Введение к работе
Актуальность темы. При проведении геологосъе-
мочных и геолого-поисковых работ в областях развития красноцветных отложений/ сформированных в условиях аридного континентального литогенеза возникают проблемы, связанные с их стратиграфическим расчленением и корреляцией. Обедненность органическими остатками, сильная фациальная изменчивость, отсутствие маркирующих горизонтов приводят к снижению эффективности традиционных средств стратиграфического расчленения и корреляции подобных толщ, поэтому актуальным становится поиск новых подходов к выявлению общих закономерностей и детализации этапов их геологической истории.
Обращение к детальному исследованию дисперсной компоненты пород продиктовано тем, что структуры преобладающих в этой фракции глинистых минералов, служат чуткими индикаторами среды формирования и последующего преобразования осадка. Такой подход открывает принципиальную возможность проводить не только палеогеографические реконструкции, но и использовать минералогические данные для решения вопросов стратификации и корреляции.
Отложения нижнего триаса приосевой части Московской синеклизы (Костромское Поволжье) представляют собой удобный объект для решения подобного рода задач, так как они были сформированы в области наиболее устойчивого осадконакопления и не подвергались значительным эпигенетическим преобразованиям. Аридный литогенез, в данном случае, реализовывался в условиях преимущественно пресноводного или периодически опресняемого бассейна. Особенности механизмов формирования и преобразования дисперсных силикатов в таких обстановках, в отличии от эвапоритов, оставались на современном экспериментальном уровне практически не изученными.
Цель работы заключалась в установлении закономерностей формирования минералогического состава дисперсной компоненты и выявлении типоморфных особенностей слоистых силикатов в разрезе нижнетриасовых отложений приосевой части Московской синеклизы.
Основные задачи исследований.
-
Определение состаиа дисперсной компоненты и типоморфных особенностей минералов.
-
Обоснование механизмов формирования и преобразования структур слоистых силикатов в неэвапоритовом бассейне аридного литогенеза.
-
Установление минералов-индикаторов и индикаторных минеральных ассоциаций среды осадкообразования .
-
Палеогеографическая реконструкция обстановок формирования нижнетриасовых отложений.
Научная новизна.
-
Впервые установлена и объяснена генетическая специфика глинистых минералов в условиях нестационарного локально-пульсирующего гидрохимического режима неэвапоритового бассейна аридной зоны.
-
Показано, что палеопочвенные горизонты в нижнетриасовых отложениях представлены, в основном, не аэральными, а подводными почвами.
-
Впервые разработаны минералогические критерии, позволяющие устанавливать в континентальных крас-ноцветных толщах аридного і литогенеза участки локальных перерывов осадконакопления.
Практическая значимость. Результаты исследования закономерностей распределения дисперсных минералов были использованы для стратиграфического расчленения и корреляции нижнетриасовых отложений при проведении в 1988-1994 году Костромской горногеологической партией ТОО ""ТАЛАСС" комплексной эко-лого-гидрогеологической и инженерно-геологической
съемки масштаба 1:50 000 Костромской низины и нашли свое отражение в итоговом отчете.
Разработанные минералогические критерии выделения элементарных седиментационных циклитов и горизонтов перерыва в седиментации могут иметь большое прикладное значение при решении аналогичных задач применительно к подобным красноцветным толщам различной пространственно-временной приуроченности.
Основные защищаемые положения.
-
Специфичность аридного литогенеза в рассматриваемом нижнетриасовом бассейне определяется локально-пульсирующим режимом солености, окислительно-восстановительного потенциала, рН иловых вод, биологической активности. Эти условия допускали образование и сохранение минералов, сформированных по механизмам не требующим промежуточных метаста-бильных фаз и обладающих устойчивостью во всем диапазоне нестационарных параметров среды.
-
Палеопочвенные образования нижнетриасовых отложений представлены преимущественно не аэральными, а подводными почвами, несущими многие характерные черты почвенного минерагенеза.
-
Минералогическими критериями выявления локальных перерывов в осадконакоплении являются, установленные на основе специальных приемов диагностики, продукты преобразования триоктаэдрических слюд в аридной аэральной и субаквальной обстановках диоктаэдрический Е'е-Ш иллит и хлорит политипа 1а.
4 . Закономерные изменения минералогического состава и структурных особенностей дисперсной компоненты в красноцветных континентальных отложениях аридного литогенеза являются достаточно надежной основой для их корреляции и соотнесения с таксонами существующей стратиграфической шкалы.
Методика. Основным источником информации служил рентгенографический анализ, включающий как традиционные, так и оригинальные приемы рентгеновской диф-
рактометрии текстурированных объектов. Исследовалась фракция менее 2.5 мкм, выделявшаяся по стандартной методике. Ориентированные препараты готовились методом осаждения из устойчивой суспензии на поверхность покровного стекла и изучались в воздушно-сухом состоянии, насыщенные этиленгликолем и, при необходимости, - прокаленными при различных температурах. Дифрактограммы базальных отражений регистрировались в линейной шкале обратных межплоскостных расстояний в интервале от 0.02 до 0.42 1/А, с шагом 0.008 1/А. Съемка осуществлялась на автоматическом модифицированном дифрактометре на базе серийного ДРОН-ЗМ в режиме многократного накопления спектра, что позволило надежно идентифицировать во фракции кристаллические фазы с концентрацией, не превышающей 0.1 процента. Для установления политипии слюд и хлоритов использовался метод рентгенографического сканирования обратного пространства текстурированных препаратов. Регистрировалась интенсивность дифракции вдоль узловых цилиндров 11L-02L и 11L-20L, а также рефлексы 060. Обработка и интерпретация совокупности дифракционных картин от каждого препарата проводилась с помощью оригинальной интерактивной компьютерной системы "XRAYTOOL". В дополнение к рентгеновской дифракто-метрии для наиболее типичных образцов бьши выполнены кристаллооптический анализ пород в прозрачных шлифах и электронномикроскопические исследования на микроскопе HSM-2 "Hitachi" с рентгеновским анализатором
"Link".
В работе использовались данные микрофаунистиче-
-' — j~—--— . ~*~, - ^ч-..J. -*v>.-^w -. ". J^^'lu -* ^ / «»11"»Д JO
ского анализов, выполненные по программе геологосъемочных работ для данной площади.
Фактический материал. В качестве источника фактического материала был использован керн 2 опорных скважин, вскрывших всю толщу нижнетриасовых отложе-
ний, а также 18 картировочных скважин в пределах рассматриваемой территории.
Опробование производилось с интервалами не превышающими 1.5-2 метра. В ходе работы было исследовано более 300 образцов в режиме обычной рентгенографической съемки, 57 образцов - методом сканирования обратного пространства текстурированных препаратов, 10 образцов изучено с помощью РЭМ.
Апробация работы. Материалы диссертации изложены в докладах и стендовых сообщениях на XIII Международном совещании по рентгенографии минерального сырья (Белгород, 1995); II Международном семинаре "Минералогия и жизнь: биоминеральные взаимодействия" (Сыктывкар, 1996); XXX Международном геологическом конгрессе (Пекин, 19 96); ежегодных итоговых научных конференциях КГУ (Казань, 1994, 1995, 1996); научно-практических конференциях Костромской государственной сельскохозяйственной академии (Кострома, 1994, 1995, 1996).
По теме диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы 3 докладов, в которых отражены основные защищаемые положения работы. Одна статья принята к печати.
Обьем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения; содержит ^?т. страницу .Фр таб-лиц, ... рисунка и ... фотографии. Список литературы включает \^Л наименований.
Благодарности.
Автор благодарит коллектив кафедры минералогии геологического факультета КГУ (зав. кафедрой доктор геолого-минералогических наук,профессор А.И.Бахтин) .
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы доценту кафедры, кандидату геолого-минералогических наук Г.А.Кринари.
Автор признателен Н.К.Пузановском,
Р.Ш.Гайнутдинову, В.П.Градусову, С.Н.Седову за практическую помощь на разных этапах работы.
