Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Диагенетические карбонатные образования в терригенных горных породах Урала (распространение, вещественный состав, условия образования, происхождение)

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Диагенетические карбонатные образования в терригенных горных породах Урала (распространение, вещественный состав, условия образования, происхождение)"

с^ £

^МОСКОВСКИЙ ГОО'ДЛРСГПЕНИЫИ УНИВЕРСИТЕТ

С? им. М.В.ЛОМОИОСОВА

> ^

^ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

<\/

КАФЕДРА ЛИТОЛОГИИ И МОРСКОЙ ГЕОЛОГИИ

На правах рукописи

'С ¿7

РАСУЛОВ Арнф Таджадднн оглм

ДИЛГЕПЕТИЧЕСКИЕ КАРБОНАТНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕРРИГЕ1ШЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ УРАЛА ( распространение, нешсстпсмныП состав, условия обрплопани л, происхождение )

Специальность - 04.00.21 - литология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па сонсклнне ученой стененн доктора геоло! о-мннералогнческих наук

МОСКВА 1У97

Работа выполнена в Институте геолог ии и геохимии им. акад. АЛ1-Заварицкого УрО РАИ

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Л.В. Анфимов

доктор геолого-минералогических наук, профессор О. В. Япаскурт

доктор геолого-мннералогнчсскнх наук, профессор

И.Ф. Романович

Ведущая организация: Уральская государственная горногеологическая академия

Защита состоится "12"декабря1997 года в 1430 час. на заседании диссертационного совета Д 053.05.64 при Московском государственном университете им М.В. Ломоносова по адресу: 119899, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория 829.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ.

Автореферат разослан: "25" октября 1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета II. В. Пронина

Актуальность работы. Объектом выполненных исследований явились обособленные среди терригенных горных пород Урала разнообразные по форме, размерам н составу днагепешческне карбонатные тела,-швеешые в литературе как конкреции. В настоящее время повышенный интерес к их изучению проявляют по мног их странах мира. Выяснилось, что эти относительно небольшие и легко обнаруживаемые в осадочной золше тела содержат весьма емкую информацию, которая может быть использована для исследования процессов лито- н седнментотенеза. Автором были собраны стяжения н терригенных горных породах широкого возрастного диапазона ( ог рнфея до палеогена ), разпообра шых фациальных и формаппопных условии накопления и щученных в отношении С1адпн литок'неза весьма односторонне. Они ранее никем специально не рассматривались, за исключением тех, которые распространены в угленосных отложениях перми н частично карбона в пределах, соответственно. Печорского бассейна и Г'д оршпнеко - Каменской полосы ( Македомов, 1948, 1985, Анфнмов, 1963, Могилев, 1970 ). Выявилась уникальная возможность проверить ряд фундаментальных положений, касающихся дпагенегпчеекого карбонатообразовапии вообще. Они были впервые сформулированы Н.М.Страховым ( 1960 ) на основе ака.ппа распределения карбонатных конкреций в довольно разнообразных (фациально и стратиграфически) гумидиых толщах, (.'уть их сводится к следующему.

1. В состав карбонатных конкреций входит СаСОз, ГеСОз, М«С"Оз и МвС'Оз. Два первых' компонента варьируют в конкрециях чрезвычайно сильно, а другие два - гораздо более ограничено. Эти минералы всегда представляют собою июморфпые смссн неременного состава.

2. ¡Сопкрецнп, подчиненные более тонкозернистым породам, алевролитам и глинам, значительно богаче ГеСОз, чем сгнження карбонатного материала в песчаниках.

3. К пресноводным и переходным от суши к морю фанинм тяготеют стяжении ГеС'Оз с частично замещающим его М^СОз, к собственно же морским (особенно в удаленных от берега местах) -стяжения С'аС'Оз с резко подчиненным н часто ничтожным содержанием 1"е( (>з

•4. К'арбонашые обособления террш енных зо/нц яилиткя хемо1еиными обраюваннямн, коюрые воишкаюг н роулмаге (¡)пшко-химического уравновешения »1 боштом оришнческнм

веществом (ОВ) свежевыпавшем осадке до его уплотнения и превращения в мягкую породу.

13 процессе исследований выяснилось, что многие из перечисленный положении нуждаются в развитии и уточнении. Особенно это касается: свят между составом конкреции с одной стороны, петрографическим типом и филиальными условиями накопления вмещающих их пород с другой; гидрохимическою и климатического режимов седиментации отложении, включающих отдельные минеральные разновидности обособлений и т. д. . Необъяснимо с позиции существующих взглядов формирование карбонатных стяжений в нижнем палеозое, а тем более в протерозое по причине тою, что синтезируемое в указанные периоды скудное количество Olí не должно было быть в состоянии инициировать в плах бассейнов осадконаконлення карбонатное коикрециеобразованне. Данные по Уралу и другим регионам находятся в противоречии с этим положением, но они же ставят новые проблемы относительно факторов, контролирующих процессы осаждения описываемых тел.

Цель работы: решить проблему формирования диагенетнческих карбонатных обособлений на основе комплексного анализа взаимосвязи состава их карбонатных минералов с условиями накопления вмещающих отложений.

Основные задачи-, изучение морфологии, текстурно-структурных признаков и карбонатной составляющей стяжении в отложениях различных возрастных уровней н условии накопления; определение взаимоотношении карбонатных минералов, в поликомпонентных обособлениях; изучение характера распределения обособлений по разрезу, .цитологическим типам и фациям отложений; определение глубины осаждения диагенетнческих карбонатных стяжений; выяснение взаимосвязи между режимом гидрохимических обстановок осадконаконлення и формированием минеральных разновидностей диагенетнческих карбонатов; определение степени влияния климата на процессы днагенетического карбонат ообразования; установление источников углекислого газа, причастного к формированию диагенетнческих карбонатов.

Научная новизна. Впервые изучены днагеиегнческне карбонаты в полном стратиграфическом разрезе Урала. Пока ¡ano, что в период времени от позднего протерозоя до палеогена их представляло в основном три минерала - сидерит, кальцит и доломит в форме монофазных выделений и/или в

4

различных сочетаниях. В смешанно-карбонатных обособлениях каждый карбонатный минерал часто образует самостоятельную фазу. Многофакторностью литогенетнческнх пронессоп обусловлено распространение отдельных типов стяжений в разнофацплльных отложениях. 11» всех факторов седпменгогенеза климатический имеет наибольшее воздействие на процессы дпагиенетнческого карбонагообразовапия. Преобладающим процессом формирования днагенетнческнх карбонашмх стяжений была жизнедеятельность микроорганизмов не только в осадках бассейнов седиментации, по и па fio водосборных площадях н путях миграции газоводпых растворов.

Практическая значимость заключается в том, ' что разработанная теоретическая модель днагеметнческого карбонагообразовапия в значительной степени конкретизирует основные направления применения карбонатных стяжений. Они могут служить в качестве вспомогательных признаков при литолого-фацнальном анализе, расчленений и корреляции вмещающих их отложении в ограниченных участках. Кроме того, минеральный состав обособлений может быть попользован для составления геохимических, а в отдельных случаях и биохимических карт ландшафта геологического прошлого.

Исходный материал. Работа основана на 20-лстиих целенаправленных исследованиях, проводившихся по всей территории Урала. Изучались днагенетическне карбонаты из террш епно-осадочных интервалов рнфея, ордовика, карбона,' перми, триаса, юры, мела и палеогена. Было проанализировано более 900 проб, из них 143 подвергнуто общему химическому, 45 -оптическому, 107 термическому, 87 -рентгенофазовому, 640 -инфракрасно-спектроскопическому (ИК), 17 -идерно-гамма-резонапспо-сиекзроскопнчсскому (ЯГР), 85 - масс-спектроскопнческому, 46 -электронно-микроскопическому и 6 -микрорентгено-спектросконнческому анализам.

Защищаемые положения: I. Карбонатные включения разнообразной формы и размеров, распространены^ в терригепных отложениях рнфея, ордовика, карбона, перми, триаса, юры, мела н палеогена Урала, , слагаются в основном возникшими в раннюю сзадшо литогенеза (диагенеза) тремя минералами - сидеритом, кальцитом и • доломитом, каждый из которых как правило образует монофазное выделение ( без изоморфных замещений ).

2. Минеральный состав днагенстических карбонатов корродируется с фацналмгымн условиями седиментации не всегда отчетливо вследствие влияния па процессы ауип сипого мннералообразования множества иных факторов. И их числе заметная роль принадлежит климатическому фактору, опосредованно воздействующему на процессы диагснсткческого карбонатообразования через состав мпнерало-органических и газовых компонентов осадка. Многофакторность литогенетических процессов в ряде случаев приводит к тому, что одинаковые по своему составу карбонатные стяжения формируются внутри разных фациальных типов осадков (морских, континентальных).

3. Формирование диагенетическнх карбонатных обособлении, присутствующих в террнгенных толщах Урала, во многом связано с жизнедеятельностью микроорганизмов -не только в самом бассейне седиментации, но и на его водосборных площадях и путях миграции газо-водных растворов, где осуществлялся синтез металлооргяническнх соединений (с ионами Са, Mg и Ее), поступивших затем и осади! конечных водоемов стока. Эти мннераллоорганнчсскне соединения служили питательной средой для бактериальных колоний, определенным образом влиявших на направленность процессов аутигенного карбонатообразования.

4. Исследование карбонатных стяжений нвляется неотъемлемым элементом детального лнтолого-фациального анализа. Однако вещественный состав нх следует рассматривать в качестве одного нз важнейших, но вспомогательных критериев, учитываемых в комплексе с другими первичными (генетическими) признаками вмещающих пород применительно к реконструктнровашио условий седименто- и литогенеза.

Апробация и публикации. Основные положении и практические рекомендации работы докладывались и обсуждались на региональных, Всесоюзных и Международных совещаниях в Сыктывкаре ( 1988 ), Звенигороде ( 1УУО ), Перми ( 1991 ), Екатеринбурге ( 1995 ), Анкаре ( 1995 ), Фрайберге (1995 ) и т.д.. Но теме диссертации опубликовано около 100 работ: статьи, тезисы, препринты, 2 монографии, получено 2 авторских еипдегельстпа на изобретение.

Объем и структура работы. Работа состоит из Введения, трех глав, Заключении и Приложения, изложенных на 383

страницах н иллюстрированных 87 рисунками и 34 таблицами. Библиография включает более 400 наименований.

Благодарности. В процессе работы нал диссертацией автор постоинно обменивался мнениями со многими сотрудниками Института геологии и геохимии им. Л.II. Заварнцкого УрО РАН, Уральской Горной Академии, Института литосферы РАН. Выражаю благодарность за ценные советы и практическую помощь Ji.II. Алексееву, Л.А. Дергачевон, II.В. Гладынтевон, Л.Г. Гмыре, К.С. Иванову, С.В. Крипнхнну, В.А. Максимову, И.II. Медведовскои, Г. А. Мизенсу, Г. II. Папулову, В.Г. Петрищевой, З.М. Иотапопон, В.А. Прокину, И.А. Пелевину, В.II. Пунсону, П.А.Стенановоп, Л. А. Шсрстобнтовой, 1>.П. Чувашову и др. Автор признателен П.П. Тимофееву, В.П. Холодову, В.Г. Фролову, В.В. Полянскому за критические замечания, которые были приняты во внимание ври окончательном редактировании рукописи.

1.ДПАГЕНЕТИЧЕСКПЕ КАРБОНАТНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕРРПГЕПНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ

УРАЛА

Изученные тела ясно обособлены по вмещающих породах с резкими и ровными границами и ориентированы параллельно поверхностям напластования. Огибающие их спои местами смяты в мнкро складки, но не несут следов механической н химической деструкции. Содержание в них карбонатов составляет более 50 %. Подобные признаки характерны для новообразований стадии диагенеза (Македонов, Злрнцкнй, 1977).

1.1.Геологические условия распространения, особенности текстуры и текстуры

Рнфенскнй период. Описываемые тела были обнаружены в породах Таряташского и Ямантауского антнклнпорнеп Южного Урала. Рифей здесь представлен греми сериями (снизу): бурзипскон, юрматниской и каратаускон. И нижней серии карбонатные обособления приурочены к отложениям лйскон, еуранской и бакальской, средней - зпгалы'ннскон и знгазино-комаровской, верхней - питерской и мнш.крекой сшп. Они округлые (размером в диаметре до 40 см), линзообразные, иногда образуют псевдоморфозы но строматолитам. Рнфенские (иложеппи, включающие днагснстнческнс карбонаты, в

большинстве случае» принадлежат к продуктам морского, мслкоиодио-ыорского пиит ссднмспгогспсэа.

Вепд-кембринскнй период. В пределах Ьап.кирского меганттнсликорнн представлен мощной молассопдиой толщен, выделяемой под питанием ашннской серии. В нижней части разреза серии преобладают аркозовые несчаннкн, средней -песчаники и алевролиты, верхней - конгломераты.

Попсы диагснетическнх формирований проводился и опорных разрезах серии по p.p. Симу, Ли, Илек и Юрюзанн вблизи населенных пупкггои Серннепки, Вязовая, Усгь Катав, Сикинз-Тамак, Идрнсоио, Жеребчика и т.д. Обособлении были встречены среди серых и зеленовато-серых алеиролнтон и песчаников всех свит серии. Они часто образуют лннзовидпые 1 ела размером но длинной оСи до 25-30 см.

Ордовикский период. Исследованные стяжении были встречены в породах, выступающих на дневную поверхность в долинах р. р. Медее, Дергаиш, Алнмбет и др. Южного' Урала. Вмещающие отложения представлены глинистыми, глинисто-кремнистыми сланцами, аргиллитами, алевролитами и т.д. кндрясовскон серии. Обособления из отложений ордовика часто округлые, линзообразные, очень плотные, характеризуются с четкими и резкими контактами. Внутри некоторых ш них наблюдаются усадочные пустоты и трещины, покрытые гидроокислами железа. Размер линзообразных тел по длинной оси достигает 10-15 сад. Кидрясовскаи серия, согласно преобладающему мнению, имеет рифтогеииое происхождение.

Силурийский гГериод. Мы располагаем материалом из отложений сакмарской зоны Южного Урала. Лннзовидпые и округлые тела были встречены в кремнистых сланцах ( сакмарская свита, нижний силур ), обнаженных п верховьях р. Медее ( в 4 км к северу от с. Херсон ) и на правом берегу р. Тереклы (левый приток р. Урал) вблизи фермы "Кенсайран" .

Девонский период. Мощная толща террнгенных отложений распространена в пределах знланрекого сНнклннории Южного Урала. Она известна в литературе как знлаирскап свита ( Келлер, 1949 ), которая формировалась в позднедевонско-раннекарбоновый отрезок времени. Ее считают типичным представителем аспидной формации. Диагснстичсскис уела шарообразной формы ( размером в диаметре до 5 см ) были обнаружены в песчаных аргиллитах и алевролитах, выступающих в окрестностях с.с. Бсрдпш, Ьерезопкя, Кэнамикольск н Побоище Знланрекого района

республики Башкортостан. Лннзопндиые образования наблюдались также в одновозрасгных отложениях, распространенных п перхопытх p.p. Дубсрсяй н Медее ( Кнмперсанскин и Косг-Исзскскнй районы Актюбинском области республики Казахстан ) и на леном берету левого притока р. Худолаз возле с. "Туркменово Первое" ( сеисрная часть Кнзелопско-Уртазымской синклинали ).

Каменноугольный период предстанлен дпуми

формациями: угленосной и террнгеннои. Состав карбонатных коикрений из неркой 61.1л изучен но Кгоршниско-Камснскому, Кнзелопскому н Полтано-Бредннскому бассейнам. Характеристика дна! елстнчсскнх карбоназои из террнтенны.х формаций дается по бассейнам p.p. Скнячнхи, НеГшы, Режа, Пмшмы, Псетн, Куперы, Боль. Каменки, Багарика, Ciuinpr.f, Караболки, Урала, Увельки, Боль. Уртазыма, Уй, Карталы и Арчаглы Ляг, Сиитяшты, Чусовой, Биссртн, Ли, Лсселн нЪ.д.

Угленосная толща постом ною склона Урала принадлежит к конгииенталыт-лагуниьш образованиям; Конкреции из Кизелоиского бассейна распространены в огл!оженннх преимущественно морского и прибрежно-морского тнноп ссдимен roí енеза. Конкрецненосные террнгенные формации всех отделов карбона накопились в нрнбрежно-мелкоподпых бассейнах, проливах, лагунах и заливах.

Карбонатные обособления из отложении карбона округлые, лилзоиидлые пластообразные, мощность некоторых нз них достигает 15-30 см при длине 25-30 см.

Пермский период. Хнмшсо-мпнсралогичсская

характеристика стяжении из угленосных формаций осуществлена но Печорскому бассейну. Большинство

проанализированных карбонатных тел принадлежат к отложениям пакетов N-E, пересеченных разведочными скнажннами ( 854, 922, 923, 94«, 1008, 1010, 2279, 2405, 2625, 3735, 3845, 4080, 4094 ) н пределах Ннтинекчн о, Норку тского, Верхнс-Сырьигннского, Хальмерз»шского месторождении угля п Шаранонского поискового у частка бассейна.

Днаюнсзическнс обособлении из морских террнгенпых формации ннжией нермн изучались но бассейнам p.p. Печоры, Щугор, Боль. Сыпи, Космо, Кожим, Усолки, Дальний Тюлькас, Боль. Пк, Уфы, Лит, Юрюзанн, Бисер i и н т.д. Сведения о составе стижецнн торригенных фаций континентального нроисхо-асдсини получены но Принолнриому Уралу ( р. р, Печоры, II(утор. Перебор и т.д. ).

Угленосные отложения формировались в крупном, мелководном, неравномерно опресненном водоеме типа внутренней гигантской лагуны. Условия накопления терригенных формации иерми изучены слабо. Породы нижней иерми отнесены к категории мелководно-морских. В у фимских отложениях часто встречаются пресноводные ислецнподы, остракоды и т. д: Верхнспермские отложения

рассматриваются как образования континентального генезиса.

Диагенетические тела из пермских отложении разнообразны по форме. Помимо округлых, лннзовндных здесь встречаются пластообразные тела, нротш ивакнциесн на расстояние до 10 н более метров при мощности от 5 до 25-30 см.

Триасовый период. Диагенетические. карбонаты угленосных формаций были изучены но разрезам Челябинского, Буланаш-Елкинского, Богословско-Всселовского, Волчанско-Грпгорьсвского и Люлышского месторождении )тля. Стяжения нз терригеииых отложений исследованы в пределах Болыиесынинской впадины.

Они имеют окр}Тлую, лннзовкдную, лепешкообразную формы ( толщиной до 25, длиной - 40 см ), часто образуют псевдоморфозы по стволам и корням растений с прекрасной сохранностью годичных колец и клеточного строения растительных тканей.

Как угленосные, так и терригенные формации триасового периода являются продуктами ' континентального седнментогенсза.

Юрский период. Мы располагаем данными по трем районам: Кызылгальской депрессии, Белкннскому месторождению огнеупорных глин и Ссверо-Сосьвннскому угленосному бассейну. Коккрсциеносныс отложения КъЬылталъской депрессии представлены в озерных, болотных н аллювиальных фациях. В Аелкипском месторождении огнеупорных глин карбонатные обособлении были обнаружены среди углистых и каолиновых глин озерного происхождения. В Ссверо-Сосышпсном бассейне карбонатные тела

распространены в континентальных н ирнбрсжно-морскнх отложениях охглямскон ( лейас-аален ), толышскон ( бат-баиос ) и лопсннскон ( кимер.ндж-волжскин ) еннг.

Меловой к палеогеновый периоды. Анализировались диагенетические карбонаты из отложении, обнажающихся в долинах рек Сннары ( возле д. Нижняя и Новая ), .Козьим ( урочище. Лои.нмнскнн Пристань), н карьерах Полднснско! о к

1(1

Чехомопского рудников. Большое количество образцов отобраны из отложений скважин ( ЛД-1,2, 4,5,7, 7-Д, 8, 9,11,48, 49, 51, 59, 67, 106, 114 ), пробуренных в Туринском, Ирбитском, Байкаловском, Талицком и Шадрннском районах Свердловской и Курганс1сой областей н в пределах Ссверо-Сосъвинского бассейна ( скважины 48, 49, 51,59, 67,106,114,28-У, 4128 ). Ими вскрыты морские и прнбрежно-морские образования хорасаимской, княлинской, викуловской, аланаевской, улансынской, скнарской, ханты-мансийской, уватской, мысопской, мутайской, кузнецовской, березовской, каммшловской, зайковскон, фадюшннской, ганькинской и талицкой свнг.

Приведенные данные показьшают, что диагенетическле обособления на Урале распространены в отложениях весьма широкого возрастного диапазона и разнообразных палеогеографических, палеотектонических н

палсогндрохимнчесюгх условий накопления. Помцдю сфероидальных здесь встречаются пластробразные тела, которые протягиваются на расстояние 10 н более метров при мощности 15-20 см. Псевдоморфозы по стволам и корням растений и остаткам фауны - довольно широко распространенная форма проявления днагенетнческого мннералообразования. Обзор мировой литературы

показывает, что существует множество морфологических разновидностей стяжений. Применительно к ним

использование термина «конкреция», может быть, не всегда оправдано, ибо не все они характеризуются признаком сферичности и трудно допустить образование таковых путем разностореяного роста по субпараллельным, кривым, поверхностям.

1.3.Всществеппын состав

Результаты аналитических исследований показали, что не во всех перечисленных в предыдущем разделе пунктах днагенстнческнс обособления включают карбонатные минералы. Конкреционные образовании нз террнгенных отложений венда ( ашннская серия ), силура ( сакмарскаи свита ) и дспона ( зиланреклп серия ) сложены кремнисто-глинистым веществом. Они в дальнейшем исключаются нз рассмотрения, так как не имеют отношения к объекту выполненных работ.

Карбонаты обособлении. Проведен общий химический'и фазовый анализы значительного количества собран к их проб. Пересчет окислов Са, Мц и Ре в карбонатную форму но методике, предложенной в работе ( Залманзон, 1957 ) и широко применяемой при изучении карбонатных пород, указывает на возможность присутствие в шех карбонатов кальция, магнии и железа ( рис. 1 ).

ЕеС03

Рис. 1. Состав обособлений нз терригенных отложении Урала по результатам пересчета данных химического анализа в карбонат нуто форму.

Результаты фазово-миг.сралогнческкх исследований позволяют выделить два тнна обособлений: моно- и нолифазпмй.

Термические кривые проб нерпою нз них можно подразделить на три группы, отличающиеся положением зидо-и экзотермических эффектов. Первая группа характеризуется тенлоноглощеннем н области 450-520, вторая - 880-920° С. На кривых ДТА третьей группы наблюдаются два эндотермических прогиба при 780-800 и 880-910° С.

На дифрактограммах проб первой группы проявляются рефлексы, характерные дли сндернга, второй - кальцита, третьей -доломит а.

Оптические исследования с применением иммерсионных жидкостей подтверждают присутствие в обособлениях карбона тных минералов сидерита, кальцита и доломита.

Обособления второго тина характеризуются различным сочетанием в них перечисленных выше карбонатных минералов. Определены три группы, одна из «их объединяет тела, включающие кальцит и сидерит, другая - сидерит и доломит, третья - доломит и кальцит. Каждый минерал в них образует самостоятельную фазу, о чем . свидетельствуют результаты днфрактометрнческих, термических, ПК спектроскопических анализов.

Аншлифы смешанно-карбонатных обособлении были изучены .методом линейной мнкроренпепосмектросконнн. В результате выяснилось, что в ннх карбонаты различного состава встречаются совместно н без какой-либо зональности в распределении ( рис. 2 ).

Таким образом, в отношении карбонатов днагснстнческне обособления могут быть как моно- так и полнмннсральными. I [ернмс включают как обычно либо сидерит, либо кальцит, либо доломит, а во вторых присутствуют часто два, а изредка все перечисленные минералы в виде самосюитсльпых фаз, п различных сочетаниях и часто без какой-либо 'зональности в распределении. Не были встречены нами и бесспорно аньтрнговые зела. Хотя некоторые образцы имеют близкие к анкеритам термические кривые, но ни их днфрактограммах

Рис. 2. Распределение карбонатов в обособлении с глубины 173 м скважины 2405 ( Печорский бассейн ) по данным линейной микрорентгеноспектроскни.

проявляются рефлексы, характерные только для доломита. Выделение в литературе анкериговых, нзвесгковистых, мергелистых, известково-анкернтовых, извеегково-

сидернтовых, анкернто-ендернтовых, мапшй -ендернтовых, ендероплезитовых, магнезпально-извсстковистых, глинисто-сидернтовых, марганцево-железистых, магнезиально-железисто-нзвестковистых, магнезиалыю-известково-

жслезнстых, нзвестково-магнезиально-железистых и др. стяжений стало возможным, по-видимому, благодаря определению их состава путем пересчета ГсО, М^О, СаО и др. окислов в минеральную форму. А это, как отмечалось выше, не всегда согласуется с данными по изучению в них' карбонатных составляющих прямыми физическими методами анализа.

1.3. Распределение минеральных разновидностей в разрезах отложений.

Рнфейскнй период. Разнообразными но составу оказались обособлении нижнего отделения. В а некой свите они представлены доломитом, сурапскои - кальцитом или кальцнто-доломитом, бакальской - сидеритом и сидсрнто-доломнтом. В стяжениях из юрматннскон серии карбонатная фаза представлена сидеритом. Днагенетическне тела ннзерскон свиты верхнего рифея состоят из доломита. Здесь же обнаружены очень мелкие нодулн, которые включают кальцит. Такого -же состава ноиоооразовакня распространены среди отложений мнньнрекои свиты.

Ордовикским период. Конкреции отложении, выступающих на дневную поверхность в долинах p.p. Медее, Дсрганш, Ллимбст содержат кальцит.

Каменнугольный период. Угленосная формации представлена стяжениями ендеритового, сидернто-до.томи гового, изредка и сидерит -кальцнтопого состава. Тсрригснпая формации за исключением двух пунктов всюду ■ содержит обособления кальцита. В зеленовато серых алевролитах н сланцах, обнажающихся в районе Верхне-Снничихннского пруда и iipnycTbenoii части р. Вагаряк, карбонатные обособления состоит, соответственно, из сидерита и доломи та.

Пермский период. В угленосной формации из Нашинского месторождении утля карбонатные обособления часто состоят ш смеси сидерита и кальцита. В отдельных интервалах разрезе сшн включают только кальцит. Мономииеральные сидеритовые стяжения были встречены в породах, принадлежащих нренмущеегпонно к печорской серии. Здесь же иногда попадаются обособления доломитового состава. В отложениях Г,иркутского, Верхпе-Сирългкпского, Хальмсрюского

месторождениях угля и поисковых участков Водораздельный .и Ширапоискиа Печорского бассейна определены сидеритовые, доломитовые , ендернто-долоинтовые н кальцню-доломнтовые тела..

Террнгенные ( неутленоеные ) формации морского ироисхояедсиия в изученных разрезах п большинстве случаев представлены стяжениями кальцита. В одном нз них, расположенном в верховье р. Косыо, помимо кальцита обособления содержат п доломит. Мономинеральное доломитовое стяжение наблюдалось в артиискнх отложениях бассейне р. Дальний Тюлькас.

Террнгенные формации континентального генезиса уфимский яруса Печорского края включают кальцнтовые, казанского и татарского - как кальцнтовые, так п ендернтовые обособлен пи. 1 [оследине заметно преобладают.

'Грнасовый период. Мономииеральные обособления из угленосной формации, распространенной в пределах * [елнбнпского, Вулапаш-Г'лкпцского, Вогословско Веселовского, Иолчансьч» - Григорьевского,' и ,Ч>ольпнеко! о месторождений восточного склона Урала, содержит обособления сидерита, калышта п доломита. Cmcuiuiiho-

карбонатные тела состоят из кальцита к сидерита или кальцита и доломита.

В террчгешюй формации триаса развиты сндсрнтовые обособлении. Только в отложениях, выступающих в бассейне р. Мал. Арансц ведущее место занимают стяжении кальцита.

Юрский период. Угленосная формации в Кизыпталъской депрессии и Северо-Сосьвинском бассейне вмещает как моно-, так и полиминеральные обособления, состоящие, соответственно, из кальцита и сидерита и их смеси. В терригенной формации, распространенной в Белкипспом месторождении, присутствуют стяжения сидерита. Разнообразен состав стижешш формации в Северо - Сосьвипском бассейне. Лопсинская свита ( верхняя юра ) представлена ендеритовымн и кальцнто-ендеритовьшц, федоровская ( верхняя юра -нижний мел ) - кальцитовыми включениями.

Меловой и палеогеновые периоды. В породах нижнего мела Среднего и Северного Урала распространены, соответственно, сидернтовые и кальцитовые обособления. Верхнемеловые алевролиты и аргиллиты часто содержат стяжения сидеритов, а изредка кальцитов и доломитов. В отложениях палеогена пока определены только сидернтовые тела. Анализ изложенного в данном разделе материала показывает отсутствие какой - либо особой закономерности в стратиграфическом распространении минеральных

разновидностей днагенетнческих карбонатов ( рис. 3 ).

Не удалось обнаружить ее также в разрезе осадочного чехла земной коры вообще ( Расулов, 1991 ). Однако некоторый порядок в распределении их но отдельным формацнонным тинам отложений относительно узкого временного интервала можно видеть.

Например, в нижних и верхипх частях разрезе рифен распространены стижешш доломитов, доломнто - кальцитов, а в средней - сидеритов; нолшшнеральные формировании нз угленосных формаций пермн н карбона включают преимущественно доломит и сидерит, триаса и юры - сидерит и кальцит; терригенные ( ие содержащие пласты угли ) формации в противоположность угленосным отличаются

Э Cin O S D С Р Т Л К Pg N

[Ciwepifrj

¡Калъштт J и

¡Доломит ¡

¡Сидерит | §

¡kíutiiiiit |

- ¡Доломит |

I I I I I I I I I I I I I Э Cm OS D С Р Т Л К Pg N

Рис. 3. Возрастное распределение. диагенетнческнх карбонатов в разрезе осадочной оболочки Земли: Á -континенты моря и океаны; Б - Урал.

мономинеральностыо обособлений и устойчивостью их состава и Г. д.

II. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОСАДКОНЛКОПЛ ЕШШ II СОСТАВ Д11АГЕНЕТИЧЕСКИХ КАРБОНАТОВ

II.1. Состав обособлений и отложениях, различных лнтологическнх типов и фациальных условий осаждения.

По мнению большинства исследователе)» ( Зарнцкни,1985, Македоноп и др., 1977, Страхов, 1961, Matsumoto,19Sl и др. ), существует тесная взаимосвязь между составом диагенетнческнх карбонатов с одной стороны, литологией и фискальными условиями накопления вмещающих их отложений - с другой. Поводом дли такого рода суждении стал бросающийся а глаза порядок в распределении некоторых минеральных разновидностей днагенетическнх карбона ron но отдельным петрографическим ниг.ш н фациям пород. Ярким

проявлением его считают частое тяготение сидернтовых обособлений к тонко-, кальцитовых- грубозернистым осадкам.

Для проверки этого лоложения проводились собственные исследования особенностей распределении диагенстнчсских карбонатов по петрографическим тинам и фациям пород. Они были выполнены на примере изучения обособлений в триас-юрских угленосных отложениях Кызылтальской ( скв. 2412, 2414 ), Богословско-Веселовской ( скв. 2738 ) депрессий и Ссвсро-Сосьвннского ( скв. 28, 45, 4111, 4155-57 ) бассейна. Для сопоставления был также проанализирован разрез Улугхемского бассейна (скв. 815 ) Тувы.

К определению литологии и фации отложений была применена единая методика, предложенная в работах( Методика....,1989, Ботвинкина и др., 1991 ). Анализ и систематика результатов исследования показывает, что наибольшее количество днагснстнческих карбонатов приходится на алевролиты и песчаники ( табл. 1 ). В последних преобладают кальциты, отсутствующие в уг ольных пластах и аргиллитах. Алевролиты н песчаники содержат как кальциты, так и сидериты, что ire позволяет присоединиться к мнению о значительной роли литологического типа пород в распределении днагенетическнх карбонатов.

Таблица 1

Количественное распределение днагенетическнх карбонатов по литологнческим тинам пород ( сводные данные по результатам исследования 53 проб; в том числе 14 из разреза Северо-Сосьвннского, 8 - Улугхемского бассейнов, 13 -

Лнтотипы пород Количество конкреций

Сидерит Кальцит Кальцит + сидерит

Уголь 3 - -

Аргиллиты . - 1

Алевролиты 15 9 4

Песчлшнсн • с алевролитом 2 2 -

Пссчанпкн 4 И 1

Гравелиты ' - 1 -

. Из данных табл. 2 н 3 вытекает, что каждая минеральная разновидность днагенетическнх карбонатов одновременно характеризует несколько типов фации.

Таблица 2

Распределение днагенетических карбонатов по _фациальным типам пород_

Состав днагсистнческнх карбоиатоп Фация вмещающих отложении

Сидерн тоныи Залило» и лагун, русел речных долин, отер, торфяных fiwvvr

Калыштонмн Заливо» и лагун, руеел речных долин, озер

Сидерит + кальцит Русел речных до чки, тер

Таблица 3

Распределение минеральных разновидностей

диагенетнчсскнх карбонатов в отдельных литологнческнх

типах пород

Фанни отложений Количество/процентное содержание стнжешш

Сидерит Кальцит Сидерит + кальцит

Залинок и лагли 1/17 5/83 -

Русел речных лолин 1/9 9/73 2/18

Русел рсчшлх дплш1 ( слабоироточнмх) 8/100 - -

Открытых озер 3/21 8/48 3/21

Запойных озер 7/7S 2/11 2/11

Торфиншсов 3/100 - -

Может ли быть обнаруженное «отклонение» результатом методических погрешностей использованного литолого-фацияльного анализа? Думается, изо нет. Пронзподилась проверка обсуждаемого- взаимоотношении по разрезам каменноугольных л .ислоиых о тложенни, к определению условна накопления которых применилась другая методика. В результате выяснилось почти полное отсутствие флциа.и.пш о или формацнонното контроля смены состава ди лгенетнчееккх карбонатов но разрезу.

Д.'! я внесения окончательной ясности и обсуждаемы ü вопрос мы обратились к лтерапрным источника»!. Таблица 4 составлена с использованием данных отечественных исследователей но распределению наиболее распространенных диагснегнческнх карбона то» но фаципч ( Ра сулои, 1992 ). Ке данные говорят о зом, что «дна и la 'лее минеральная разновндпоезь дна! сие тчеекпх карбона юн встречайся среди

отложений различных фацнальных типов. Это довольно широко . распространенное явление, считать его как «отклонение» от нормы ( Страхов, 1961, стр. 526 ), по-видимому, нельзн.

Тиблица 4

Распределение днагснетнческих карбонатов по фа киям '

Состав карбонатов Фациальнын тип вмещающих отложении

Сидеритовый Морской: открытого подвижного мелководья, прибрежного мелководья, залнвно-лагушюго прибрежного мелководья, аваидельт оиый. Аллювиальный (русловые и поименные). Озерный (озсрно-болотный н торфяных болот).

Кальцитовый Морской: удаленной части бассейна, открытого мелководья эгшковтинентального морского бассейна, прибрежного мелководья, заливно-лаг умного прибрежного мелководья, авандельтовый. Аллювиальный (русловые). Озерный (озерно-болотнын).

Доломитовый Морской: удаленной части бассейна, шельфовын, авандельтовый. Аллювиальный (поименные, дельтовые). Озерный (озсрно-болотныП).

Из вышеизложенного вытекает, что едва ли будет правильным рассматривать ллтологичсские тины отложений и фациалъные условия их накопления как самые существенные факторы, контролирующие распространение в них различных по составу днагснетнческих карбонатов.

II.2. Гидрогеохимнческне критерии и глубина днагенетического карбонатообразонанил.

Принято считать, что состав днагенетических карбонатов помимо литологии н фапни осадков зависит и от гидрохимического режима бассейна осадконакоилсннн. Придонной воде нередко отподнтся роль источника тех или иных элементов, составляющих диагеисшческке карбонаты. Действительно, только по фацнальнон характеристике трудно судить о гидрохимии, так как она является носителем информации, касающейся в основном гидродинамики среды накопления осадков. Влияние химии вод на образование тех или иных минеральных разновидностей карбонатных стяжений отмечалось н работах ( Дубарь, 1969, Захаров, 1975, Македонов и др., 1977, Страхов, 1962, llalhm, 1967, Maisumoto, 1981 ).

20

Допускает!, что конкреции сидерита формируются преимущественно при пресноводном, доломита и кальцита -морском режимах осадкоиаконленин.

Влшпше гидрохимическою фактора распространяется на обособления, формирующиеся на небольшой глубине ниже поверхности раздела - дно-осадок-. По имеется предположение о том, что они могут осаждаться и на больших глубинах. Вопрос этот чрезвычайно важный и проще чем приступить к обсуждению налсогндрохимических критерии днагенетического карбонатообрязов.инш, сначала целесообразно разобраться в нем.

При суяаснин о глубине образовании диагенетическнх карбона !он в последнее время часто применяются данные по концентрации в mix изотопов углерода и кислорода. Значении 5 "С и S "О в обособлениях колеблется в широких нредслах-ч Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям ( Г>родекии,1957, Галнмов, 1968, Кулешов, 1968, Хефе, 19S3, Bi«e!ei.se», 1965 ), к этому явлению могли быть причастим в основном дна фактора: температура среди диагмистического карбонатообразовашш и/или 5 13С и 5 1вО участвующих в процессе, соответственно, углекислого газа и нлонон поды.

Температурную зависимость фракционирования изотопов углерода в системах С()2 - CaCOj и COj - EeCOj выражают но следующим уравнениям:

19'In 3,63 + 1,194 xloVr2 (Dcins и др.,1974 ) (1 ].

Ю' I» „■„.,,,,„.,,,,,»„> = 0,8610 х М'/Т1 + 0,82 (Ceding н др., 1984 ) [2].

, Используй их вычислено, что повышение темпера гуры от поля до 150° С приводит к незначительным нзмеиеницлг ( 1,6 -1," %о) в величине 6 13С осаждающихся кальцитов и сидеритов. Близкий тренд характерен и дли системы углекислый газ -доломит ( Heimessy и др., 1985 ). Обьнснспне вариация й ,5С днагсиетнческнх карбонатов с позиции температурного фактора фракционировании требует признания возможности осаждении иV нрн весьма экстремальных условиях. Например, исходя из уравнении [ 1, 2 J определено, что температурная разница п среде формирования ордовикских и юрских обособлений со значениями 6 ''С , coo i iiei с i пенно, - 20 и +20 °/т должна составить нриб.тпш телмю и 6(H)" С. Все это нереально, поэтому общепрпшиым нв.тиегся то, что колебание значения fi UC н конкрециях ti почвенных карбонатах обусловлено иютонимм

составом углерода углекислого газа почв и осадков ( 0иа8е и др., 1989, 1990 ). А в них распространены различные но происхождению и изотопному составу углерода типы С02 Каждый из них занимает определенный интервал глубины осадков. В зоне свободного доступа в осадки сульфатов придонной воды продуцируется обедненный, ниже обогащенный тяжелым изотопом углерода СОг. Они иплшотси продуктом жизнедеятельности, соответственно,

сульфатредуцирующнх и метанобразующих бактерий.

На Урале были встречены как «тяжелые» так и «легкие» по изотопам углерода днагенетические карбонаты ( рис. 4 ). Это может быть интерпретировано как обусловленное глубиной их осаждения, но и пе всегда. Дело в том, что. нельзя твердо и однозначно утверждать, что существование тех или иных микроорганизмов в плах строго стратифицировано. Параметр глубины плов не может быть единственным фактором, определяющим обитание тех или иных бактерий, следовательно, и распределение микробиологических процессов по вертикали. У эзого явления могут быть н другие причины ( Борщевскпй и др., 1978, Расулов, 1991 ). Например, известны бассейны, в верхней иленке плов которых в одних случаях распространены обогащенный, в других - обедненный ,3С углекислый газ ( ЭДБвепЬашп и др., 1972 ). Вообще, сосуществование сульфатредуцирующнх и метанобразующих бактерий возможно. Они в ряде работ рассматриваются как снмбнотики ( Галимов н др., 1982 ).

20 19

ш

ь ю

<■;' 5

I •

I 4

с -15

а

: Ы

Ордо»ик

Карбон

Пермь

1

■> » !

и-Ш

тан

I *

■и

Рис. 4. Нштоними cocían углерода в днагенетнческих карбона i ах из террш енных отложений Урала.

При определении глубины осаждения днагенетнческих карбонатов с номощыо 5 !|<0 исходят из постулата о том, что величина отношения ,80/"0 ( 1993,4+_ 0,5 х 10s) в подах океан«« была стабильна но крайней мере с начала фанерозоя. В таком случае остается допустить, что вариация 8 1вО дшн снеги чсскнх карбонатов нз морских отложений обусловлена различием в температуре среды их роста. Ее. величина вычисляется по приводимым ниже уравнениям, выражающим температурную зависимость фракционирования изотопов кислорода в системах иода - карбонаты.

И»' In ,..„ „„,,„„> = 2,78 х Ю'/Тг - 2,89, ( Friedman и др., 1977,) [3] Ю5 In ,„„„. tn,,r-.nr U9 х 10"/TÍ - 2-sl , (Caratliers и др., 1988 ) {4] К)' In („д. = 3,18 х lüVl *- 5,86, (C.olislicv и др., 1981) 15]

Ю'1.1 í„„.€mrf„) = 3,13 х 10'/Тг - 3,50, (Tíccker, и др.,1976) [б] l«»sIn („„„,.«„„„,„„)= 2,7Sx 10Vr2 + 0,21, ( Fritz н др.,1970) |7] IOM.1 3,06 x MVr1 - 3,24, (Pisciotto u др., 19S1) [S]

Используй значение геотермического градиента определяют конкретную глубину горизонта днагена ического карбонатообразованнн дли конкретного разреза. Отмечалось, что с помощью данных но 6 1вО не представляется вопижным вычислить глубину и температуру процесса диагенетического карбонатообразоваиня н отложениях дрениее мелового возраста пннду нензпестностн ¡f ¡ohuhíoi о состапа под домслоы.х морей. о

!)чо утверждение не синеем перко, точнее будет то, ч<о метод может применяться к спг.кениям только in океанических отложении, так- как н подсчетах используется значение ñ "Ч) океанических иод. Морские воды но сравнению с

океаническими местами заменю ( до 4 - 6 %„ ) обеднены тяжелым изотопом кислорода ( Ветшгсйн, 1982 ). Отсюда очевидно, что дли определения глубины, образования диагенетнческих карбонатов из морских (нсоксаинчсских) отложении требуется иной подход. При пренебрежении такими тонкостями погрешность в прогнозе температурных условий диагенеза достигает 15 - 20° С. Это в свою очередь искажает величину расчетных значений процесса длг. глубин порядка 500 - 600 м.

Вообще в обособлениях из океанических толщ иногда встречаются такие значении 8 lsO, интерпретации которых но вышеупомянутой манере приводит к выводам о возможности их осаждения при температуре ниже точки замерзания воды ( Matsunioto, 1989 ). Все эзо не оставляет сомнение в ненадёжности изотопно - кислородного метода определения глубины формирования карбонатных обособлений.

Завершая рассмотрение обсуждаемого вопроса отметим, что подход, опирающийся на анализ соотношении содержании карбонатного и терригенного вещества в конкрециях пока остается единственным и более или менее достоверно прогнозирующим глубину их возникновении. Применение его показывает, что диагенетнческнс карбонаты в подавляющем большинстве случаев зарождаются в высокопористых осадках, т. е. в верхних горизонтах клоп бассейнов осадкоиаконлешш, следовательно, в непосредственном контакте с придонной водой. Поэтому к выяснению влиянии налеог'нлрохимическнх условий на состав днагенетичсскнх карбонатов привлечены результаты но изучению и них изотопов кислорода. Дли изложения сущности данного подхода необходимо некоторое отступление.

Напомним, что к фракционированию изотопов кислорода в системе вода - карбонаты главным образом ирнчастно два фактора - температура и 5 180 вод среды. Если одни из них известен, то другой определяется легко. Как отмечалось выше, значение 8 1!'0 в обособлениях колеблется в таких широких пределах, что его невозможно обьненнть с использованном температурного ф;:ктора среды. Оно преимущественно контролируется величиной 8 ,!() участвующих г, их осаждении иловых или сслнмспгацноннмх иод, сопоставимых по 8 1ьО с придонными ( Хёфс, 19S3, Sliepaiil, 1986 ). Последние в современных оксааах, морях в континентальных бассейнах хирнкгеризуютси .не только различным содержанием

растворенных солей 110 н величиной концентрации и них изотопов кислорода. Особенно широк диапазон колебании значении 5 180 континентальных бассейнов. Оно определяет си 5 180 атмосферных, осадков районов их расположении. Образование изотопных разновидностей мстсорогенны). вид евнзано с процессами испарения и конденсации ( 1>рсзг)нов, 197«, Не run ей н, 19S2, I)ans«aar<J, 1964 ). Перенос над обширными территориями водяных наров, поступающих в атмосферу с поверхности океанов, сопровождается ненрерь.мзпой конденсацией, температура которой контролирует значение <> 1(!() в конденсате. • Источником энергии дли фп ннитл н1>евра1нений, причастных к эволюции изотопного состава кислорода атмосферной влаги, служит солнечная радиации. Неравномерностью ее распределении объясняют существуй шую на Земле гндронзозоиную зональность, заключающаяся в обеднении кнслородом-18 поверхностных вод в наврав, к'нних от экватора к полюсам, от побережий океанов в глубь континентов, от подножии гор к их вершинам и т.д. /¡полке естественно допустить, что зональность, подобная к современной, в распределении изотопных разновидностей вод имела место и в геологическом прошлом, ибо Землт мыла постоянно круглая, вращалась вокруг своей оси и обращалась вокруг Солнца. На континентах были распространены бассейны с различным изотопным составом кислорода вод.

Исходя из изложенного логично будет допустить, что если кальциты н доломиты с одной стороны, сидериты - с д|>}гой действительно ивляютсн продуктами, соот ветственно, морских и пресноводных условий, то они и но й гО должны резко отличаться друг от друга. Нами проведен изотопный анализ значительного количества проб из {кплнчных возрастных уровней ( рис. 5 ), но ожидаемого эффекта не было обнаружено. Значение й 180 не зависит ог минерального состава обособлений.

S зо

« •

s

<

ордосш ■о- карбон -<■■■ пермь

-TT

^ я

o w.eía

S , . h ..

; hmti I

• Д

\t KÛ

[

fù i Í

>. tur

l'iic.5. Колебание значений 5 О в днагенстическнх карбонатах из терригеиных отложений Урала.

По полученным нютонным значенннм возможно определить 5 180 вод, участвовавших в процессе осажден ил изученных проб. По для этою необходимы сведения о температуре среды днагенстнческого кнрбонатообразовання. Наши суждении но пому поводу своди ich к следующему.

В современных океанах и большинстве морей температура придонной поды составляет 2-5 °С ( Крашенинников, 1971 ). Она остается почти такой же и ниже раздела вода - дно до значительных глубин ( Логвцненко и др.,1987, Kncksori, 1973 ). По всей вероятности, подобная взаимосвязь существовала и в флнерозое, " течение которого тестера тура глубинных вод пены п.та за неоднократное колебание, но не выходя при пом, однако, за пределы 2-14 "С ( Шоиф, 19К2 ). О i сюда дли среды осаждения нлоных карбона гон допущена усредненная температура н 7 "С Если она расходится с действительно имевшей место и прошлом на величину + 5-7 С, то :»го может !1{>и1;<ч [и к искажению расчетных значений 6 ,кО вод среды

2(,

Ч

18

диагенетического карбонатообразовання всего лишь на +_ 1-2 °/оо. чю находится п пределах допустимых норм вариации Г> 1вО даже для глубннно океанических под.

Согласно приведенным ранее уравнениям [3-8], й равновесном изотопно - кислородном обмене в системе с ода-карбонаты при температуре 7" С сидерит, кальцит н доломит должны быть обогащены тяжелым изотопом кислорода относительно 8 180 воды п среднем на, соответственно, .32,5, 35,0 и 35,5 °/00 вМОМУ. Опираясь на эти данные для вычисления о "О вод илоп, в которых осаждались каждый нз упомянутых выше минералов, могут быть предложены простые уравнении: 8 "О БМОХУ Н20 = 5 "О 8МО\У СаСО, - 32,5 [9] б "О вМО«' Н2О = 6 "О Ь'МСПУ ИсСОз - 35,0 [10] 5 "О БМО\У Н20 = 5 "О 8МО\У СаМ8 (СО, )2 - 35,5 ¡11] Применяя нх определено значение 5 180 вод, участвовавших в осаждеиин трех главных минералов •■ сидерита, кальцита и доломита- днагенетнческнх обособлений нз терригенных отложений Урала ( рис. 6 ).

Тип ч воды

Океаниче- Морской Континентальный

ский

I 1 1 • 1 1 1 lili Кальцит

Сидерит

Доломит

I I I I I I I I I I

-5 -10 -15 -20 -25 8 "О %0 SMOW

Рис. 6. Диапазон колебания 8 1Я0 иод, причастных к образованию диагепетичсскнх карбонатов из терригенных отложений Урала.

Полученные данные показывают о возможности осаждении их в бассейнах широкого диапазона значении 5 '"О вод. Нее это предостерегает от возведения нялсогилрохнмнчсские условия осадконякоилсння и ранг ведущего фактора, управляющего процессами формирования минеральных разновидностей изученных обособлений.

II.3. Климатические условии днагс-истичсского карбонатообраншанли.

A.B. Македонии и др. ( 1977 ) отмечают, что многие особенности конкреций sioiyr быть сходными в разных но гранулометрическому составу породах. Но преобладание железистых карбонатов в конкреционном комплексе указывает на тумпдные, известковых - семпарндные ландшафты. А.Н. Сидоренковым ( 1985 ) предложена диаграмма определения налеоклиматическнх обстамовок осадконаконлепня с привлечением данных по соотношению содержания «манных конкрецисобразующих компонентов. Показано, что ст иже и ни из тумидвмх отложений образуют кальцит - сидеритовый, а нз пестро цветных аридных - кальцит - доломитовый ряд. Сидерит является представителем типично тумндного, доломит - аридного климатов. Близкие представлении разминаются в отношении карбонатов из палеопоч» ( Гончар, 1УНО, Феофилопа, 1972 ).

Среди методов, применяемых для определения иалеоклпмата, палеоботанический характеризуется большей информативностью и объективностью ( Синицын, 1980 ). Его результаты были использованы

при изучении влияния климата на процессы формирования днагсиешчсских карбонатов.

Согласно полученным данным, в конкрециепосных отложениях распространены мхи, папоротники, члонисто-стсбельные, кордаигоные, гннкгооненды и хвойные (табл.5). В породах, включающих стяжения кальцита, преобладают папоротники и кордантопые, встречаются и мхи. Члсннсто-екгбелмп.ю имеются в отложениях с обособлениями как кальцит, так и сидерита. Максимальное разните хвойных Kuiiciaiiipjeicn в ендерп тиосных oi.tovkchhüx, в котрых установлены также представители гннкгоонепдов. С)«сюда следует, что формирование сидсриюв, в отличие от кальииюп,

2К

Таблица 5

Комплекс ископаемой флоры в отложениях, вмещающих диагенетические сидерит и кальцит (Rasulov, 1996 ).

Район распространения/индекс возраста вмещающих отложений ■ Диагенетические карбонаты

Сидерит- Кальцит

Классы флоры*

I 11 III IV I II III IV

Приполярный Ур:ьз, p.p. Щугор и Боль. Сынья / Р - - + + - + - -

Приполярный Урал, p.p. Бол.Сьшья и Мал. Аранец / Т - - + + 0 + - - :

Северный и Приполярный Урал, Ссверо-Сосьвннскин бассейн п Замарапская депрессия / J 0 - + + 0 + - -

Северо-Сосишшский бассейн И Среднее Зауралье/ 1С - + + - 0 + 0 0 :

ПРИМЕЧАНИЕ ; знаки 0, - и + означают, соответственно, отсутствует, присутствует и многочисленно. * Классы флоры: 'I-Equisetopsida, II-Poiypodiopsida, III-Ginkgoopsida, IV-Pinopsida

происходило в более или менее определенных климатических условиях.

Несомненно, что приведенного в таблице 5 материала явно недостаточно дли однозначного вывода о степени влияния климатических условии осадкоиакоплсннн на диагенстнческое карбонатообразованне. Поэтому была предпринята попытка проверить её по разрезам конкрецнеиосных отложений других регионов. Совокупность имеющеюся материала показывает однако, что действительно во флористическом комплексе пород со стяжениями кальцита в некоторой степени доминируют растения слабо аридного ( но не аридного ) т^лимата ( например, кордантанты, или древовидные папоротники ). По они нередко содержат и растительность гумидного климата ( каламиты, гленхениевые, гннкговые и т. д. ). Сидериты преимущественно связаны с отложениями гумидных поясов.

Из изложенного очевидно, что примененная методика позволяет раскрыть картину налеоклиматнческнх условий диагенетнческого карбонатообразонашщ лишь в общих чертах. Предпринята попытка ее конкретизировать.

Ранее было показано, что изотопный состав кислорода карбонатных обособлений формируется под влиянием 5 1вО вод среды их осагкденни. Установлено также,' что образование описываемых тел происходило с участием вод широкого диапазона значении 8 ,ьО. Изотопный состав кислорода вод современной суши определяют выступающие в качестве источника их питании атмосферные осадки, в которых отношение 1б0/"'0 нвлиется функцией температуры ( Природные изотопы...,1975 ). Летом обогащенный, а зимой,

Г- •• 1 В/-Л г-

ооеднснныи О конденсат, сливаясь, оиразует некую смесь воды с усредненной величиной 5 '"(), связанной со среднегодовой температурой уравнением [12], выведенным на основе обработки результатов измерения изотопного состава кислорода атмосферных осадков на островных н прибрежных станциях ( 1)ап.ч£ааг(1, 1964 ).

5 '"О %„ Х\Ю\У ......................... = 0,69 Т ПС - 13,6 112]

По позднее выяснилось, что оно не применимо дли территорий: удаленных от океанов; с количеством среднегодовых осадков менее 1000 мм; муссонпым климатом и г.п. В настоящее время предложен ряд уравнений, которые но нарам« храм являются весьма бли ¡кнмп, но вряд ли верными

30

дли выражении упомянутую зависимость о значительно широком интервале температуры. Для сведения до минимума погрешностей предложено уравнение |13], линии которого занимает промежуточное положении между таковыми, опубликованными в печати ( Брезгунов и др., 1982, Ветштени, 1982, Малгок и др., 1974, Ccrling, 1984, »ansgaatd, 19(54, Joiissaume, 1984).

8 1вО °/00 SMOW(MeTeoportHHb.e «оды)= 0,57 t (°С) - 12,5 [13] Оно было н использопано при определении среднегодовых температур, соответствующих периодам образования диагенетяческнх карбонатов (рис.7). Требуемые при этом значение 5 180 °/оо иод среды их осаждения найдены по уравнениям [9-11].

S "О '/„ SMOW н2о

-5 -10 -15 -20

I I I I I I I I

Кальцит

Сидерит

Доломит

III I III

+15+10 +5 0 -5 -10 15

Т'г

(греднеголонйя)

Рис. 7. Диапазон среднегодовых температур в период осажденнн диагенетических карбонатов из террш едных отложений Урала.

Результаты, приводимые на рнс. 7, показывают, чзт> но климатическим условиям образовании диагснетнчсские карбонаты .мало отличаются-друг от друга. Но тем не менее, как будет показано ниже, из всех физико-географических фзкторов седнмептогенеза климатический имеет наибольшее влнннне на процессы днагепетичсского карбопатообразопання.

III. ПРОЦЕССЫ ДИЛГЕНЕТИЧЕСКОГО КАРБОНАТООВРАЗОВАШ1Я.

Для объяснения процесса формирования днагенетнческнх карбонатов часто используются представления, высказанные в отношении генезиса их первично - осадочных аналогов. Последние по происхождению подразделяются на три группы: тсррнгснные, хемогенные в биогенные. Образование изученных карбонатов терригенным путем исключается по причине отсутствия в стадии диагенеза в осадках масштабного механического перераспределении вещества. Они могут быть хсмо- или биогенными.

III.1. Хемогенный путь днагепстичсского карбонатообразовлнип.

Преобладает мнение об образовании их хемогенным путем. Для объяснения процесса используется упрошенная схема карбонатного равновесия (Страхов ,1962 ) :

СОг -*.. Н2СО, t; (Са, Mg, Fe, Mn) IICO, (Ca, Mg, Fe, Mn) СО,

С возрастанием pC02 растет масса 112СОз, ова реагирует с твердой фазой карбонатов, в растворе увеличивается содержание бикарбонатов. Уменьшение pCOj сопровождается разрушением избытка Н2С03 и растворенных бикарбонатов и часть карбонатного материала выпадает в осадок ( рис. 8, Л).

Осаждение но упомянутой схеме предполагает предварительное повсеместное насыщение растворов углекислыми со.тнмн карбонатов. Предпринята попытка определить ряд параметров, требуемых дли осаждения кальцита. Выяснилось, что, например, для состояния пресыщении 2700 л иловой воды CaCOj необходимо увеличение в осадках ОН в 5 раз, что составит 0,85 м3. Этот обье.м займет около 25 % твердой фазы плов. Вообще, по некоторым данным ( Кононов и др. ,1989 ) , дли осаждения сидерита или кальцита воды должны содержать значительное количество растворенного С02 ( 150-35110 м'г/л"), что в свою очередь предполагает обогащение твердой фазы плов, использованных в нашем примере; до 50-60 % и болел- ОВ, что не представляется реальным.

Упомянутая схема предполагает также осаждение диагсистнчсскмх карбонатов из растворов в следующей последовательности: ендернт -кальцит - доломит. Довольно часто она нарушена. Обращает на себя внимание диагенетнческие зональные конкреции с кальцитовым ндром, ендеритовон оболочкой (Гаврилов, 1982, Зарицкий, 1970, 1971 и др. ). В интервале значений рН - 6,4 - 6,8, благоприятных дли вынадешш сидерита в осадок, кальцит не может находиться в твердой фазе. Поражает также парагенез в обособлениях резко различных по рН условиям образования минералов. Например, существование обособлений доломито-сидерш оного или кал ьцвго-енд ершового состава ставит веред карбонатным равновесием весьма трудную задачу. Речь идет не о зональных, а монолитных обособлениях, в различных частях которых сосуществуют минералы, формирующиеся при весьма различных физнко-химнчсскнх условиях.

Увеличение щелочности среды, т.е. её насыщение, если действительно происходило по приведенной выше схеме карбонатного равновесия, то оно должно было сопровождаться но крайней мере, уменьшением содержания Ке:\ Ca2f, Mg2* во вмещающих обособления отложениях. По этого не происходит ( Гаврнлов, 1982, Зарицкий, 1985, Македонов и др. 1977, Тимофеева, 1977 ), что наводит на мысль о существовании внешнего источника катнонного комплекса для днагеиетнческого карбонатообразовапнп. Косвенным свидетельством тому служат и изотопные данные но углероду диагснетическнх карбонатов. Известно, что встречающисси в обособлениях известковым ракушечный материал различных морских организмов не несут следов растворении и перекристаллизации, сохраняет первичный изотопный состав углерода и тем самым резко отличаются от карбонатов конкреций, характеризующихся большим разбросом значений 5 1JC ( Леин и др., 1979," Нанднн и др., 1978, Покровский, 1980, Tciic в др., 1978, Bellniann и др., 1977 ). H подготовительный этап формирования диагснетическнх обособлений ( в период роста р{.'02 ) но законам карбонатных равновесий, когда рН растворов испытывал понижение, упомянутый материал должен был уничтожен ( переведен в раствор ) в верпую очередь. С помощью 112(Х)д извлечения кальцин, паи pu.мер, из глинистых минералов намного слоящее, чем процесс pan г.ореннн содержащнхсн и конкрециях известковых ракушек. >1ог фак*1 laiwico указывает на возможность осуществлении

диагснстнчсского карбонатообразовапни без вклада углекислого газа, который выделяется ври растворении карбонатных зерен осадков.

Итак, зарождение и рост изученных образований по правилам карбонатных равновесии трсбусг экстраординарные условия. Л прямые данные, свидетельствующие о нрнсутсгг.ин п них различных по рН условиям осаждения минералов, карбонатных ракушек, незатронутых процессами выщелачивания, стабильном содержании слагающих их элементов во вмещающих породах к т.д. ставят вообще под сомнение применимость её к процессам диагеиегнческого карбонатообразованнн.

Ш.2. Биогенный путь диагеие гнческог о карбонатообразованнн

Предложено два принципиально отличающегося друг от друга механизма биогенного минералообразовання. Назовем их условно А и Б.

По механизму А, роль микроорганизмов в процессе сводится к изменению физико-химических параметров среды. В случае с первично-осадочными карбонатами унор делается на фотоеннтезнрующую деятельность бактерий, в результате которой происходит понижение рН среды и следовательно насыщение ее тем или иным карбонатом ( Калиненко, 1952, Маслов, 1961, Лано, 1985, Lalou, 1957, Buczynski anS Cliafetz, 1991, Chafctz, 1986, Monger et. a)., 1991, Thompson and Ferris, 1990, и др.)- Садка изученных обособлений таким путем преде гавлнетсн сомнительной, так как общепризнанным является то, что дпагеистическое карбонатообразоваине осуществляется в анаэробных условиях, исключающих дет ельность фотосинтезируюшнх организмов.

Бидон змененный вариант описываемого механизма был применен впервые Р. Райсвслом (Raistvcll, 1971, 1976, Coleman, Raisxvell, 1981 ) для объяснения формирования днагенетнческих кальцнтовых конкреций из юрских отложении Иоркшнра ( Великобритания ). Развиваемые упомянутым автором представления заслуживают самого серьезного внимания. Суть их сводится к следующему (рис. 8, Б ).

Р.Рансвел предполагает, что осаждение карбонатных сгнжснпн протекает в закрытой ( нлн частично закрытой ) системе. Он исключает состояние повсеместного пресыщении растворов карбонатам ( для чего требуется, как отмечалось выше, присутствие в них помимо всего прочего н огромною

количества OB ) н таким образом осаждение из них днагенетнческих обособлений различного состава. Им допускается, что возникновению их предшествует микробиальнаи деятельность в изолированных точках. Как только осадки отделяются от вышележащей морской воды в норовых водах концентрация ОВ попытается. Излишки питательного вещества, позднее и сульфат ион, диффундируют к местам популяции, обеспечивая мнкробиальную активность, с которой слизано выделение в изолированных точках lICOj и IIS. Каждая популяция со временем ( если подток вещества осуществляется стабильно ) расширяет вокруг себя микросреду, характеризующуюся повышенной концентрацией IlCOj и HS , обусловливает локализацию супернасыщення сульфидом железа и кальцитом. Микробиальные процессы на поверхности растущих конкреций посредством метаболизма ОВ продуцирует IICOj попы, которые затем расходуются на осаждении кальцита. Каждый новый прирост кальцита на поверхности конкреций является результатом деятельности микроорганизмов. Углекислому газу не отводится роль растворителя карбонатных зерен илов. Катионы, идущие на формирование стяжений, извлекаются из норовых иод. Все это находится в хорошем соответствии с данными по изотопному составу углерода обособлений. Но трудно согласиться с Р. Рансвелем и др. ( Raiswell, 1971, 1976, Coleman, Raiswell, 1981 ),. в том, что состояние пресыщения, обеспечивающее выпадение из растворов CaCOj, контролируется процессами сульфат редукции, охватившей локальные участки. С02 биогенного происхоаадснни в иловых растворах современных бассейнов осадконаконлення имеет площадное распространение ( Кногеохнмия..., 1976, Геохимия...,1980 ).

Изложенным механизм не в состоянии объяснить также причину наблюдаемого порядка в распределении диагенетическнх карбонатов. Еще век назад установлено, что их состав устойчив но латералн отложений. Локальность состошиш пресыщения растворов ие может гарантировать свертывание в горизонте ила диагенетическнх карбонатов одного, определенного состава. Вряд ли при этом рСО: всюду будет характеризоваться одинаковым значением, способст вующим коагуляции карбонат on идентичного гнна.

Биогенное минералообразованне но механизму' 1> предполагает осуществление процесса внутри организмов. Установлено, что клеточные сгенин, представляющие собой

барьер на пути поглощаемых и продуцируемых бактериями исщестп, характеризуются анионной природой ( Beveridge, 1981, Beveridge an5 Fyfe, 1985 ). В процессе жизнедеятельности и клеточных стенках бактерий происходит стехнометрическое гаанмодейстпне между ионами металлов и активными центрами ( отрицательно заряженными ), - которые и дальнейшим служат в качестве ядер зародышей • во внутриклеточном пространстве. Так в течение иензни бактерии прогрессивно связывают в своих клетках значительное количество положительно заряженных ионов. Беверндж 1« др. ( Beveridge and Fyfe, 1985 ) отмечают, что так как все орг анизмы содержат соединения С - О, С - S, Р и т.н. то они являются потенциальными ' синтезаторами карбонатов, оксалатов, сульфидов н фосфатов. Мы считаем этот механизм приемлемым для объяснения осаждения диагенез нчсскнх карбонатов.

Очевидно, что для осуществления бакгерннмн минералообразопания необходимо присутствие в среде их обитания н соответствующих кагиониых комплексов.. Для ответа на вопрос относительно источника Fei+, Са2+, ' ,

идущих на формирование обособлений, необходимо некоторое отступление.

При рассмотрении влияния климата на процессы днагснетического карбонатообразования была выявлена некоторая связь отдельных минеральных разновидностей днагенстических карбонатов с определенны,м сообществом растительности. Для того чтобы выяснить её прнрот/, мы ознакомились с ролыо ОН современного ландшафта. Ok:w;wioci., что она и существенной степени сводится к формированию геохимического облика субстрата ( Персль.ман, 1975, Forfcscuc, 1980 ). Например, кислые (II), кнело-глеевые (II - Fe) ландшафты нреимущестпенно снизаны с регионами распространения таежных и тропических, кальциевые -лиственных н различных кустарниковых лесов. Выделяют еще ряд переходных ( II - Са, II - Mg, С а - II - Fe и т.д. ) классов, характеризующихся смешанным составом ОВ.

Растительность современного ландшафта является также важным источником почвенных органических кислот,- таких как гумниовые и фульватнпе. Они, выщелачивая из почв катионы н соединяясь с ними, образуют мсталлоргаыичсскне комплексы ( Ефремова и др. 1984, Ковалева и др., 1967, Соколова, 1968 и др. ), которые затем но руслам рек поступают

3 7

в бассейны седиментации и поглощаются осадками. Основная часть Fe, Мп, Си, Ca, Ni, AI и др. катионов в нловых водах ассоциируются с органическими кислотами ( Карпухин и др. ,1993, Труфанов, 1982, Beck и др., 1974, Elderfkld, 1981, Greenland, 1971, Jackson и др., 1978, Krom и др., 1978, Sholkovitz ,1978, LingOngu др., 1970, Reuter и др., 1977, Nissenbaum и др.. 1976, Oliver и др., 1983, Picard и др., 1976, Rashid, 1971, ). Состав п соотношение этих кислот в значительной степени зависит от типов покрывающих ландшафты органических веществ. Например, установлено, что фулъвокислоты преобладают в субтропических поясах, в районах с таежной растительности и содержат железо-органические комплексы. ■ А гуминовые вещества широко распространены в семиарндных субтропических, стенных районах и склонны образовывать органические соединения с Са2+( Ефремова и др.,1984, Зон, 1982, Ковалева и др.,1967 Соколова, 1968, Титова, 1962, Хрусталева, 1991, Чернова и др., 1984, Cronan and Alken, 1985, Kononova, 1966 ). Хотя природа упомянутых кислот пока носит дискуссионный характер ( Звягинцев и др., 1986 ), но известна их устойчивость в широком диапазоне окислительно -восстановительного потенциала среды ( Reuter и др., 1977 ). Известно также, что они служат нищей дли ряда микроорганизмов ( Заварзин, 1972, Кузнецов, 1970 ). Например, фульвокнслоты расщепляются бактериями SiSerocapsa, Naumanicla и др. и при этом освобождается Fe2\ '

Естественно будет допустить, что близкую роль выполнила и флора прошлого. То есть она контролировала геохимический облик древнего ландшафта. Тогда следует полагать, что илы бассейнов, окаймленных таежными и тропическими лесами, должны были содержать много фульвокислот. А в областях развития лиственной, кустарниковой и травянистой растительности осадки водоемов были обогащены гумннопой кислотой. Органомннсральнме соединения указанных кислот выступали, по всей вероятности, в качестве пез'очннков катонного комплекса, поддерживающего процесс формировании днагенетн чсских карбонатов. "Схематически он может быть представлен так ( рнс.9 ).

В нЛах в местах гниении трупов организмов или рис«итсльных остатков возникают рлтшчнме бактериальные колонии, употребляющие в качестве инщн, в частости, фульво

Рис.9. Схематическая модель бактериально! о осаждения днагснетич^гкнх карбоиатов.

- и гуминовые кислоты. При благоприятных условиях ( под которыми следует понимать прежде «сего, наличие в среде легко усвояемой пищи ) с этих точек начинается размножение популяций, нередко в виде концентрических колец ( способ роста бактериальных колоний). 13 течение жизни бактерия, поглощая и расщепляя органомннеральные комплексы, накапливают в стенке металлические иопы, которые " в результате взаимодействия с отрицательно заряженным анионом ( в данном случае СО " ) ¡слетки образуют во внутриклеточной среде различные соединении карбонатов.

Размеры очагов, следовательно, и обьем выпавших карбонатов, определяются скоростью деления бактериальных клеток, которая при прочих равных условиях будет зависеть от запасов в нлах соответствующих металлор!анических кислот. Напомним, что последние устойчивы в широких пределах рП среды, чем соответствующие неорганические соединения, и поэтому образование днагенетнческих карбонатов предложенным способом не предполагает изменения окислительно - восстановительного потенциала среды. Состав днагснстнчсскнх карбонатов определяется типами присутствующих в осадках органомннеральных комплексов н, разумеется, деятельностью разлагающих их бактерий.

Изложенное представление легко разрешает ряд проблем, возникающих при попытке объяснить выпаденне карбонатных .обособлении чисто химическим путем. Например, содержания C'a2 f, Mg2*, Fe2+ во вмещающих отложениях остаются на кларковом уровне потому, что они не участвуют в процессе днагенетического карбоиатообразовании; формирование стяжений" с кальцнтовым ядром и сидернтовон оболочкой обусловлено сменой типов органомннеральных соединений в период диагенеза; устойчивость карбонатной составляющей обособлении но латералн отложений вызвана идентичностью состава металлоорганнческих комплексов плов на значительных участках, и т.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты завершенного исследовании днлгенетичсских обособлении сводя 1 си к следующим основным пунктам.

I. Карбонатные- включении разнообразной формы и размеров распространены в террнгенпых отложениях рнфен, ордовика, карбона, нермн, триаса,юры, ме.ча и палеогена Урала. Они iviai аюгея в основном возникшими в раннюю

стадию литогенезя (диагенеза) тремя минералами - сидеритом, кальцитом н доломитом, каждый из которых как правило образует монофазное выделение ( без изоморфных замещений )

2. Минеральный состав диагенетических карбонатов коррелируете!! с фацнальными условиями седиментация не всегда отчетливо вследствие влиянии на процессы аупиешкго минералообразовання множества иных факторов. В их числе заметная роль принадлежит климатическому факгору, опосредованно воздействующему на процессы днагенетичсского карбонагообразовашш через состав мннералоч>рга!Шческ:нк и газовых компонентов осадка. Многофакторность литогенетнческих процессов в ряде случаев приводит к: тому,, что одинаковые по своему составу карбонатные стятчш» формируются внутри разных фациальных типов осадков (морских, континентальных).

3. Формирование диагенетических карбонатных обособлений, присутствующих в терригенных толщах У рада, во многом связано с жизнедеятельностью микроорганизм!«. - не только в самом бассейне седиментации, но и на его водосборных площадях и путях миграции газоводных растворов, где осуществлялся синтез металлоорганнческих соединений (с нонами Са, Mg и Fe), поступивших затем в осадки конечных водоемов стока. Эти мннераллоорганическне соединении служили питательной средой для бактериальных колонн».', определенным образом влиявших на направленность процессов аутнгеиного карбонатообразования.

4. Исследование карбонатных сгпжсиий являетси неотъемлемым элементом детального лиголого-фациалыюго анализа. Однако вещественный состав их с. гсдует рассматривать в качестве одного из важней шш, ко вспомогательных критериев, учитываемых в комплексе с другими первичными (генетическими) признаками вмещающих пород применительно к реконсгруктнрованню условий седименто- и лнгогенеза.

Из перечисленных тезисов еле,дует, что итоги выполненной работы привели к значительному пересмотру взглядов на факторы, контролирующее диагенетнчеекчх-

карбонатообразоваине. По существу предлагается нонан модель, которая принципиально отличается or известной.

Конечно, не lice вопросы удалось решить. Прежде всего, это касается деталей биогенного выделении диагенетических карбонатов. Сказывается отсутствие экспериментальных

данных осуществления механизма процесса и недостаточно .высокий уровень знании нами проблем экологии мнкроорганнзмов.

Требует дальнейшего изучении механизм изотопно -углеродного обмена при бактериальном синтезе карбонатов. Оказались ие освещенными в предлагаемой работе днагенетичсскне карбонаты из отложений верхнего палеозой Колва-Вншсрского кран.

Поваи модель происхождении диагенетическнх карбонатов в значительной степени конкретизирует основные направлении их применении в научных н практических цели*. Они могут быть использованы в качестве вспомогательных признаков при лнтолого-фацнальном анализе, расчленении и корреляции вмещающих их отложений в ограниченных участках. Кроме того, но минеральному составу обособлений возможно суждение о геохимических, а в отдельных случаях и биохимических типах ландшафта, окаймлиющего бассейны осадкой акоплення. По, налеоклнматическне и

налсогидрохнмнческие реконструкции на основе анализа карбонатных составляющих обособлений могут быть ошибочными.

Большое будущее имеет использование данных но изотопному составу кислорода н углерода карбонатов стяжений. Колебание значения 5 180 в них связано с особенностями налеот ектонических, палеог идрохпмических и

иалсоклнматическнх условий оеадконакопленнн.

Список- основных работ автора

1. Расулов А.Т. Конкреционные образования из вижнсмезозонских отложений Челябинской впадины. Конкреции и конкреционный анализ нефтегазоносных формаций. Тюмень, 1983, с.79.

2. Расулов А.Т., Петрищева В. Г., Потапова З.М. Карбонатные конкреции ваерхненермских отложений Средней Печоры. Новые данные по геологии, биостратнграфин и палеонтологии Урала. Изд-во УрО АН СССР, 1985. с.28-32.

3. Расулов А.Т. Карбонатные конкреции инжнемсзозонскнх огложенип Урала. Нзд-во У11Ц АН СССР, Свердловск, 1985, 59 с.

4. Алексеев В.П., Кошевой В Н., Расулов А.Т. и др. Мею. (ика ли I олого-фацналыюго а пали ¡а угленосных формаций. Из.ню УрО АН СССР, 1987., 59 с.

5. Расулов Л.Т., Степанова И.Л., Мсдведовская II.1». Изотопы С к О в карбонатных конкрециях ннжнемезозойпенх отложении Челябинской впадины. Новые данные но геологии Урала. Пзд-во УрО ЛИ СССР, 1987. с.147-151.

6. Расулов Л.Т. Карбонатные конкреции пермских молассоидов Приполярного Урала. Пзд-во УНЦ ЛН ('ССР, 1987, 58 с.

7. Pacjvion Л.Т., Цурнн В.Л. Месбаузровскнн :>фф г кг в сидеритах in угленосных отложении Челябинской впадины. Новые данные но минералогии Урала. Ичд-во УрО ЛН СССР., Мнасс, 1988. с.57-59.

8. Расулов Л.Т. Карбонатные кошерецнн каменноугольных отложении Среднего Урала. Нзд-no УрО ЛН СССР, 1988, 58 с.

9. Расулов А.Т. Карбонатные конкрецин утленосных отложеиий Печорского бассейна. Изд-во УрО ЛИ СССР, ¡1988, 57 с.

10. Алексеев В.Г1., Кошевой В.Н., Расулов А.Т. и др. Методика корреляции зтлсиосных отложений. Нзд-во УрО All СССР, 1989. 59 с.

11. Pacjvion А. Т. О глубине формировании днагеиетнческнх карбонатных конкреции. Конкреции докембрия, Л. Паука, 1989, с.217-221.

12. Алексеев В.П., Кошевой B.II., Расулов Л.Т. н др. Палеогеография триас-юрских угленосных отлокешш азиатской часгн СССР. Изд-воУрО АН СССР, 1990. 62 с.

13. Расулов Л.Т. Днагенетические карбонаты пермских отложений Урала( тезисы ). Пермская система земного шара. Международный конгресс, Пермь, 1991, с.45.

14. Расулов А.Т. Дпагенстнческне карбонаты п тсррнгенно-осадочных толщах Урала. Карбонатные форма ¡»ни н условии нх образовании. Пзд-во УрО All СССР, Свердловск, 1991. с. 33-35.

15. Алексеев И.П., Кошевой H.H., Расулов Л.Т. к др. Внутрнконтннентальныс раннемезозойскне угленосные формации азиатской части СССР. Изд-во УрО АН СССР, Свердловск, 1991. 70 с.

16. Расулов Л.Т. Карбонатные конкреции терркгенных толщ верхнего палеозоя н нижнего мезозоя Урала. Пзд-во УрО ЛИ СССР, Свердловск, 1991, 118 с

17. Расулов Л.Т. Карбонатные кошера;;;;; из отложен»ii ордовика Южного Урала. Новые данные но стратш рафии и

литологии палеозой Урала п Средней Азии. Пзд-uo УрО РАН, Екатеринбург, 1992, с. 125-132.

18. Расулоп Л.'Г. Распространение н условии образовании днагенетическнхкарбонатов. Екатеринбург, Паука, 1992,135 с

19.Алексееи 1J.11., Кршшхин С. Р., Расулоп А.Т. п др. Угольные пласты триас-юрских отложении азиатской части СИГ. Нзд-во УрО РАН, Екатеринбург, 1993, 80 с.

20. Алексеев В.П., Крнвихин С. В., Расулоп А.Т. и др. К необходимости переоценки ро.пг генез нческих исследований и угольной геологин. Изд-по Уральского горного института. Серии геологии и геофизика, вып. 2,1993, с.14-21

21. Расулоп А.Т. Диагенез и ческис карбонаты в отложениях Трощкопского каменноугольного месторождении. Геологии угольных месторождении. Межвузовский тематический сборник. Уральский горный институт. Екатеринбург, 1993, с.124-126.

22. Расулов А.Т. К палеогеографии угленосных отложений верхнего палеозоя Среднего Урала. Геология угольных месторождений. Межвузовский тематический сборник. Уральский горный институт. Екатеринбург, 1994, с.82-85.

23. Расулов А.Т. Палеотемпературные условия юрского торфоКаконлешш ( па примере Кызылз альской депрессии Турганского прогиба). Геология угольных месторождений. Екатеринбург,1995, с.191-195

24. Rasulov A. Distribution and origin of diagenetic carbonates. ZBL. Geol.PaleontoL Teil 1,1996, Stutgart, p.357-362

25. Rasulov A. Unusual mineral composition of Precambriaii stromatolithes from the Urals. 6 International symposium on fossil algae and carbonate platforms. Ankara, Turkey, 1995. p.26.

26. Rasulov A. Carbon and oxygen isotope values of carboniferous , scSimentary and diagenetic carbonates.XIII International congres on the Permian. Krakow, Poland, 1995, August 28 - September 2,1995 Polish Geology Institute, p. 120

27. Rasulov A. Carbonate concretions: indicator of early diagenesis in the Riphean shales of the South Urals. Precambrian of Europe: stratigraphy, structure, evolution and mineralization. 9th meeting of the Association of European Geological Societies.4-15 September 1995. St.Petcrsburg, p.92.

28. Rasulov A- Depositional environment recorded by carbonate concretions of the Carboniferous coal-bearing sediments fr om the Urals. Sequence stratigraphy applied to coal-bearing strata: quo vadis/ Belgium. 1997, in pres.

1 44

29. Расулои Л.Т. Способ расчленении геологического разреза угленосной толщи. 1986, Ангорское синдегельстпо СССР, 1233081.

30. Расулон А. Г. Способ расчленении геологического разреза угленосной толщн. 1991, Ангорское спидетел 1,сзно СССР, 1728829

ПОДПИСАНО К ПЕЧАТИ 22.10.97r ФОРМАТ 60x84 1/1в ОБЪЕМ 2.0 П.Л. ТИРАЖ 100 ЗАКАЗ 1009.

ЦЕХ N9 4 ОАО' ПОЛИГРАФИСТ' п. ЕКАТЕРИНБУРГ.ТУ РГЕНЕВА.20