Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Биолитмостратиграфия среднекаменноугольных отложений Кизеловского и Вишерского районов на Западном Урале

ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Кочнева, Ольга Евгеньевна, Пермь

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

КОЧНЕВА ОЛЬГА ЕВГЕНЬЕВНА

БИОЛМТШЗСТРАТМГРАФИЯ СРЕДНЕКАМЕННОУГОЛЬНЫК ОТЛОЖЕНИИ

КИЗЕЛ0ВСК0Г0 И ВИШЕРСКОГО РАЙОНОВ НА ЗАПАДНОМ УРАЛЕ

04.00.09. - Палеонтология и стратиграфия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук

Щербаков O.A.

Пермь-1998

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................4

Глава 1. Обзор исследований ореднекаменноугольных отложений

Кизеловкого и Вишерского районов.................. 11

Глава 2. Методика исследования..............................................33

2.1. Метод цикличности по литологическим особенностям пород............................................33

2.2. Выделение циклитов о помощью методов геофизических исследований скважин....................... 40

2.3. Распределение ореднекаменноугольных фузулинид

по фациям.............................................................45

ГлаЕа 3. Детальная стратиграфия ореднекаменноугольных отложений Кизеловского и Вишерского районов............52

Г..

а. 1. Башкирскии ярус................... iVV.:-/¿-........ 52

3.1.1. Нижнебашкирский подъярус........................55

3.1.1.1. Сюранский горизонт...............................55

3.1.1.2. Акавасский горизонт......................... 62

3.1.1.3. Аскынбашский горизонт....................... 89

3.1.2. Верхнебашкирский подъярус............................81

3.2. Московский ярус................................. 102

3.2.1. Нижнемосковский подъярус...................... 104

3.2.1.1. Верейский горизонт.......................... 105

3.2.1.2. Каширский горизонт.............................130

3.2.2. Верхнемосковкий подъярус...................... 151

3.2.2.1. Подольский горизонт............................................151

3.2.2.2. Мячковский горизонт........................................160

Заключение.....................................................................................169

- з -

Список использованных источников,.......................... 171

Печатные работы......................................................................171

Рукописные работы......................................... 180

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы, Фораминиферы являются наиболее многочисленной и разнообразной группой организмов, их остатки часто переполняют известняки среднекаменноугольных отложений. Они чувствительны к изменению физико-географических условий среды обитания и, поэтому, являются весьма ценными палеонтологическими объектами при изучении условий накопления осадков. Однако, в настоящее время скважины бурят с малым отбором керна. Это вызывает затруднение при выделении и расчленении горизонтов на более дробные стратиграфические подразделения, В этих условиях особую актуальность приобретает необходимость усиления корреляционной возможности стратиграфических схем для исследуемого района.

Цель и задачи исследования. Целью работы является создание сверхдетальной стратиграфии среднекаменноугольных отложений Кизе-ловского и Вишерского районов западного склона Урала на основе изучения фузулинид и цикличности, а также выяснение значения фу-зулинид как- индикаторов различных фаций.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

1) на основе детально изученных разрезов Кизеловского и Вишерского районов выполнить циклический и фациальный анализы;

2) дать биостратиграфическую характеристику циклитов различных рангов;

3) произвести детальное расчленение и корреляцию разрезов башкирских и московских отложений исследуемых районов, используя цикличность и биостратиграфические данные;

4) выявить характер связи среднекаменноугольных фузулинид с фациями.

Научная новизна и защищаемые положения,

Проведено комплексное изучение фузулинид среднекаменноуголь-ных отложений Киведонского и Вишерокого районов западного склона Урала. Установлены пределы вертикального и латерального распространения различных видов. Впервые выделены циклиты в верхнемосковском подъярусе и на основе биолитмоотратиграфичеокого метода более дробно расчленены верхнебашкирский и верхнемосковский подъ-ярусы. Впервые построены диаграммы распределения среднекаменноу-гольных фузулинид по горизонтам, элементарным циклитам и фациям.

Защищаемые положения:

1. Еиолитмостратиграфический метод позволяет уточнять стратиграфические границы и еыяелять перерывы в осадконакоплении.

2. Дробное расчленение верхнебашкирского и верхнемосковского подъярусов.

3. Детальная корреляция разрезов, удалённых друг от друга на десятки километров.

4. Определённые роды среднекаменноугольных фузулинид имеют узкофациальное значение, являясь индикаторами отдельных фаций.

Практическая значимость работы состоит в том, что в ней обоснована возможность и необходимость широкого применения циклического анализа, который в сочетании с биостратиграфическими методами позволяет выявлять перерывы в осадконакоплении, выделять горизонты при недостатке палеонтологических данных и расчленять их на более дробные стратиграфические подразделения. Циклиты различных рангоЕ надёжно прослеживаются в пределах всего бассейна седиментации, что обеспечивает детальную корреляцию отложений на значительных расстояниях и открывает большие возможности для по-

- б -

исков месторождений полезных ископаемых в осадочных толщах. Так, е нефтегазовой геологии эта методика может оказать существенную помощь в выявлении зон фациального выклинивания и поверхностей стратиграфических несогласий как на региональном этапе исследований, так и на стадии подготовки площадей под поисковое бурение.

Кроме того, выяснение связей фузулинид со средой ■ обитания позволяет использовать их в качестве индикаторов фациальных обс-тановок, от которых зависели, в частности, состав и количество исходного органического вещества в седиментационном бассейне.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на сессиях Всесоюзного палеонтологического общества (Новосибирск, 1991, Санкт-Петербург, 1993), на научно-технических конференциях по результатам научно-исследовательских- работ Пермского государственного технического университета (1991, 1995) и Пермского государственного университета (1993, 1998). Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ.

Фактический материал. Исследованиями охвачены Кизеловский и Вишерский районы. Материалом для исследований послужили коллекции шлифов по Кизеловскому району из образцов, собранных и изученных е разные годы ст.науч.сотрудником кафедры геологии нефти и газа Пермского государственного технического университета М.В.Щербаковой. По Вишерскому району шлифы были изучены М.В.Щербаковой и автором, Всего диссертантом было просмотрено более 2700 шлифов.

В данной работе рассматриваются разрезы детально изученных обнажений и скважин (см.рисунок) Кизеловского района: "Кременной" (обн.414),"Нижняя Губаха" (обн.416)," Расик " (скв. 2694), "Стволовой" (скв.2375), "Студёная" (скв,2862), "Северная Мальцев-

СПИСОК РАЗРЕЗОВ, использованных в работе.

1,Сыпучи-скв,760, 2.Чурочная-скв.44,

3,Рассоха. - скв,751.

4,Северный Колчим-скв.758,

5.Стволовой-скв .23 7 5,3715.

6.Расик-скв,2б94.

7 .Северная Мальцевка-скв.5. 8.Студёная-скв,2862, 9 ,Кременной-обн .414. 10.Нижняя Губаха-обн.416.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

• 44 - скважина 1 416 - обнажение

Рисунок. Карта фактического материала.

м 1: 1 ооо ооо _1_12_2_52_

- а -

ка"(скв.5) и Вишерского района: "Чурочная" (скв.44), "Рассоха" (скв.751)."Северный Колчим"(скв.758),"Сыпучи"(скв.760)(см.таблицу) .

В процессе обработки материала проанализировано 10 разрезов среднекаменноугольных отложений и выполнен их детальный циклический и фациальный анализы. Были использованы также фондовые материалы Пермского государственного технического университета и многочисленные публикации по данной тематике.

Объём работы и её структура. Диссертация состоит из двух томов. Первый том содержит введение, три главы и заключение, изложенные на 142 страницах машинописного текста, 28 иллюстраций, 1 таблицу и список литературы (104 наименований). Второй том (приложения 1 - 12) включает 10 литолого-стратиграфических разрезов, схему корреляции разрезов КизелоЕского и Вишерского районов и условные обозначения к разрезам. Разработка основных положений диссертации была начата автором ещё в студенческие годы в процессе выполнения научно-исследовательских работ на кафедре геологии нефти и газа и развёрнута, главным образом, в процессе обучения в очной аспирантуре Пермского государственного технического университета в период с 1990 по 1993 гг.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора О.А.Щербакова, которому автор выражает самую искреннюю благодарность.

Автор признателен кандидатам геол.- мин. наук В.И.Пахомову, М.В.Щербаковой, В.И.Дурникину, Е.Л.Орловой, а также Р.А.Лядовой, внимательно просмотревшим рукопись диссертации и сделавшим ряд полезных замечаний.

Ta/S тгглтrq

i ui'j liii' ili,;^

Результаты изучения фактического материала

Разрезы опреде-нение форам- р расчленение разреза выделение циклитов определение фаций

Сыпучи ■ ' ОКЕ,760 Щербакова М.В Кочнева O.E. Щербакова М.Ц Кочнева O.E. Кочнева O.E.

Чурочная скв. 44- Щербакова М.В Кочнева O.E. Щербакова М.В. Кочнева O.E. Кочнева O.E.

Рассоха оке.751 Щербакова М.В Кочнева O.E. Щербакова М.В Кочнева O.E.' Кочнева, O.E.

Северный Колчим скв.758 Щербакова М.В Кочнева O.E. Щербакова М.В. Кочнева O.E. Кочнева O.E.

Расик окв.2694 Щербакова М.В Щербакова М.В. 4> , c2m4 Кочнева 0,Е. °г.Вг, °г гп2 Щербакова м.В °2Й f Оа 1Гц. Кочнева u.E. . Дурникин В. И. Кочнева 0. Е.

Стволовой СКВ.2375 ДербакоЕа М.В. Щербакова М.В. °г Bj , пи Кочнева O.E. сг в а , О г т* Щербакова M.B Огв , ОгГП) Кочнева O.E. сгтг , Щербаков O.A. Кочнева O.E.

Северная Маль цевка скв. 5 Щербакова М.В. Кочнева O.E. Щербакова М.В. Кочнева O.E. Кочнева O.E.

Студёная скв.2862 Щербакова М.В. Щербакова М.В. Щербакова М.В CiS , С2 № 1 •Кочнева O.E. °гшг Кочнева O.E.

Кремен- II ной ООН,414 .ербакова М.В. Щербакова М.В. Кочнева u.E. о2в2 Щербакова М.В. в {, m i Кочнева. u.E. С2 3 1 Щербаков O.A. Кочнева O.E.

Нижняя II Губаха обн.416 ie-рбакова М.В. Дербакова М.В. 2f , ~ 2.'1 Кочнева O.E. °t в г ,cimz Щербакова М.В. сгВ f 7 °2ini Кочнева O.E. Ci>B2 ; Ог fr"!2. Щербаков O.A. Кочнега u.E.

В подготовке и оформлении диссертации большую помощь оказали сотрудники геологической группы кафедры геологии нефти и газа ЕГТУ: ведущий инженер П.М.Китаев и инженер Н.С.Вечеринская.

Всем названным лицам, оказавшим помощь в работе и способствовавших её выполнению, автор выражает свою глубокую признательность и благодарность.

Глава 1. ОБЗОР И С СЛЕДОВАНИЙ

СРЕДНЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КИЗЕЛ0ВСК0Г0 И В И Ш Е Р С К О Г О РАЙОНОВ

Среднекаменноугольные отложения на западном склоне Среднего и Северного Урала имеют широкое распространение. Находясь в составе каменноугольной системы, с которой связаны месторождения каменного угля, нефти и строительных материалов, они издавна привлекали внимание исследователей, В истории изучения стратиграфии и фораминифер среднего карбона Кизеловского и Бишерского районов можно выделить три этапа.

Первый этап разрозненных несистематических исследований охватывает большую часть XIX века до 1923 года. Он характеризуется накоплением первых сведений о каменноугольных отложениях. Из работ этого периода наибольший интерес имеют исследования Г.П.Гель-мерсена(1841), Л.Ф.Буха (1842), А.А.Кейзерлинга (1841), Р.И.Мур-чисона (1849), Х.И.Пандера (1861), В.И.Мёллера (1869), причём Р,И,Мурчисон и В,И, Мёллер по литологическим и фаунистическим признакам признавали трёхчленное деление карбона,

С 1882 года в Санкт-Петербурге начал работать Геологический Комитет. Велись исследования по составлению общей геологической карты России. С 1882 года по 1898 год Г.Н.Кротовым (1888), А,А,Краснопольским (1889) и А.А.Штукенбергом (1898) были засняты листы 125, . 126, 127, 138, охватившие почти всю территорию западного склона Среднего и Северного Урала. Этими работами были заложены основы стратиграфии каменноугольных отложений. Из них

- I1? -

j-

наибольшее значение принадлежит работал А.А.Краснопольского, который выделил в каменноугольной системе два отдела; нижний и верхний. При этом в верхний отдел им были включены и отложения со Spirifer rnosquensis Sow., которые позднее стали относиться к московскому ярусу. Важное значение имеют исследования Н.Н.Яковлева (1915) и А.Н.Иванова (1926), впервые выделивших на геологических картах среднекаменноугольные отложения (рис.1.1.)

С 1925 года начались работы по детальной геологической съёмке Кизеловского каменноугольного бассейна в масштабе 1:50000 (Горский, 1932). Результаты всех этих работ были обобщены в сборнике "Угленосные отложения Западного склона Урала" под редакцией И.И.Горского, П.В.Васильева и В.П.Тебенькова.

Почти одновременно О.Ф.Нейман-Пермяковой и В.В.Пермяковым в 1923-1928 гг. в Вишерском районе проводились работы по изучению стратиграфии, угленосности и нефтеносности палеозоя.'

Второй этап изучения среднекаменноугольных отложений начинается с 1928 года. Работами Г.Н.Фредерикса в среднем течении р. Чуоовой было установлено наличие " московского отдела", отвечающего в общем современному объёму среднего отдела (рио.1.1.). В ореднекаменноугольных отложениях Г.Н.Фредерике выделил три сбиты: нижнюю - песчано-глинистую, среднюю карбонатную (мячковскую ) и верхнюю карбонатную (самарскую). Песчано - глинистая свита позднее была названа им "мартьяновским ярусом" (Фредерике, 1932). Сравнивая разрезы ореднекаменноугольных отложений Кизеловского района, рек Колвы, Вишеры и Чусовой, Г.Н.Фредерике отметил их ли-тологичеокие различия, обусловленные фацианьными замещениями. Против выделения "мартьяновского яруса" в своих работах выступили Г.А.Дуткевич (1932,1934), C.B.Семихатова (1936), Н.П.Малахова и

<г

ы

о з и

СК <

X

а с__ гп О ИГ

лг

ы <

АА.Крдс-нополь-СКИЙ

1859 г.

ЗАПАДНЫЙ'

склон -Среднего УрМА

ш <

I— ез

з: гс

X С1.

ш

еС1

■<с

А я

о

ч

Чо <3

н о.

ч

'41

ч §

с*

о £

&

м

*

*

гс

а; а;

£ о а>

со

ю

з:

«X»

■з: 1 х -1-й

ж:

х а

Г.Н.ФрЕДЕрИКС 1926-1932 гг.

Бассейн р. Чусобой

И.И-Горскии

ММТолстмхина Шг-Шбгп

Кизеловский

район

^ мйчкобскхк

Самарски* горизонт

а'

■X ТЕ 3 о

гс и=г х сх

о- <г Ш ¡^ СО

«з:

з:

*

о

са

о

и о

ГОРИЗОНТ

с

т

МАртьяное,-сш ярус

б1

Переры в

верхний горизонт горного известнякл

сэ

1x3

О-

<=с

т

о_

N"4

1а

о. <

з:

Х*

зг х

С

а:

с"

^1

■га

■М .Калмыкова Г.А.ЛУТКЕВИЧ

г. _

шшерс кий

район

зг з: о ггьо х а о. <

ии

сС

о ио сх.

<з:

<

1—1_i

5о ХИ

Киьеловс^ии и цусовскои РАЙОНЫ

С2с

сЛ

С2а

ГД.КИРЕЕВА

г.

Ы

V-сгз

з:

зг

и_1 ех С_)

о

31 сь ос;

со о

СЗ

ДА. Степанов

■195^ г.

Западный склоу Урака

з: о

x сь а. <

со

Подве рейскке слон

башкирские слои

1_) т о. ос

¿«с с_) О.

2

2:

Верхний

НАмюр

х о ш О-<£

з:

зг <

ш

сх

Нижним

НАМЮр

а: о из

сх «с

• л:

X

гп

о

т сх.

(X

>зг ^

О со а хг о о

о т

'3

3 ^

о а.

2 <

Ннжке-гжельсш п/ярус

&ЕРХНЕ-москов-

СКИ«

%РУС

НнЖИЕ-

м0ск0&-

ский

п/ЯРУС

5£РХНЕ-нам юрский

п/ярус

Нижне-

намн^р-скии

"/ярус

Рис. 1.1. Сопоставление схем среднекаменноугольных отложений Кизеловского и Вишерского районов на Западном Урале. Составила О.Е.Кочнева.

А.А. Счлтанаеь 19 5 а-г.

н.п Чочиа i955 г. Кол&о-&ишерскнй край унифицированная охи а стратиграфии каменноугольных отложений __ ьоаго- уральской нефтеносной провинции 1960 г. Унифицированная стратиграфическая схема каменноугольных отложений Русской платформы г. унифицироьанная схема Урала 19 6 4 г.

ж ш о- uj о <û .3: з: s о о у <с трнгн ^иго-выи горизонт ■с , н- • 1-u s а s «л ск aJ x х V о. eû ы о о2 .m х< o.v-<0 >3 ' з: ^ о 5 л. £ зона Tilticttes caonttpaiui '3 хЧ сО • s * о шК « 1_ 2 ° -г «с -1 хдиоьн ич£0 кий г0рк30н т ■ з Ui О cû .3 J0 31 a6)ah0bckuu гориьонт

Зона PvHtliL-dies aseuc/o-tnonilpdtu s к otso&tte.s крей^кин-ский гориьокт

< lu ■ 4 1-о >з: з: гс < lu о_ о 3о :г x) г» 0-ot is з: it и ей о о о Мячкоьскнк и Подольский горизонты cp «г CJ ю о X <, -û Н 1— х <£ гс < ы < h- о • 3 3 s <с uj о- о о m О-- <Я s О tfl о о о ■ ГС х и m о о о у о о-£ <ж UJ \ х с X О-UJ мячх08скин горизонт < uj но < s з; < lu a-cj о со; > 3 a cû о ii u о ¿z ' -x з: о оз о ^ v ^ 71 о Q- г к uj --------- г г Ci. UJ cû Мячкоескик гори50кт xj Q- ck • s ^ о cû О bi и о 51 .3 3 о •х 31 -1- а. х 0: uj u qq Большекын- скнй гори зон т

Подольский горшок! Подо льскии горизонт

Каширский rx>?kjowr (я < cj < es S- о со о о 31 " о. о о; £ UJ с ■х 3 гс Каширской Горизонт - s: s и аз s и * т1 ^ е. 1 л Lu -х тс гх Каширский гор к зонт < ai <£ v- o 1S x <c uj a- cj is su —. л Cl Кировский ropulowt

ьерейскуй горизонт Ьерейскии горизонт Ьеренски й го р И50НТ

О m О- (X iï з: ъс «J Си s g la ж ÏO ot.ro 2 X .< гп < О cû о < îtv ck» л: £ -с о сг < 1-з: лз cj ск с - о. о t— =î ■ï -с u сО и 7> 0-о; 1 s; 3 ^ о а. з: 3 lq CS S <j (v з: я и •Л tri \ X с. x а со. мелекесскии горизонт О о-^ tirs ^ Э ■<£ lq CL з £ < л аз ^ ^ СГ X ^ X а-ш 0Û МеАекесский горизонт a л a_ (К • з: 3 о а. ^ 3 «с un Уклукаинс- (CWU горизонт

ЧереМШАН- С<НЙ ГОРИ J.0HT ЧсремшАН-еккй горизонт

Протбкнскнн горнгонт ■ X •х о Азс и э г ж = « X Прнкамский горн зонт • -X 3 а а. 1 " 3 а- < ж. LQ \ UJ с X * :х ГС Прнкамскнн горигонт Белаи реки го p'uioht

Се&ерокельт-иенский горшонт с е&срокеш «енскни горизонт Ахаьасски« topmjoht

< ul 1-о <зс з: з: « 3z •s rr ж: <-< о. <-> ; «с ГС UJ JÎ У UJ — ■ûf КрАснополян-скнй горизонт < OJ < i— О • S 3 X з: zr з; о- ^ 2 Q- <х ос ïuî л Краснополян-скмй горизонт < < to • s i x « x zr -X iï Is < 2С Сюранскйи горн 50н т

ш ^ Л X i4- гх д-с ее Лротвннскин Г0РН10НТ uJ 3 % =с ¿С ПРОТЬИНСК.ии Горизонт УоГЬСАРб'ай-CKHU горнзант

/

Стратиграфическая схема Пермского Лриурааья Камское отделение ЬНИГНИ Кузнец