразведочных работ. Эти материалы изложены в 18 рукописных отчетах и 183 опубликованных работах. Исследования проводились с участием Р.Н. Валеева, В.И. Аверьянова, А.В. Тулузаковой, В.А. Антонова, Н.Г. Чернышовой, Ю.В. Бата-лина, Е.Ф. Станкевича, И.Н. Тихвинского, С.Г. Глебашева, Ф.А. Закировой, A.M. Месхи и др.
При изучении вещественного состава руд и рудоносных отложений применялись традиционные петрографические, химические, физические и др. методы исследований, а также электронная микроскопия, атомно-абсорбционный, рентгенофлюоресцентный, инверсионно-вольтамперо-метрический и др. методы. Анализы выполнялись главным образом в лабораториях ЦНИИгеолнеруд (Б.В. Кудрявцев, Г.И. Гузеева, О.Е. Минько, Е.Н. Шляпкина, СВ. Крюков, В.И. Иванов, Т.З. Лыгина и др.), а также в лабораториях ЦНИГРИ, ТПУ, ВИМС и ряда производственных организаций.
В процессе выполнения работы автор пользовался консультациями и советами Н.Н. Ведерникова, Е.М. Аксенова, Н.Б. Валитова, Ю.В. Баталина, В.И. Казанского, М.А. Жаркова, А.И. Шевелева И.Н. Тихвинского и др. специалистов. Всем указанным специалистам, которые способствовали выполнению работы, автор выражает искреннюю благодарность.
Неоплатформенный автономный этап. Альпийский структурно-формационный комплекс
Верхнетриасово-нижнеюрская континентальная песчано-глинистая формация рассматривается в объеме не-расчлененной таурагской свиты рет-лейасовского возраста и ложится с перерывом на нижнетриасовые образования. В пределах Датско-Польской пери-кратонной синеклизы и южной части Польско-Литовской синеклизы вклинивается среднетриасовая известняковая формация максимума трансгрессии триасового моря, распространяющаяся до Пишского выступа Белорусского массива, разделяющего синеклизу на Прибалтийскую и собственно Польскую мегавпадины.
По составу и многочисленным растительным остаткам можно сделать заключение, что осадки верхнетриасово-нижнеюрской формации отложились в континентальных условиях с гумидным климатом в пресных водоемах и дельтах. По мере приближения к Датско-Польской перикратонной синеклизе континентальная формация замещается лагунной сульфатно-карбонатной и далее, в осевой части, сульфатно-глинистой формациями мощностью от 300 до 1300 м. Северной границей распространения сульфатно-карбонатной формации, видимо, следует считать Пишский выступ фундамента.
Рассматривая триасовые формации Датско-Польской перикратонной синеклизы необходимо отметить, что они образуют самостоятельный форма-ционный комплекс в виде базальной континентальной нижнетриасовой мер-гельно-глинистой формации - морской трансгрессивной известняковой формации (отсутствует в Прибалтике) и верхними регрессивными (терригенной континентальной или лагунной сульфатно-карбонатной и сульфатно-глинистой) верхнетриасовыми формациями.
Среднеюрско - нижнекелловейская континентальная глинисто-песчаная формация выделяется в объеме ле-понской свиты средней юры и папильской свиты нижнего келловея и залегает на осадках триаса и перекрывается среднекелловейскими и четвертичными образованиями.
В литологическом отношении формация представлена конгломерато-видными песчаниками, черными глинами, кварцевыми песками и прослоями угля (лепонская свита), верхняя часть (папильская свита) сложена преимущественно черными глинами и глинистыми песками. Общая мощность осадков, слагающих формацию, достигает 130 м.
Среднекелловейско-оксфордская морская известняково-песчаная формация выделяется в объеме средне- и верхнекелловейского подъярусов и оксфордского яруса верхней юры. Осадки формации согласно залегают на породах нижнекелловейского подъяруса или со слабым размывом на образованиях триаса. Верхняя граница проводится по подошве нижнемеловых пород. В литологическом отношении формация представлена железистыми песками, оолитовыми песчаниками, песчанистыми глинами, мергелями и известняками, черными глинами, встречаются редкие зерна глауконита и опала (средне-, верхнекелловейский подъярусы), верхняя часть формации сложена серыми и темно-серыми алевролитовыми глинами, известняками, мергелями со слюдой, глауконитом, пиритом, оолитовыми песчаниками, отмечаются прослои сидерита (оксфордский ярус). Аналогичный состав отмечен в районе северо-восточной Польши, но здесь наблюдается общее увеличение содержания известняков и мергелей. Общая мощность отложений, слагающих формацию, достигает 175 м.
Нижнекелловейская глинисто-песчаная континентальная и среднекелловейско-оксфордская известняково-песчаная морская формации образуют первый редуцированный базальный комплекс альпийского этажа. Начиная со средней юры в Польше и среднего келловея на территории Литвы и юго-западной Латвии, наступает период трансгрессии. В целом, осадконакопление происходило в условиях мелководья с углублением бассейна в западном направлении, где отлагались преимущественно известковые илы.
Киммериджская континентальная глинисто-песчаная формация выделяется в объеме киммериджского яруса верхней юры. Отложения формации залегают на породах келловея и пере крываются четвертичными, либо меловыми осадками. Нижняя часть формации представлена серыми песчаниками, известковистыми алевролитами с черными и серыми глинами, верхняя часть - темно-серыми и черными алевритами и глинами. На территории Польши большее распространение получают известняки - ракушечники оолитовые, слагающих формацию, достигает 131 м.
Начиная с киммериджа, происходит значительное обмеление морского бассейна, наступает регрессия с накоплением терригенного материала, лишь в северо-восточной Польше в глубоких впадинах отлагаются карбонатные осадки.
Нижнемеловая песчаная глауконито-фо сфори-тоносная морская формация выделяется в объеме неокома и аптского, альбского ярусов нижнего мела. Осадки с перерывом залегают на юрских образованиях и с перерывом перекрываются породами верхнего мела. Внутри формации отмечается ряд внутриформационных перерывов. Нижняя часть формации сложена косослоистыми разнозернистыми песками с остатками древесины (вельд), средняя часть - зеленовато-черными, глауко-нитовыми алевритами, пятнистым песчаником с фосфоритовым цементом и верхняя часть - черными глинами с гнездами песков и фосфоритовых конкреций. Мощность формации колеблется от 35 м до 75 м. На территории Польши, кроме вышеописанных пород, отмечаются известняки глинистые, песчанистые.
В нижнем мелу существовали морские условия. В конце верхнего аль-ба тектонические движения привели к денудации и переотложению ранее образовавшихся осадков. Наличие крупных зерен разноцветного кварца, глауконита, линз зеленоватого песка и особенно фосфоритов указывает на существование морских течений на различной глубине бассейна и близость береговой линии.
Сеноманская мергельно-песчаная фосфорито— носная морская формация с глауконитом. Стратиграфический объем - сеноманский ярус верхнего мела. Отложения формации с размывом залегают на образованиях нижнего мела и перекрываются, также, с размывом осадками верхнемеловой формации. В нижней части разреза, среди зеленовато-серых песков и алевритов, заметны признаки трансгрессивного залегания: присутствуют крупно- и среднезернистый разноцветный кварц и крупнозернистый глауконит. В 1,5-2 м над их основанием залегает фосфоритоносный горизонт. Фосфориты, большей частью мелкие с черной, несколько изъеденной поверхностью. Выше залегают более мелкозернистые, зеленовато-серые, карбонатные, глинистые пески. Появляются песчаниковые прослойки с повышенной карбонатностью. В верхней части описываемой формации, среди глинистых песков и песчанистых глин, заметны следы переотложения, характерно также появление фосфоритизированных окаменелостей. Следует отметить, что карбонатность глауконитовых глинистых алевритов и песков возрастает вверх по разрезу, достигая местами 40-50%, в таком случае порода является глауконитовым мергелем. Мощность осадков, слагающих форма цию, на территории Литвы достигает 83 м и на юго-запад уменьшается до 28 м. На территории Польши сеноман представлен более глубоководной фацией глауконитовых известняков с фосфоритами. Мощность сеномана здесь достигает 180 м.
В раннесеноманское время существовало мелководное море с довольно резкой сменой гидродинамических условий осадконакопления, отмечается неустойчивость береговой линии. На отдельных участках осадки сеномана были смыты трансгрессией туронского и сантонского морей.
Палеоплатформенный резонансный этап. Герцинский структурно-формационный комплекс
Среднедев онс ко-нижнефранская морская пес-чано-алеврито-глинистая формация является самой древней, из вскрытых в Днепровском авлакогене. Она включает в свой состав пярнуско-наровские слои эйфельского (?) яруса, старооскольские слои жи-ветского яруса и пашийско-кыновские образования франского яруса. Нижняя граница четкая, определяется залеганием с размывом и угловым несогласием осадочных пород на метаморфических образованиях кристаллического фундамента в прибортовой части авлакогена. Верхняя граница также устанавливается легко и приводится в основании карбонатной толщи верхнего девона. Общая мощность отложений формации достигает 150-500 м.
Слагают формацию внизу песчаники средне- и крупнозернистые, гравелиты с прослоями алевролитов. Выше в разрезе преобладают аргиллиты и мергели с прослоями известняков, содержащих остатки фауны и спор. Осад-конакопление происходило в мелководных морских условиях.
Распространена формация, видимо, широко, но на отдельных участках замещается вулканогенно-осадочной и вулканогенной формациями. Максимальные дифференцированные тектонические движения проявившиеся в жи-ветскую и раннефранскую эпохи, привели к возрождению разломов фундамента и явлениям магматизма. Причем, Донецкий авлакоген, по-видимому, начал развитие несколько ранее Днепровского, о чем свидетельствует формирование осадочно-вулканогенной формации «белого девона» на юге Донбасса и ее большие мощности.
Среднедевонская андезит-трахиандезитовая базальтовая формация развита по юго-западному борту Донецкого авлакогена в зоне сочленения с Приазовским кристаллическим массивом. Среди аркозовых песчаников среднего девона, и перекрывая их, отмечаются пачки пирокластических образований и лавовые покровы базальтов, щелочных базальтов и, главным образом, трахиандезито-базальтов, трахиандезитов и трахитов, являющихся производными слабо дифференцированной базальтовой магмы. Породы описываемого комплекса обнаруживают тесную связь с поперечным Кальмиусским глубинным разломом и его ответвлениями, в особенности в узлах пересечения с субширотными сбросами, судя по характеру распространения протерозойского Приазовского сиенитового массива, также тесно связанного с Кальмиусским глубинным разломом, в среднедевонское время произошло его возрождение и образование вдоль него поперечного Западно-Донецкого выступа фундамента, отделившего Донецкий авлакоген от Днепровского.
Нижнефранская базальтовая формация. В Днепропетровском авлакогене магматизм проявился несколько позднее, по-видимому, в основном, в начале позднего девона. В основании разреза Брусиловской скв.№ 2 обнаружены эффузивы, залегающие непосредственно на фундаменте и перекрытые семилукскими слоями. На Ново-Троицкой площади в скв.№ 21 вскрыты эффузивы, залегающие под среднефранскими образованиями. Причем, по эффузивам пройдено свыше 1000 м и скважины были остановлены в описываемой толще. На Черниговско-Брагинском выступе, вернее его восточном склоне, встречена вулканогенная толща, мощностью свыше 1000-1100 м, в состав которой выделяется до 20 лавовых покровов. В.И.Лебединский /1967/ относит эти эффузивы к нижнефранским образованиям, по данным А.М.Куцыбы /1953/ она имеет раннефранско-фаменский возраст. Вулканогенная формация представлена толщей переслаивания сланцев, аргиллитов, алевролитов и песчаников темно-серых и пестроцветных с растительными остатками, перемежающихся с многочисленными лавовыми покровами базальтов, щелочных базальтов, реже анкарамитов и альбитизи-рованных трахитов, мощными пачками агломератов, лавобрекчий, порфири-тов, туфов и туффитов /Махнач, Корзун и др., 1966/. Обращает на себя внимание пространственное тяготение магматических очагов к поперечным выступам фундамента - к зонам тектонических узлов, возникших в местах перекрещивания субмеридиональных предполагаемых сдвигов и продольных субширотных сбросов.
В несколько более приподнятом Припятском авлакогене аналогом описываемых образований является пярнуско-наровская сульфатно-терригенно-карбонатная лагунно-морская и живетско-нижнефранская терригенная морская формации.
Пярнуско-наровская сульфатно-песчан о-д о л о -м и т о в а я формация залегает с размывом на разновозрастных образованиях рифея, венда и палеозоя и представлена нижней базальной песчаной, средней - сульфатно-доломито-мергельной и верхней доломито-мергельно-глинистой пачками. На Вишенской площади (скв.№ 1) средняя пачка сложена ангидритами и каменной солью. В отличие от формаций Донецкого и Днепровского авлакогена, имеющих линейные формы с тектоническим характером границ, описываемые образования широко распространены в северном направлении и сходны с аналогичными формациями Московской си-неклизы. Мощность осадков, слагающих формацию, увеличивается в этом же направлении и достигает 150-175 м. Структура Припятского авлакогена отражена слабо-замкнутым контуром изопахит от 60 до 90 м. Таким образом, описываемая территория в пярнуско-наровское время входила в состав Московской синеклизы со слабым начальным формированием Припятской впадины. Осадконакопление происходило в мелководном морском бассейне с изменяющимся гидрохимическим режимом: начальный и конечный этапы -условия мелкого моря, средний - условия засолоненной лагуны с концентрацией рапы до стадии садки галита.
Живетско-нижнефранская песчано-глинистая морская формация Припятского авлакогена сложена песчаниками. Отмечается довольно четкая ритмичность с накоплением, в нижних живетской и щигровской частях разреза, песчаников, переходящих далее в алевролиты и глины. Причем, в верхней части формации появляются доломиты, доломитовые мергели и ангидриты. Осадконакопление происходило преимущественно в морских условиях, сменившихся в конце этапа режимом полуизолированной лагуны. Как и нижележащие пярнуско-наровские образования, живетско-щигровские отложения распространены гораздо шире современных границ авлакогена и установлены в Оршанской впадине и Жлобинской седловине. Тектонический характер имеет лишь южная граница. Мощность осадков в пределах Припятскои впадины достигает 200 м и нарастает в северовосточном направлении до 300 м. Таким образом, Припятский авлакоген значительно отстает в своем развитии от Днепровского и тем более Донецкого. Саргаев ско-ворон ежекая морская вулканогенно-осадочная (известняково-глинистая) формация включает отложения саргаевского, семилукского, алатырского и, частично, воронежского горизонтов франского яруса девона. Подстилается формация среднеде-вонско-нижнефранской морской песчано-алеврито-глинистой формацией. Верхняя граница проводится по подошве пачки соленосных пород. Общая мощность отложений до 600 и более метров.
Нижнюю часть формации слагают известняки серые, органогенные и зернистые с прослоями аргиллитов и мергелей. Выше преобладают пестро-цветные терригенные или вулканогенно-пирокластические породы - туфы, туффиты, туфо-аргиллиты, прослои органогенно-обломочные известняков.
В районе Остапьевско-Белоцерковского выступа на отложениях алатырского горизонта развита кора выветривания, мощностью до 40 м. Вывет-релые пирокластические породы сложены пелитоморфным глинистым веществом с зернами кварца, полевых шпатов, чешуйками биотита и хлорита. Внутри формации наблюдаются перерывы и несогласия в подошве и кровле алатырского горизонта. Осадки накапливались в обстановке максимальной трансгрессии девонского моря, в открытом морском бассейне, со спокойным режимом, иногда нарушавшемся извержениями и дифференцированными прогибаниями дна, кроме алатырского времени, когда в связи со значительным прогибанием и усилением сноса материала происходило формирование осадков увеличенной мощности (до 400 и более метров). Аналоги описываемой формации, но меньшей мощности (до 220 м), отмечаются на Чернигов-ско-Брагинском выступе.
Тектоно-седиментационная модель наложенных впадин и прогибов
Наложенные впадины, прогибы и мульды возникли в позднегерцин-ские фазы тектогенеза в условиях резкой перестройки планов тектонических движений всей платформы и в особенности ее восточного сектора /Баталии, Чайкин, 1987/.
Здесь еще в раннепермское время произошло заложение Предуральско-го передового прогиба и огромной Прикаспийской перикратонной синекли-зы, формирование которых, несомненно, не могло не наложить отпечатка на структуру внутренних прилегающих к ним регионов платформы.
Для Предуральского прогиба характерно накопление по его внутреннему борту, сопряженному с орогеном Урала, терригенных обломочных пород, объединяющихся в формацию верхних моласс. Осевая часть прогиба в раннеюрское время представляла область некомпенсированных прогибаний с накоплением характерных для данных обстановок морских кремнисто-карбонатных битуминозных формаций доманикового облика. От внутренних областей платформы эта область отделялась зоной развития морских рифо-генных субформаций, тяготеющих к внешнему борту прогиба. В пределах Прикаспийской перикратонной синеклизы, наложенной, по-видимому, на очень сложное гетерогенное основание, накапливались раннепермские сульфатно-карбонатные формации с обособлением, как показывают последние данные бурения, внутри них соленосных субформаций. По обрамлению эта область интенсивных прогибаний также оконтуривается полосой развития морской рифогенной субформации. В латеральном ряду в западном направлении указанным формациям соответствует нижнепермская галогенная формация с установленным интенсивным калиенакоплением Днепровско-Донецкого авлакогена. В конце раннепермского времени область интенсивного солеобразования смещается в восточном направлении и захватывает бассейны Прикаспийской синеклизы и Предуральского прогиба. Причем область развития мощных соленосных толщ кунгурской галогенной формации в значительной мере накладывается на внутренние области платформы, захватывая Бузулукскую меридиональную впадину и прилегающие склоны Жигулевского и весь Оренбургский свод, а в позднекунгурское время отмечается «вытеснение» кунгурского солеродного бассейна из южной части Предуральского прогиба, где в этот период все большее место начинают занимать обломочные образования верхней молассы, на запад, в район Башкирско-Оренбургского Приуралья. Эта тенденция к постепенному заполнению Предуральского прогиба молассоидными орогенными образованиями и вытеснению соленосных формаций в пределы платформы продолжалась и в уфимское время, когда Соликамская лагунная терригенно-доломитово-сульфатная формация размещалась западнее Соликамской впадины. В позд-непермские эпохи красноцветные молассы вначале распространяются до Вятской зоны поднятий, возникшей на месте Вятского авлакогена (казанский век), а затем захватывают и более внутренние области платформы, Московскую и Балтийскую синеклизы (татарский век, триас). В южном направлении в казанское время молассы замещаются лагунными сульфатно-карбонатными доломитовыми и далее галогенными формациями (Бузулукский прогиб, Прикаспийская синеклиза).
Основными зонами, вмещающими все более распространяющиеся на запад орогенные красноцветные и реже сероцветные молассы, стали постепенно новообразованные впадины, объединяющиеся в систему Восточнорус-ских опусканий, которые прослеживаются от Прикаспийской впадины на юге до Мезенской - на севере.
В эту систему опусканий, впервые выделенную А.Д. Архангельским (1923) и Н.С. Шатским (1948), входят мелкие и крупные прогибы, мульды и депрессии: Аркадакская, Аткарская, Терсинкая, Ульяновская, Ветлужская, Ставропольская, Мелекесская, Лойненская и Мезенская. Системой инверсионных Вятских дислокаций зона опусканий делится на две ветви, причем западная сливается с древней областью опусканий Московской синеклизы. Характерной особенностью этих наложенных структур, на чем основано, собственно, их выделение в самостоятельную группу отрицательных структур, является их тесная связь с древними ранее приподнятыми блоками фундамента /Валеев, 1968/.
Своими очертаниями и положением наиболее опущенных зон эти структуры буквально повторяют погребенные выступы. Их образование связано с инверсионными опусканиями упомянутых выступов фундамента. Например, Аткарская впадина отвечает одноименному выступу, Лойненская -Коми-Пермяцкому своду, Ветлужская - Сысольскому и т.д.
Базальные красноцветные и сероцветные молассы являются чуждыми для платформы образованиями и развиты, как уже отмечалось, не только в пределах наложенных структур. Характерным является повышенная мощность этих образований в их осевых зонах. Поэтому своеобразные для этой группы структур формации связаны лишь с мезозойским комплексом альпийского цикла тектогенеза.
Наиболее мобильной областью в период развития мезозойских отложений являлась Прикаспийская синеклиза. Нижнеюрские, преимущественно песчано-аргиллитовые отложения западных районов синеклизы, практически неотличимые от подстилающих отложений верхнего триаса, объединены в аралсорскую базальную континентальную песчано-аргиллитовую формацию, мощностью до 900 м. За пределами синеклизы эти отложения не установлены. Среднеюрские отложения, с базальной песчано-галечниковой пачкой в основании, составляют морскую песчано-алеврито-глинистую формацию мощностью 200-400 м. По направлению к Уральскому орогену она сменяется нижне-среднеюрской прибрежно-морской песчано-глинистой угленосной формацией, мощностью 200-500 м. Завершает формационный комплекс верхнеюрская морская мергельно-песчано-глинистая формация (до 400 м). Следующий комплекс представлен нижнемеловой-сеноманской морской песчано-глинистой формацией (300-650 м) с барремской прибрежно-морской пестроцветной субформацией (Южная Эмба, юго-восточный борт Прикаспийской депрессии), мощностью 320-430 м и турон-датской морской мер-гельно-меловой фосфоритоносной формацией (до 650 м). К северу от Прикаспийской синеклизы, в системе наложенных впадин, в частности, в пределах Лойненской и Ветлужской депрессий, среднеюрская морская формация сменяется континентальной глинисто-песчаной сидеритовой формацией (до 319 м). Трансгрессирующим морем эти участки были захвачены лишь в позднеюрскую эпоху, характеризующуюся преимущественным накоплением глинистых осадков. Верхнеюрские отложения составляют морскую глинистую фосфоритоносную формацию (до 218 м). Вверх по разрезу она сменяется нижнемеловой и сеноманской морской песчано-глинистой фосфоритоносной формацией (до 377 м), а в верхнем мелу - турон-маастрихтской морской песчано-глинистой кремнисто-фосфоритоносной и турон-маастрихтской морской мергельно-меловой кремнисто-фосфоритоносной формациями. Аналогом последней в Прикаспийской впадине является турон-датская морская мергельно-меловая формация.
Завершая обзор формаций, необходимо отметить следующее: 1. Каждая генетическая группа выделенных тектонических элементов характеризуется свойственным только ей набором формаций. Если отдельные формации могут наблюдаться в различных тектонических элементах и не служат, за исключением реперных (фалаховых, тиллоидных, трапповых, соленосных, параллических, терригенных фосфоритоносных, меловых и т.д.), критериями определения стадийных обстановок, то комплексы, безусловно, содержат богатый информационный материал, позволяющий определять или корректировать тип вмещающей структуры.
Минеральные ассоциации метационной стадии (гумидная группа формаций)
На территории платформы установлен целый ряд эпох довольно мощного корообразования: предсреднедевонская, предвизейская, позднетриасо-во-раннеюрская, позднеюрско-раннемеловая, подзнемеловая-среднепалео-ценовая, палеогеновая и олигоцен-миоценовая, месторождения элювиальных каолинов отсутствуют в корах выветривания древнее мезозоя. Каолины древних кор выветривания подвергались процессам эпигенеза и регионального метаморфизма и повторяли свои качества с превращением в менее качественные тугоплавкие и огнеупорные разности. По этой причине единственной провинцией, содержащей промышленные месторождения элювиальных каолинов, является Украинский щит, на территории которого происходило мощное корообразование преднижнеапт-ско-альбской и предпалеогеновой эпох. Характерным районом развития украинских остаточных месторождений является юго-восточный склон Украинского щита, непосредственно примыкающий к Причерноморской синеклизе. Здесь массивы архейских основных пород конкско-верховецкой серии залегают среди огромного поля более молодых архейских плагиоклазовых гранитоидов с образованием на них площадного корового покрова средней мощностью до 30-40 м, обладающего полным профилем выветривания /Басе и др., 1975/. Причем, бокситы образуются в коре выветривания габбро-амфиболитов и кварц-хлорит-амфиболитовых сланцев, слагая верхнюю зону, тогда как на гранитах и гнейсах известна кора выветривания только каолинового состава.
Коры выветривания погребены под осадочной толщей палеогена и неогена и четвертичных образований общей мощностью от 60 до 100 м. Остаточные месторождения каолинов широко развиты на территории Украинского щита. Распределение балансовых запасов и добычи каолинов по геолого-генетическим подразделениям свидетельствуют о том, что по запасам и добыче промышленное значение имеют аллювиальные и переотложенные каолины. Наибольшее значение по запасам имеют месторождения аллювиальных каолинов, но добываются как элювиальные, так и переотложенные каолины. Месторождений каолинсодержащих песков на платформе нет, но это не значит, что в ее пределах они не могут быть найдены. В качестве полезного ископаемого используются, в первую очередь, белые и светлоокрашенные каолины, состав и свойства которых в сыром виде или после обогащения (почти мономинеральный каолинитовый концентрат) отвечают требованиям той или иной отрасли производства. Связана своим происхождением с корой выветривания монтморилло-нитового ряда, формирующейся на основным извержениям и метаморфическим, реже осадочным породам. Самостоятельного значения скопления данного типа не имеют и образуют редкие и небольшие проявления на Украинском щите, в результате выветривания протерозойских амфиболитов в районе г.Днепропетровска, на Волыно-Подольской плите, по туфам волынской трапповой формации в районе г.Ровно (Берестовецкое). С предпалеогеновой корой выветривания по ту-ренским мергелям связано проявление Костюковичи Белорусско-Мазурской антеклизы. Образует на территории платформы небольшие месторождения, свя- _ занные с фосфоритоносными породами выветривания, развитыми по осадоч- ным фосфоритоносным формациям палеозоя и мезозоя. На платформе выделяются три района развития фосфоритоносных кор выветривания. На территории бассейна нижнего течения р.Волги и Доно-Хоперского междуречья, отвечающих в тектоническом отношении западному склону ин версионного свода
Общего сырта и центральным наиболее приподнятым платформенным блокам Воронежской антеклизы и в меньшей степени в бас сейне р.Сейм (Белорусско-Мазурская антеклиза) довольно широким развити ем пользуются коры выветривания, отвечающие перерывам от сеномана до эоцена. В ряде пунктов фосфориты образуют месторождения: Хоперская группа, Дряхлевское и др. Фосфориты представляют собой метасоматические фосфатизированные обломки кремней, песчаников, мела, мергелей, опок и др., реже тонкомучнистую породу светлых тонов. Они заполняют углубления в подстилающем обычно карбонатном ложе верхнемелового возраста. Форма залежей чаще линзообразная. Мощность фосфоритоносной толщи колеблется от нескольких сантиметров до первых метров. Глубина залегания ее изменя- ется от 1,3-2,2 до52 м. Содержание Р2О5 в породах сильно колеблется (от 0,3-5,7 до 17,7-30,9%). На западном склоне Южного Урала известна фосфоритоносная форма ция предмезозойской коры выветривания. Здесь, в бассейне р.Сим, на склоне Ашинского поперечного поднятия известно одноименное месторождение, связанное с процессами выщелачивания слабо фосфатоносных карбонатных пород артинского яруса нижней перми. Фосфориты выполняют неровную поверхность брекчиевых и органогенных известняков и образуют рыхлые глинистые разности с обломками и глыбами фосфатизированных известня ков. В рыхлых фосфоритах содержание Р205 достигает 20-30%, в мелких карбонатных, частично замещенных обломках - 8-20%, а в крупных незаме- щенных глыбах -2-4% /Водорезов и др., 1956; Гиммельфарб, 1965/. Континентальная гумидная группа формаций подразделяется согласно классификациям Н.М.Страхова /1960/ на две подгруппы - лимническую внутриконтинентальную аккумулятивных равнин и паралическую прибреж- но-морских наклонных равнин. Обе подгруппы имеют между собой как об щие черты сходства, так и глубокие различия, что четко выражается в пара- генетических ассоциациях пород. Общим для данной группы формаций явля ется их промежуточное положение между областями водосбора и областями конечного водостока - морскими бассейнами.
Похожие диссертации на Лито- и рудогенетические особенности осадочных формаций Восточно-Европейской платформы в рифее и фанерозое
