Девон западного склона севера Урала и Пай-Хоя : стратиграфия, принципы расчленения, корреляция Цыганко, Владимир Степанович

Введение к работе

Актуальность работы. Девонские отложения западного склона севера Урала и Пай-Хоя — уникальный элемент осадочного чехла территории Северо-Востока европейской части России. Они заключают широкий спектр полезных ископаемых осадочного, осадочно-гидротермального и осадочно-вулканогенного происхождения (нефть, газ, бокситы, бариты, строительные материалы и т. д.), для успешных поисков которых важное значение имеет знание закономерностей распространения отложений системы. Речь идет прежде всего об условиях накопления, детальном расчленении и надежной их корреляции. Эти данные важны также в связи с необходимостью совершенствования региональных и субрегиональных стратиграфических схем для повышения точности и надежности стратиграфической основы геологических съемок различного масштаба.

Несмотря на имеющиеся достижения теоретической стратиграфии как фундаментального раздела геологии, нельзя признать решенными все ее проблемы и задачи. В этом отношении отличающиеся большим фациальным разнообразием девонские отложения Пай-Хой-Североуральского субрегиона представили возможность для решения ряда проблем классификации стратиграфических подразделений и их границ, имеющих важное значение для теории стратиграфии.

Цель работы. Выявление общих закономерностей пространственно-временного соотношения стратиграфических подразделений различных рангов, выделяемых в девоне западного склона севера Урала и Пай-Хоя, для повышения обоснованности их выделения и точности корреляции Совершенствование на этой основе классификации стратиграфических подразделений и их границ.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. На современном уровне знаний, с использованием данных о распространении большинства групп палеонтологических остатков и литологическом составе отложений, являющемся отражением фациальной природы их генезиса, провести анализ строения всего комплекса девонских отложений на севере западного склона Урала и Пай-Хоя.

2. На основе литологического состава слагающих пород, провести типизацию всех изученных разрезов. Обосновать выделение новых стратиграфических подразделений — свит и серий.

3. На основе выявленных закономерностей в строении девонских отложений региона провести типизацию всех границ стратиграфических подразделений. Исходя из установленных особенностей строения отложений в пределах региона осуществить корректировку существующих классификаций стратиграфических подразделений и их границ.

4. Провести типизацию границ региональных стратиграфических подразделений. На этой основе разработать классификацию важнейших региональных стратиграфических подразделений — свит и горизонтов. Это позволит уточнить объемы и границы выделенных ранее стратиграфических подразделений.

5. На основе выявленных особенностей в строении разрезов системы на западном склоне севера Урала и на Пай-Хое, палеогеографических и палеотектоничес- ких реконструкций обстановок осадконакопления выяснить роль эвстатических колебаний уровня моря и событийных явлений в эволюции бассейна в целом.

6. Провести анализ литолого-фациальной изменчивости выделяемых свит с целью оценки степени их отличия от стратотипов. Разработать критерии диагностики и классификации свит с отклоняющимися характеристиками.

Научная новизна. Впервые на современном уровне знаний с использованием данных о распространении большинства групп палеонтологических остатков и о литологическом составе отложений, проведен детальный анализ строения всего комплекса девонских отложений севера западного склона Урала и Пай-Хоя. Это позволило обосновать выделение целого ряда новых стратонов, а также уточнить объемы и границы части выделенных ранее стратиграфических подразделений. Проведена типизация всех изученных разрезов на основе литологии слагающих их пород, являющейся отражением фациальной природы их генезиса и позволяющей в свою очередь оценить потенциал детальности их расчленения. Обосновано выделение 15 новых свит. Большинство их включено в корреляционную часть Унифицированных стратиграфических схем севера Урала и Северо-Востока Русской платформы и используется в ходе геолого-съемочных и геолого-поисковых работ. Впервые в девоне субрегиона осуществлена типизация границ стратиграфических подразделений. Все границы разделены на три класса: изохронные, или собственно стратиграфические; диахронные, или парастратиграфические; аллостра- тиграфические, представляющие собой диахронные поверхности размыва подстилающих отложений. Установлено, что границы между соседними свитами могут быть представлены всеми тремя типами: собственно стратиграфическими, парастратиграфическими и аллостратиграфическими. Горизонт характеризуется, как минимум, одной границей собственно стратиграфического типа; другая граница у него может быть парастратиграфической либо аллостратиграфической. Границы стратонов Общей (Международной) стратиграфической шкалы могут быть только собственно стратиграфическими, изохронными. На основе анализа вещественного состава свит в пределах их площадного распространения разрезы, отличающиеся от типовых, предложено рассматривать в качестве град с собственным названием по местности, где они развиты.

Фактический материал. В основу работы положены исследования автора, проведенные на территории западного склона севера Урала и Пай-Хоя в течение 1963—2009 гг. Эти исследования стали источником основного полевого материала, изученного на основе единой методики описания и опробования геологических разрезов, и прежде всего — опорных и типовых, вскрытых как в естественных выходах, так и глубокими скважинами. Материал для сравнительного анализа был получен автором в результате посещения важнейших естественных разрезов девона Среднего (1975, 1989 гг.) и Южного (1989, 1990 гг.) Урала, Центрального девонского поля (1985 г.), Северного Тянь-Шаня (1988 г.), Келецко-Сан- домирского кряжа в Польше (1979 г.), Кузбасса (1991 г.), Арденн в Бельгии, Тюрингии и Рейнских сланцевых гор в Германии, Баррандиена в Чехии (2001 г.), Салаира и Алтая (2005 г.). Кроме того, значительная часть использованных в работе материалов в разные годы была получена автором при определениях коллекций кораллов ругоз и подготовке заключений о возрасте вмещающих пород геологам производственных геологических организаций.

Практическая значимость работы. Разработанная автором или при его участии детальная (зональная) схема стратиграфии и корреляции девонских отложений субрегиона использована при разработке легенд средне- и крупномасштабного геологического картирования, проводившегося в 60-90-е годы на западном склоне севера Урала, Пай-Хое и на востоке Печорской синеклизы. Материалы, положенные в основу настоящей работы, вошли в унифицированные и корреляционные стратиграфические схемы девона Урала (Свердловск, 1980, 1990 гг.) и Северо-Восточного (Тимано-Печорского) субрегиона Русской платформы (Ленинград, 1990 г.). Для геологов Воркуты, Ухты (ОАО Полярноуралгеология, ГФУП Ухтанефтегазгеология, предприятие Севергазпром) и других производственных организаций были определены более пятидесяти коллекций кораллов ругоз. Автор составил и передал производственным геологическим предприятиям («Полярноуралгеология», «Ухтанефтегазгеология», «Архангельскгеология», «Севергазпром», «Тюменьгеология») восемь научных записок с обоснованием возраста вмещающих пород, данными о выявленном рудопоявлении бокситов на Пай- Хое, о результатах изучения высокоглиноземлистых пирофиллит-хлоритоидных («искристых») сланцев на Приполярном и Северном Урале, об общих оценках перспективности западного склона севера Урала,Приуралья и Пай-Хоя в отношении бокситоносности и другие.

Разработанная автором классификация границ стратиграфических подразделений в виде научного доклада передана в президиум Межведомственного стратиграфического комитета для применения в ходе совершенствования Стратиграфического кодекса.

Защищаемые положения

6. 1. Разработана детальная схема стратиграфии и корреляции девонских отложений западного склона севера Урала и Пай-Хоя, опирающаяся на авторские и обобщенные данные о распространении большинства групп палеонтологических остатков и литологических признаков.

   2. Выделено 15 новых свит: в нижнем девоне — дэршорская, енганеяхская, рыбацкая, валганская, сывъюская, усинская, устьсагская, парминская и шер- вожская; в среднем девоне — сибиряковская и устьсотчемъельская; на границе среднего и верхнего девона — кедзыдшорская; в верхнем девоне — воротская и сортомаельская; на границе девона и карбона — безымянская.

   3. Территориальные разновидности свиты в пределах ее распространения характеризуются своеобразием свойственных им литологических признаков и выделяются в качестве град. Грады связаны между собой постепенными перехо- дами. Границы между градами проводятся по преобладанию характеризующих их литотипов. Каждая града сопровождается географической привязкой.

   4. Классификация границ важнейших стратиграфических подразделений на основе их типизации. Главным стратиграфическим признаком при определении границ естественных геологических тел — свит — является вещественный состав. Границы между соседними свитами могут быть представлены тремя типами: собственно стратиграфическими, парастратиграфическими и аллостратиг- рафическими. Горизонт может характеризоваться границами только двух типов — собственно стратиграфическими и аллостратиграфическими. Стратиграфические подразделения Общей (Международной) стратиграфической шкалы характеризуются границами только одного типа — собственно стратиграфическими.

   Публикации и апробация работы. Результаты исследований изложены автором в 5 монографиях, 3 отдельных изданиях, и более чем в 100 статьях, опубликованных в различных сборниках, трудах, журналах «Доклады АН СССР и «Доклады РАН», «Палеонтологический журнал», «Известия ВУЗов. Геология и разведка», «Геология и геофизика», «Литосфера» и в 15 научных отчетах. Отдельные положения диссертации докладывались на VI-XV геологических конференциях Республики Коми (1964-2009 гг.), III Международном симпозиуме по границе силура и девона и стратиграфии нижнего и среднего девона (Ленинград,1968 г.), I, III, IX и X Международных симпозиумах по ископаемым кораллам (Новосибирск, 1971 г.; Варшава, 1979 г.; Грац, Австрия, 2003 г.; С.-Петербург, 2007 г.), на 15-й Международной Зенкенбергской конференции «Среднепалеозойская био- и геодинамика» (Германия, Франкфурт-на-Майне, 2001 г.), 32-м Международном геологическом конгрессе (Италия, Флоренция, 2004), Международной конференции по потенциалу нефти и газа в Баренцевом и Карском морях и прилегающей суше (Мурманск, 1992 г.), Международном симпозиуме по девонской системе м экономике нефти и минеральных ресурсов (Китай, 1992 г.), 2-й и 3-й Балтийских стратиграфических конференциях (Вильнюс,1993 г.; Таллинн, 1996 г.), 30-й сессии Международного геологического конгресса (Китай, 1996 г.), II, IV, V и VII Всесоюзных симпозиумах по ископаемым кораллам и рифам (Таллинн, 1967 г.; Тбилиси, 1978 г.; Душанбе, 1983 г.; Свердловск, 1990 г.), многочисленных сессиях Палеонтологического общества (Свердловск, 1980 г.; Сыктывкар, 1990 г.; С.- Петербург, 1994, 1997 гг.), III и IV Уральских межведомственных региональных стратиграфических совещаниях (Свердловск, 1977, 1990 гг.), на Всесоюзных. Всероссийских и региональных совещаниях «Геология девона Северо-Востока европейской части СССР"», «Геология и металлогения Приполярного Урала», «Геология и минеральные ресурсы южных районов Республики Коми» (Сыктывкар, 1991, 1993, 1996 гг.), «Современные проблемы геологии Западного Урала» (Пермь,1995 г.), III, IV и V выездных сессиях Комиссии МСК по девонской системе (Воронеж, 1985 г.; Ухта, 1988 г.; Кузбасс, 1991 г.), Межведомственном совещании по общим вопросам стратиграфии (С.-Петербург, 1994 г.), на заседаниях президиума Коми научного центра,ученого совета и биостратиграфического семинара Института геологии Коми научного центра УрО РАН.

   Благодарности. Автор чтит память своих первых учителей: в области стратиграфии девоиа — А.И. Першину, и в области изучения кораллов ругоз — Н. Я. Спасского. В процессе работы автор неоднократно пользовался консультациями и советами академика Б. С. Соколова, членов-корреспондентов РАН А. И. Жамойды, А. В. Каныгина, Б. И. Чувашова, В. Н. Пучкова, Б. И.Чувашова, докторов наук М. А. Ржонсницкой, А. Ф. Абушик, О. В. Артюшковой, О. В. Богоявленской, В. А. Маслова, В. Н. Талимаа, В. Г. Халымбаджи, В. П. Сапельникова, В.

   1. 1. 1. Чижовой, Е. В. Чибриковой, кандидатов геолого-минералогических наук В. И. Богацкого, Б. Д. Дембовского, О. П. Ковалевского, Л. И. Кононовой, В. И. Краснова, А. В. Кузьмина, В. Ф.Куликовой, В. Вл. Меннера, Т. Л. Модзалевской, С.

         2. Мельникова, В. А. Наседкиной, Н. С. Овнатановой, М. В. Шурыгиной, М. А. Шишкина, Э. С. Щербакова, Ю. А. Юдиной, 3. П. Юрьевой, а также М. Н. Москаленко и многих других, за что искренне им признателен. Автор глубоко благодарен коллегам по работе, мнение и помощь которых способствовали моему становлению как геолога и палеонтолога: В. А. Чермных, А. И. Елисееву, Н. В. Калашникову, Н. Н. Кузькоковой, 3. П. Михайловой, В. А. Молину, Н. И. Тимо- нину, А. И. Антошкиной, Т. М. Безносовой, Н. А. Боринцевой, А. Б. Юдиной, Я. Э. Юдовичу, И. Н. Бурцеву, а также глубоко признателен сотрудникам лаборатории стратиграфии ИГ Коми НЦ УрО РАН, на чьи плечи легли техническая обработка материалов и оформление работы: В. П. Волковой, Э. Ф. Киселевой, А. А. Хановой, А. В. Ерофеевскому и другим.

         В определении используемых в работе фауны и флоры, помимо автора (кораллы ругозы, харофиты и частично брахиоподы), принимали участие В. А. Чермных (фораминиферы), Е. И. Мягкова (афросальпингиды), О. В. Богоявленская (строматопораты), Ф. Е. Янет, Н. А. Боринцева, В. Ю. Лукин (табуляты), А. И. Першина, Ю. А. Юдина, Т. М. Безносова (брахиоподы), В. Ф. Куликова (двуствор- ки), Ф. А. Журавлева (ортоцератиды), Б. И. Богословский, С. В. Яцков, С. А. Николаева (аммоноидеи), 3. А. Максимова, Н. Я. Анцыгин (трилобиты), В. Л. Клише- вич (тентакулиты), А. Ф. Абушик, А. А. Рождественская, М. Н. Москаленко, Л. В. Шамсутдинова (остракоды), Г. С. Милицина, Г. А. Стукалина (криноидеи), В. Н. Каратаюте-Талимаа, Л. А. Лярская, А. О. Иванов (позвоночные), В. Н. Пучков, А. Б. Юдина, Н. С. Овнатанова, Л. И. Кононова, Л. С. Колесник (конодонты), Е. В. Чибрикова, О. П. Тельнова, В. Ф. Сеннова, В. А. Олли (споры и акритархи). Всем им автор также глубоко благодарен.

         Все условия для подготовки данной работы были созданы в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, возглавляемом в предыдущие годы доктором геолого-минералогических наук М. В. Фишманом и академиком РАН Н. П. Юшкиным, а ныне — членом-корреспондентом РАН А. М. Асхабовым.

         Структура и объем работы. Диссертация,общим объемом 412 страниц текста, состоит из введения, 7 глав, заключения, 111 рисунков, 2 таблиц в тексте и списка литературы, включающего 315 названий
         

         Похожие диссертации на Девон западного склона севера Урала и Пай-Хоя : стратиграфия, принципы расчленения, корреляция

         

         Табуляты верхнего силура и девона севера Урала и ТиманаЛукин Владимир Юрьевич

         Состав и условия формирования верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-ХояЖерлыгин, Артем Леонидович

         Геохимия редких и редкоземельных элементов в черносланцевых формациях Севера Урала и Пай-ХояКозырева, Ирина Владимировна

         Расчленение, корреляция и особенности строения четвертичной толщи в зоне краевой ледниковой аккумуляции (на примере опорных участков Балтийской маргинальной гряды)Битинас, Альбертас Казимерович

         

         Радиоспектроскопия породообразующего кварца в задачах расчленения и корреляции геологических объектовКотова Евгения Николаевна

         Минералогические критерии расчленения и корреляции стратифицируемых метаморфических образований (Приполярный Урал)Пыстина, Юлия Ивановна

         

         Разработка методов литологического расчленения и межскважинной корреляции геологических разрезов терригенных и вулканогенно-осадочных отложений на основе данных исследований скважинГильманова Наталья Вячеславовна

         Девон восточного склона Южного Урала (стратиграфия, история развития) Маслов Виктор Алексеевич

         

         Кислые вулканические комплексы севера УралаВолчек Елена Николаевна

         

         Базальные горизонты уралид севера УралаНикулова, Наталия Юрьевна