Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология и условия формирования верхнеюрских галогенных и красноцветных отложений Придобруджья

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Литология и условия формирования верхнеюрских галогенных и красноцветных отложений Придобруджья"

ОРДЕНА ЛЕНИНА И ДРУЖБЫ НАРОДОВ

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

На правах рукописи УДК 552:551.762-61/62(234.421.1)

ТЮРЕМИНА ВАЛЕНТИНА ГЕОРГИЕВНА

ЛИТОЛОГИЯ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ БЕРХНЕЮРСШХ ГАЛОГЕННЫХ И КРАСНОЦВЕГШХ ОТЛОНЕНИЙ ПРИДОБРУДЖЬЯ

Специальность 04.00.21 - литология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералегических надк

Киев - 1992

Работа выполнена в Институте геологических наук Академии наук Украины.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

- доктор геолого-минералогических наук О'.И.Петриченко (ИГГТИ АН Украины, Львов)

- кандидат геолого-минералогических наук Б.С.Слюсарь (Государственный департамент республики Молдова по охране окружающей среды и природным ресурсам, Кишинев)

Ведущая организация:

- Институт геофизики и геологии АН Республики Молдова (г.Кишинев)

Защита диссертации состоится " " ///¿"^^ 19&г. в " Ю" часов на заседании специализированного совета Д 016.54.01 при Институте геологических наук (ИГН) АН Украины.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГН

Автореферат разослан " ¿У^ 19 г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 252054, Киев-54, ул.Чкалова,55-6, Ученому секретарю спецсовета.

- доктор геолого-минералогических наук Д.П.Хрущов

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат 1

наук

| ВВЕДЕНИЕ

.. :. ,{ Актуальность теш. Изучение литологии и условий образования парагенеза верхнеюрских галогенных и красноцветных отложений ;'212^Ь|идобрудкья представляет интерес с точки зрения поисков вполне определенного комплекса полезных ископаемых, ассоциирующих с ними генетически и парагенетичесни. С галогенными образованиями связаны каменная соль и сульфатно-кальциевые породы, в красно-цветно-терригенных отложениях на контакте с галогенными, установлена полиметаллическая минерализация. Геологическое строение Лридобруджья отличается рядом особенностей, которые обусловили затруднение при стратиграфическом расчленении и корреляции верхнеюрских отложений, а также неоднозначную трактовку их фациаль- ' ных изменений, региональной и локальной тектоники; это затрудняет расшифровку палеогеографических и палеотектонических обста-новок развития региона в позднеюрское время. В связи с этим, и на основании получения новых данных, возникла необходимость обобщения всего накопленного материала, что и определяет актуальность постановки исследований, освещенных в настоящей работе.

Цель исследований заключалась в* том, чтобы выяснить геологическое строение и вещественный состав, реконструировать условия образования верхнеюрских галогенных и красноцветно-терриген-ных отложений Придобруджского-прогиба, как единого парагенеза формаций аридного литогенеза, с целью создания научной основы для прогнозирования связанных о ними полезных ископаемых. В связи с этим возникла необходимость решения следующих задач: I).Установление форма ционнкх единиц верхнеюрского разреза, включающего красноцветные и галогенные толщи; 2). Изучение вещественного состава пород; 3). Исследование минералого-петрографических и геохимических особенностей пород с целью определения их генезиса и установления корреляционных признаков; 4). Выяснение вертикальной и латеральной изменчивости вещественного состава, а также пространственных взаимоотношений породных и флциалъных ассоциаций (литостратиграфия); 5). Установление эволюции осадконакопле-ния в кимериджское и титонское время; 6). Разработка литолого-геохимических моделей бассейнов красноцветно-терригенного и галогенного осадхонакопления; 7). Составление литолого-фациальных и палеогеографических карт, как'основы прогноза полезных ископаемых.

Фактический материал и методика исследований. В основу работы положены результаты исследований, выполненных лично автором в процессе поисково-разведочных работ на каменную соль в Одесской области в период 1982-1990 гг. Основной объем информации получен в результате детального литологического изучения разрезов красно-цветно-терригенных и галогенных отложений по керну 21 скважины (15301 п.м.), а также осмысления фактического материала по ренее пробуренным 367 нефтегазопоисковьм скважинам. Формационный анализ отложений выполнен на основе структурно-текстурного метода. Изучено около 420 полировок и пришлифовок, результаты представ- . лены в виде описания и фотографий. При изучении вещественного состава применялся гранулометрический, петрографический, химический, иммерсионный, спектральный, ультрамикрохимический,'рентгенографический, электронно-микроскопический, минералогический виды анализов. Аналитические работы производились в лабораториях ПГО "Крымгеология", ИГН, ШТИ АН Украины. При обработке результатов применялись математическая статистика, факторный анализ и метод' многократной корреляции.

Научная новизна. Впервые проведено детальное изучение вещественного состава, структурно-текстурных, геохимических и генетических особенностей красноцветно-терригениых и галогенных пород кимеридж-титона Придобрудлья. На основе формационного анализа проведено литостратиграфическое и фациальное расчленение отложений, разработаны литологическая и геохимическая модели бассейнов красноцветно-терригенного и галогенного осадконакопле-т ния, выполнены крупномасштабные палеогеографические реконструкции для верхнеюрского бассейна Дридобруджья и мелкомасштабные для Карпатско-Добруджско-Крымской зоны.

Практическая ценность.Составлены литолого-фациальные карты^ отражающие распределение основных типов разрезов красно цветных < и галогенных пород; с учетом генетических данных на картах выделены зоны благоприятные для соленакопления, что позволило дать прогнозную оценку соленосноста верхнеюрских галогенных отложений Придобруджья. Каменная соль представляет интерес как сырье для народного хозяйства. Она не содержит признаков содо-и каяиенос-ности. Литолого-фациальные карты послужили основой для составления палеогеографической карты титон-кимериджского веха, которая представляет научную базу для проведения геолого-съешчных и поисковых работ. _.

2

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 5 научных райот, в том числе один пре,-принт (в соавторстве). Материалы содержащие основные положения работы, докладывались на пленуме республиканского литологического комитета (г.Киев,1984 г.), на конференции молодых ученых и специалистов Института минеральных ресурсов Сг.Симферополь, 1986 г.), на 1У Республиканском диалогическом совещании "Литология осадочного чехла УССР (палеогеографические аспекты) (г.Керчь, 1987 г.), на семинаре молодых • ученых ИГГГИ АН УССР "Минералого-геохиммчеехпе критерии поисков и моделирования процессов формирования месторождений полезных ископаемых" (г.Львов, 1989 г.),- ка Всесоюзном семинаре-совещании "Осадочные и вулканногенно-осадочные формации " (г.Баку, 1990 г.). Результаты исследований по теме диссертации еозли в ряд производственных отчетов. ■

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом /¿¿стр., в том числе /У4 стр. машинописного текста, II таблиц, 24 рисунка, 65 фотографий и списка литературы из 129 наименований.

Работа выполнена б 1986-1590 гг. в отделе литологии Инсти-. тута геологических наук АН Украины под научным руководством доктора геолого-минералогических наук Д.Л.Хрущова, которому автор очень.признателен за внимание и ценные срветы на всех этапах исследований.

Автор пользовался консуяьтацдяии доктора г.-м.н.В.А.Хомен-ко, научного сотрудника Г.С.Компанец, кандидата г.-м.н.ЛЛ'.Кулиа (ИГН АН Украины), мл.научн.сотр.Е.В.Хмелевской (ИГГГИ АН Украи« ны). Большую помощь в офор?Алении диссертации оказали Ф.В.Кобец и А.Н.Рыбакова (Причерноморская ПСЭ). Автор считает своим долгом выразить им искреннюю благодарность.

СОДЕРлОШК РАБОТЫ

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВЕРХНЕЮРСКИХ СТД'ШЮ'.

Изучение аерхнепрских отложений проводилось в несколько этапов и тесно связано с развитием геолого-разведочных работ в регионе. На начальном этапе, благодаря исследованиям П.М.Сухареви-ча, П.К.Иванчука, Б.М.Полухтовича, Ы.М.Данич и В.А.Собецкого, Л.Ф.Романова (1966), В.Ф.Ыороза, Б.С.Слюсаря и В.С.Макареску (1968), М. А.Петросьянц изучались стратиграфия и общие закономерности геологического строения Придобруджья.

Следующий этап связан с необходимостью изучения и обобщения фактического материала, полученного в период 70-х годов. Результаты исследований обобщены в публикациях: Ю.М.Бутковского, С.М.Кореневского, Л.^.Романова (1976,1970), В.С.Слюсаря (1971).

Новый этап в изучении отмечен началом целенаправленных поисковых работ на каменную соль в период 1982-1990 г!г., при которых особое внимание уделяется литолого-фациальным, минералогическим, геохимическим исследованиям. Отдельные результаты последних лет., касающиеся литологии и условий образования парагене-за красноцветно-терригенных и галогенных отложений Нридобруджья -' освещены в публикациях В.Г.Тюрешной и Е.В.Хмелевской.

Однако работ, специально посвященных комплексному изучению парагенеза верхнеюрских красноцветно-терригенных и галогенных пород и связанных с ними полезных ископаемых для.территории юго-запада ¿'¡тгеины нет. Данная работа поможет в некоторой степени восполнить, этот пробел. . .

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РЕГИОНА В главе кратко изложены современные представления о геологическом строении региона. Придобруджский прогиб расположен в пределах гетерогенной Скифской плиты в зоне, ее сочленения с древней Восточно-Европейской платформой и вьщеляется по комплексу юрских морских терригенных (средняя юра - келловей) и карбонатных (оксфорд - нижний кимеридж), а также лагунно- морских эвапоритовых и песчано-глинистых (верхний кимередж-'.титон) отложений. Прогиб представляет собой четко выраженную депрессион-ную структуру, борта и осадочное выполнение которой деформированы в результате позднекиммерийской складчатости, и имеет наложенный характер. -<

В результате отрукгурно-формационного изучения верхнеюрской красноцветной толщи на основании того, что она сформировалась в один этап тектонического развития, и .в одной структурно-тектонической единице, вцделена молассоидная соленосно-галоген-но-терригенная формация, которая по вещественному составу и режимам осадконакопления подразделяется на две субформации: крас-ноцветную соленоено-терригенно-галогенную или галогенную (кон-газская свита) и красноцветно-терригенную (чадыр-лунгская свита).

Глава 3. ЖТОЛОГО-ГЮШИЧЕСКАЯ М0ДОБ К0НГАЗСК0Й СКОТ КАК КРАСНОЦБЕТНОЙ СОЛЕНОСНО-ТЕРРИГЕНКО-ГАЛОГЕННОЙ СУБ40РМАЦКИ

Литолого-геохимическая модель, включает описательную часть, содержащую статическую и динамическую характеристики субформации и графические материалы, отражающие пространственное распределение литофаций.

В разделе "Парагенез галогенных и красноцветных отложе_ний" рассмотрены особенности данного парагенеза в галогенной субформации в условиях Придобруджского шовного прогиба Восточно-Европейской платформы. По литолого-геохимическим особенностям суб-формашя расчленяется на пять пачек (снизу-вверх): известняково-глинистую (А), глинисто-доломит-ангидритовуга (Б), нижнюю ангидрит-глинистую (Б^), соленосную (8), верхнюю ангидрит-глинистую

• Анализ литологических особенностей галогенной субформации Придобрудяья показал, что распределение литолого-фациальных комплексов подчиняется определенной закономерности. На площади развитм эвапоритовых. отложений отмзчается зональное распределение различных типов разрезов, характеризующихся закономерным соотношением основных типов пород (каменной соли, гипсов, ангидритов, карбонатов, глин). Впервые вьщелены три типа разрезов галогенной субформации - полный, конседиментационно-сокращешшй и постседичентационно-сокращенный, каждый из которых включает несколько разновидностей. К полным отнесены разрезы, представленные набором всех ■ описанных ранее пачек субформации, а к сокращенные - те, в которых отсутствуют одна или несколько, или часть пачки сводного разреза. Среди полных разрезов выделены галит-глинисто-карбонатно-сульфатная, сульфатная, карбонатно-сульс^атно-глинистая и сульфатно-карбонатная разновидности.

На некоторых участках центральной части эвапоритового бассейна наблюдается резкое уменьшение мощностей галогенной субформации до 50-80. м, выпадение отдельных пачек из разреза, полное отсутствие галита, наличие внутриф.ормационных размывов и несогласное взаимоотношение с подстилающими отложениями оксфорда.Это обусловлено, по-видимому, наличием на этих участках поднятий - докимериджского рельефа, образованных рифогенными постройками оксфордского времени. Развитые здесь разрезы определены как кон-седимементационно-сокраценные, среди них выделены карбонатно-гли-: нисто-сульфатная и |карбонатно_-глинистая_ разновидности.

5

I

Постседиментационно-сокращенные разрезы развиты локально и характерны для зон поднятий домелового рельефа. Среди них отме-. чаются сульфатно-глинистая и карбонатно-сульФатно-глинистая разновидности.

В разделе "Мин ерал о го-п етро графические особенности несоляных пород" обобщены результаты изучения терригенных, глинистых, карбонатных, сульфатных и смешанных сульфатно-карбонатных пород, вьщеленных в составе конгазской свиты.

Терригенные породы (песчаники, алевролиты) характеризуются массивной, иногда горизонтально-слойчатой текстурами; олигоникто вым полевошпат-кварцевым составом при средней окатанности обломочного материала; присутствуют глауконит, рудные минералы (пирит, лимонит, магнетит), обломки углефициро ванного детрита, акцессорные минералы - циркон, турмалин, рутил, анатаз, брукит; цемент - гипс карбонатный," карбонатно-гипсовый, доломитовый, глинисто-карбонатный.

Глинистые породы сложены гидрослюдой, хлоритом и серицитом. Практически всегда присутствуют округлые стяжения гипса и ангидрита, которые иногда составляют 40-50% объема. Они являются ау-тигенными компонентами и образовались, по-видимому, в начальные фазы диагенеза в рыхлом сильно обводненном осадке. Отложение глин без значительной примеси песчаного материала происходило в бассейне на некотором удалении от берега при повышенной солености вод и относительной стабильности тектонического режима в области сноса.

Среди известняков выделяются криптогенные (преобладают), органогенные, хемогенные. В известняках отмечается незначительная примесь обломочного материала (до 55?), представленного в основном кварцем, редко полевыми шпатами. Присутствуют также аутиген-ныэ ангидрит, гипс, целестин, пирит, лимонит. Образование известняков происходило, по-видимому, в мелководном бассейне с' некоторой заиленностью дна.

Доломиты средне-и мелкозернистые, массивные, реже неясно-слоистые, пятнистые и полосчатые за счет чередования различно окрашенных участков породы. Сложены на 65-95% мелкими ромбоэдрическими кристаллами доломита, глинистым материалом (гидрослюдой и хлоритом) и пелитоморфным кальцитом. Изредка основная масса пропитана гидроксидами железа^ в ней встречают гнезообразные

скопления и единичные корродированные зерна ангидрита, гипса, отдельные биоморфные образования.-Примесь обломочного кварцевого материала составляет 5-15Я. По всей породе рассеяны зерна антигенного пирита, отмечаются единичные скопления гематита, вкрапления галенита,- халькозина.

Среди доломитовых пород отмечаются смешанные ангидритовое доломиты, состоящие на 60-70% из доломита- и на 25-30^ кз ангидрита. Структура их тонкозернистая, алевритовая, гранулярная. Текстура пятнистая, полосчатая, очковая. В тонкозернистой массе доломита развиты включения аутигенного ангидрита.

Сульфатные породы представлены ангидрита:.®, гипсами и гипс-ангидритами. Ангидриты образуют пропластки, прослои, линзы,гнезда, стяжения, подстилают и перекрывают пласты соляных пород, в виде тонких прослойков чередуются с каменной солью, иногда выполняют трещины в терригенных и карбонатных отложениях. Структура их тонкозернистая, микрозернистая, чешуйч.тгач, волокнистая, реже спутанноволокнистая, радиалыго-лучистая, листоватая, таблитчатая и порфиробластовая. Текстура пород массивная, микротекстура зачастую ячеистая, подчеркнута' сетью тонких глинистых прожилков. В виде примесей присутствуют доломит, тонкозернистые скопления кальцита, мелкозернистый пирит, округлив включения глинистого вещества. Глинистые агрегаты по данным рентгенометрических исследований сложены хлоритом. Довольно часто наблюдаются вкрапленники углефицированного растительного детрита. В одной из скБажин обнаружены кристаллы целестина размером до Г см.Примесь тонкозернистого целестина фиксируется также рентгенометрическим методом.

Гипсы от мелко- до крупнокристаллических, с примесью карбонатного и глинистого материала. Из рудных минералов встречается пирит. Трацины выполнены кальцитом.

Минералого-пзтрографические особенности каменной соли (петрографическая характеристика, гранулометрический и минералогический состав воднонерастворимого остатка) приводятся в отдельном разделе и дополняют литологическую модель субформации. Каменная соль неравномерноеернистая, преимущественно средне-крупнозернистая реже гигантозернистая. Текстура массивная, мелко-, средне- и грубослоистая, местами слабо выраженная флюидальная. Слоистость обусловлена чередованием участков с различной структурой, неравномерным распределением примесей или присутствием

тонких (1-5 мм) прослойков ангидритово-глинистого материала. Последние отмечают годичную цикличность в образовании соляного осадка.

По количеству примесей соляные породы подразделяются на несколько разновидностей, наиболее распространенными являются, чистая и слабо загрязненная каменная соль, в нерастворимом остатке превалирует-пелитовая фракция (41-65$). Основным компонентом воднонерастворимого остатка является ангидрит, в небольших количествах встречаются кальцит, доломит, кварц, флюорит,целестин и пирит. Процессы антигенного ыинералообразования в каменной соли мокно отнести, вероятно, к стадии раннего диагенеза.Такие минералы как ангидрит, "карбонаты, кварц могли начать кристаллизоваться на стадии седиментации с последующей докристаллизацией в диагенезе. Низкое содержание терригенной примеси в воднонерас-творимых остатках каменной соли свидетельствуют об удаленности источников сноса и устойчивости тектонического режима в период соленакопления.

В разделе "Геохимические особенности пород", дан геохимический облик галогенной субформации по породообразующим элементам, который коррелируется с литологической моделью, установлены основные закономерности распределения некоторых микроэлементов по результатам математической обработки данных полуколичественного спектрального анализа.

Химический состав пород свидетельствует о их сравнительно низкой зрелости (значения соотношений А1гОз/МагО и КгО/ЫагО соответственно составляет: 0,79 - ангидриты пачки В - 16,14 - доломиты пачки Б, 0,19- ангидриты пачки В - 5,12.- доломиты пачки В|); а также о преобладании одного источника сноса обломочного материала - склона Восточно-Европейской платформы. Не исключается также влияние образований Дрбруджского складчатого сооружения. Изменения значений модулей А1г0з/5Ш2 от 0,08 до 0,49, КгО/№гО от'0,19 до 5,12 свидетельствуют, что климатические условия в областях сноса испытывали периодические колебания. Абсолютные величины титанового модуля 8,59-54,0 подтверждают мелководный морской режим осадконакопления и наличие гумидно-семиарид-ной обстановки в области сноса обломочного материала.

В водорастворимой части каменной соли содержатся (по отношению к сухому остатку, %): натрий 35,7-38,69, хлор 53,39-57,40; кальций 0,89-1,45, калий 0,01-0,02, магний 0,008-0,3, сульфат-

ион 2,16-3,64, бром 0,001-0,008. Значение бромхлорного коэффициента колеблется от 0,02 до 0,14, в среднем равно 0,073 и отвечает начальной стадии садки галита по М.Г.Валяшко (1962).,

Анализ данных по распределен™ и геохимическим ассоциациям микроэлементов различных типов пород позволяет сделать следующие выводы: общее содержание микроэлементов закономерно повивается от песчаников к глинам, что свидетельствует об упорядоченном типе распрееделения, а затем к доломитам и ангидритам спадает. Исключение составляют молибден, стронций (максимальные концентрации в алевролитах); иттрий, иттербий, марганец, бор и, отчасти медь с цинком (в алевролитах минимальные содержания), а тагае барий, серебро, цирконий и сурьма (максимальные концентрации отмечены в песчаниках). В каменной соли средние содержания микроэлементов весьма низкие, из них только значения стронция близки к хларковым. Основная масса выявленных микроэлементов концентрируется в воднонерастворимой части каменной соли. Для конгазской свиты 'становлены, очень тесные коррелятивные связи ( К > 0,9) между иттрием и иттербием и тесные ( 1?> 0,7) между иттрием и бором, иттербием и бором, иттрием и серебром, хромом и никелем, хромом и титаном, никелем и кобальтом, никелем и титаном. Значительная часть тесных коррелятивных связей наила свое отражение в формуле многократной корреляции (((((У,\%2п,А§,$Ь)*,Си, Ве)5Мо,Мп.В)6Н(,Сг,Т«)7 И (((Са.йа)58п.С1,Р,и,ЫЬ)6$с,и.РЬДг, Со.вг.У)?, левая часть которой отражает сложное сочетание условий осаждения терригенного материала, хемогенного осаждения- и сорбции глинис-" тым веществом, а правая - преимущественно характер терригенной седиментации. По результатам факторного анализа построены поля распространения для различных генетических типов пород, четко разграничивающие красноцветные и "нормальные" сероцветные отложения.

Глава 4. ЛИТОЛОГО-ГЕОХИШЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧАДДР-ЛУКГСКОИ СШТЫ КАК КРАСНОЦЕЕГШ-ТЕРРИГЕННОй СУБ50РЫАЦНИ Чадыр-лунгск'ая свита сложена красноцветными породами преимущественно алевритового и глинистого, в меньшей мере песчаного и грубообломочного состава. Наиболее полный разрез сайты, мощностью более 500 м, представлен в юзиой части Придобруджско-го прогиба.

Литостратирра^ия. На основании корреляции разрезов по количественному соотношению литолого-фациальных типов с учетом гео-

физических данных свита делится на четыре пачки, (снизу-вверх) Г,Д,Е,К. .

3 первой пачке (Г) вьщеляются глинистый, алевролитовый, алевролктисто-глинистый, глинисто-алевролитовый литокомплексы; во второй пачке (Д) - песчанисто-алевролитовый, алевролитисто-песчаньгй, алевролито-песчаный; в строении третьей пачки (Е)ос-новную роль играет глинистый, подчиненную - песчанисто-алевро-литисто-глинистый и алевролитовый; четвертая пачка (К) включает песчано-гдинистые и песчанисто-алевролитовые, незначительно.• глинистые и мергелисто-алевролитовые литокомплексы.

Минералого-петрографические особенности пород. В составе пачек красноцветно-терригенной толщи выделены обломочные, глинистые, смешанные (обломочно-хемогенные, глинисто-карбонатные) и хемогенные образования. Такая пестрота типов пород обусловлена значительной ролью хемогенной седиментации наряду с доминирующей терригенной. Обломочные породы представлены гравелитами, песчаниками, алевролитами, алевро-песчаниками.

Гравелиты слокены обломками (80-855?) глинистых ожелезненных и карбонатных пород (аргиллитов, известняков), сцементированных микрозернистьи кальцитом до с редкими зернами кварца, полевого шпата и _доломита. Среди обломочного материала отмечены угловатые зерна кварца, рудные минералы (гематит, пирит), отдельные скелетные остатки моллюсков, обрывки водорослей.

Песчаники характеризуются линейной, косоволнистой, полого-волнистой смещенной, волнистой слойчатостью-(чаще всего они чередуются). Косая отмечается довольно редко и подчеркивается включениями уплощенной глинистой"гальки. Структура песчаников разнообразная, чаще тонкозернистая. По минеральному составу терригенной" примеси выделяются мономинеральные кварцевые и олиго-миктовые полевошпато-кварцевые песчаники. Цемент - известковый, гипсовый и гипсово-глинистый. Среди аутигенных минералов развиты гипс, пирит, кальцит, доломит, рудных - гематит, лимонит.

По составу терригенной примеси, алевролиты идентичны песчаникам. По результатам химического и гранулометрического анализов выделены глинистые, песчано-глинистые, глинисто-ангидритовые и карбонатные алевролиты. Среди акцессорных минералов присутству- , ют гранат, турмалин, обсидан, рудные. Слойчатость горизонтальная, преобладает пологоволнистая смещенная, волнистая, линейная, реже отмечается косоволнистая; имеет слегка "растрепанный" рисунок, • что характерно для отложений лагун.

Агсевро-песчаники отличаются от вышеописанных пород размерами пластической части, отличить их от одного или другого типа можно только аналитически. Породы преимущественно кварцевые (50-70%), обломочный материал разной окатанности, исрашштель-но хорошо отсортирован. Локально основная масса породы обогащена листочками хлорита до (5%) и мусковита (5-15%). Цемент (3550%) базальный, поровый, ангидрит-гипсового состава с глинистой и гидроксидной железистой примесью.

Глинистые породы резко превалируют над алевролитам! и песчаниками и составляют около 56% разреза свиты. По минеральному и гранулометрическому составу основной массы вцделены глинц с преобладанием материала: глинистого, карбонатно-глкнистого, ан-гидритово-глинистого с гидроксидно-яелезистой пропиткой, а такие алевритистые, которые содержат до 2% песчаного материала,до 4% алевритового и от 80 до 95%'частиц менее 0,01 мм. Минеральный состав терригенной примеси включает угловатые зерна кварца (до 35%), таблички полевых шпатов, хлорита, мусковита, органического пнритизированного и обуглиЕЕегося вещества. Минеральный состав глинистых пород определяется по данным рентгено-структурно-го и электронно-микроскопического анализов. Здесь установлен комплекс обломочных и аутиганных минералов: гидрослюда, палыгор-скит, хлорит, монтмориллонит, кварц, полевой шпат,, гипс, на ль г цит, гематит.

Для известняков характерна значительная примесь терриген-ного материала (до 35-45%), которая сложена преимущественно кварцем (до 30-35%), встречаются неравномерно рассеянные литокласты (до 5%) буроватых аргиллитов. Основная масса (55-65%) сложена мелкозернистым перекристаллиэованньм кальцитом с пятнами гидро-ксидов гг.елеза и включениями рудных минералов. Текстура массивная, структура псаммитовая, порфировая.

Доломиты тонкозернистые, местами загипсованные. Терригенная примесь состоит из кварца (3-7%) с единичными зернами полевого шпата. Из рудных минералов отмечен пирит (до 1%).

К смешанным глинисто-карбонатным породам относятся мергели, сложенные пелитовкм материалом до 97%, содержание песчаного и алевритового - незначительное. Пелитовая составляющая представлена карбонатным и некарбонатным материалом. Карбонатная часть сложена, в основном, пелитоморфным (частично - микрозернистым) кальцитом (содержание СаСОз в породах достигает 51%) с незна--чительной примесью доломита, некарбонатная - преимущественно,

гидрослюдой, каолинитом, монтмориллонитом.

Анализ породного состава литокомплексов дает возможность сделать выводы, что их распределение по площади и по времени контролировалось, в основном, гидродинамикой конечного бассейна, а также механизмом палеотектоники как в области сноса, так и в акватории бассейна; довольно однообразный состав и характер замещения литокомплексов, клиновидное внедрение с постепенными границами свидетельствуют о пологом, выровненном дне древнего водоема. ' '

В разделе "Геохимическая характеристика" описывается геохимическая модель субформации по породообразующим элементам, которая характеризует в постседиментационные стадии литогенеза малодинамичную относительно равновесную систему. По данной модели можно сделать вывод о некоторых условиях мобилизации вещества в источниках сноса и об условиях седиментации - прежде всего процессах дифференциации. Так в глинах по сравнению с другими . породами значение модуля А1г0з/Маг0и КагО/ИагО выше, что свидетельствует о более полкой, хотя в общем, средней зрелости. Значение модуля А1г0з/Т10г изменяются от 10,4 до 20,1, что свидетельствует о кислых условиях среды выветривания (рН меньше 6) и характеризует гумидные климатические условия в областях сноса.

'• Глава 5; УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПАРАГЕНЕЗА КРАСНОЦВЕТНО-ТЕРРИГЕННЫХ И ГАЛОГЕННЫХ ТОЛЩ Бассейн соленосно-терригенно-галогенного осадконакопления. Анализ литофаций приводит к выводу, что Придобруджский эвапоритовый бассейн бьш полуизолированным водоемом со сложными очертаниями береговой линии. В нем существовали мелководные участки (барьеры), разделяющие его на более мелкие суббассейны. Особенно выражена эта расчлененность в центральной, наиболее прогнутой части бассейна. Роль барьеров играли рифогенные пос- -тройки оксфордского возраста, которые образовывали поднятия и . способствовали не только расчленению бассейна, но и, возможно, его изоляции от основных мор'ских вод. Для суббассейнов характерна неодинаковая скорость прогибания дна и различная концентрация солей, что в значительной степени определило ограниченное развитие соленосных отложений. Морские воды в бассейн поступали, вероятно, с юго-востока, на что указывает простирание соляного пласта в район дельты Дуная, на территорию Румынии. Подтверждением этого может служить присутствие верхнеюрских хеыогенных

отложений на шельфе Черного моря. Основной областью сноса являлся склон Восточно-Европейской платформы, второстепенной некоторые этапы осадкообразования - Добруджа.

Выделены два этапа в образовании эвалоритовых отложений. Для первого характерно осаждение часто переслаивадцихся маломощных прослоев ангидритов, доломитов и глинистых пород, что свидетельствует о неустойчивости процесса галогенеза. Общая мощность этих отложений составляет 130-150 м. Граница между первым и вторым этапами фиксируется по пачке красноцветных глин, содержащей стяжения ангидритов и имеющей мощность до 30 м. В отдель-. ных разрезах вместе с глинами встречаются песчаники.

Для второго этапа характерна постепенная смена эвалоритовых отложений от доломитов, ангидритов до галита, что указывает на стабилизацию тектонического режима, а также климатических усло-. вий. По завершении садки галита отмечается усиление колебательных движений в областях сноса и бассейна седиментации, хоторое отражается в частом чередовании'сульфатных,-карбонатных и глинистых пород, перекрывающих повсеместно соленосную пачку.

Возникновение различных типов разрезов галогенной субформации, их частая литологическая смена на небольших расстояниях указывает на то, что одним из факторов, которые влияли на распределение осадков в бассейне, я шился рельеф дна, имеющий дифференцированный характер в западной части, и довольно сглажен. ный в восточной, где преобладает карбонатно-глинистый тип разреза. Именно в наиболее расчлененной части эвапоритового бассейна сложились благоприятные условия для образования каменной соли.

В разделе "Физико-химические .условия соленакопления в верхнеюрском солеродном бассейне" по данным ультрамикрохимического анализа растворов включений в седиментационном галите приводится реконструкция исходного состава рапы древнего солерэдно-го бассейна, его глубины, температуры, давления,рНиЕЪ растворов в периоды седиментации соляных осадков, их диагенеза и всех последующих этапов развития галогенных пород, определение завершающей стадии галогенеза. Определения выполнены Е.В.Хыелев-ской по материалу, собранному автором на месторождении каменной соли в Измаильском районе Одесской области; интерпретация результатов совместная.

Каменная соль Придобруджья сложена, преимущественно, первичным седкментационным галитом, в подчиненном количестве содержит перекристаллизованный галит. Состав солеобразующей рапы соответствовал хлоридному типу. Содержание кальция составляло от 8,5 до 22 г/л. Концентрация магния изменялась от 7,9 до 30,5 г/л. Постоянно изменяющееся соотношение кальция и магния в рапе указывает на периодическое поступление хлор-кальциевых растовров в солёродный бассейн. Начальная концентрация калия соответствует теоретически рассчитанной для морской воды, сгущенной до стадии садки галита и равна 5-6 г/л. Максимально установленное содержание калия достигает 15,5 г/л. Повышение концентрации не было поступательным и непрерывным. Периодическое разбавление рапы приводило к понижению содержаний калия, а в конечном итоге, препятствовало его накоплению в'значительных количествах. Близость химического состава растворов из включений в седиментацион-ном галите к составу метаморфизованной морской воды, а также содержание в них калий свидетельствуют в пользу того, что именно морские воды служили основным источником для образования 'солей.

В пересчете на солевой состав в растворах установлено присутствие хлорида калия (от 6,9 до 29,6 г/л), хлорида кальция (от 18,1 до 55,0 г/л), хлорида магния (от 30,9 до 83,1 г/л). Общая минерализация растворов была не менее 320-350 г/л. Максимальное количество хлорида калия в растворах (29,6 г/л) позволяет заключить, что концентрация солеобразующей рапы в процессе осадко-накопления не достигала стаДии садки калийных солей.

Садка галита происходила в слабокислой среде (рН -5,5-6,0), при температуре, не превышающей 40°С, и нормальном давлении.Бассейн был мелководным, его глубина на начальном'этапе .была около 20 м. Зональное строение зерен галита обусловлено чередованием водянопрозрачных зон.и зон с микровключениями, которые вместе образуют ритм.' Замеры наиболее широких ритмов показывают, что максимальная скорость роста галита в сутки"не превышала 0,35 мм, что за год.составляло бы 12,7 см.

Проведенные физико-химические исследования позволяют заключить, что каменная соль Придобруджья образовалась на самой начальной стадии соленакопления. Максимальное количество калия (15,5 г/л) в галите является низким и соответствует отложениям, не содержащим калийные соли. Морской генезис растворов, наличие в них магния и кальция и отсутствие НСО3 и указывает на

неперспективность звапоритовых отложений на содовое сырье.

Бассейн . красноцветно-терригенного осадконакопления. Соле-накопление было резко прервано началом активного поднятия Северной Добруджи. Это привело к быстрому заполнению прогнутых участков преимущественно красноцветными отложениями, где ведущая роль принадлежала терригенной седиментации с подчиненным значением хемогенного (карбонатного), осадконакопления.

В начале развития бассейн представлял собой периферическую часть морского залива, конфигурация которого была унаследована от конгазского времени. Бассейн розвивался в результате интенсивного опускания зоны прогиба и примыкающего склона ВосточноЕвропейской платформы, о чем свидетельствуют значительные мощности красноцбетно-терригенных отложений. Областью скоса, наряду с Добруджей, являлся склон Восточно-Европейской платформы, где преобладали кислые условия среды выветривания и гумидные климатические условия.

В чадьгр-лунгское время территория прогиба стала замкнутым бассейном. Глубина ориентировочно определяется в несколько метров (по находкам в тонкозернистых песчаниках ходов илоедов). Переработка материала з бассейне была слабая (об этом свидетельствует, распространенность смешанных пород песчано-глинистого состава), и объясняется высокой скоростью осадконакопления, незначительной шириной зоны седиментации и умеренно-активным гидродинамическим режимом.

Судя по вещественному составу пород, их структурно-текстурным особенностям красноцветные отложения относятся к лагунным образованиям. Осадкокакопление происходило в постепенно опресняющейся мелководной лагуне с' выровненным дном. Связь с морем осуществлялась в южной части бассейна, где в начале чадыр-лунгско-го времени прослеживаются признаки незначительной трансгрессии моря. При общей тенденции опреснения лагуны в некоторые периоды происходило ее осолонение. Так", наряду с практически бескарбонатными обломочными и глинистыми породами отмечаются известко-вистые разности (содержание СаС03 здесь колеблется от 2 до 51%), мергели, единичные прослои известняков и доломитов.

Таким образом, аналитические данные и их интерпретация согласно общепринятой классификации осадочных формаций, позволяют рассматривать чадыр-лунгскую свиту как лагунную красноцветно-терригекную субформацию, которая образовалась в условиях жаркого

■ 15

сухого климата в опресненной мелководной лагуне.

Схема развития солеродных бассейнов северной части Тетиса в кимеридиское время. В данном разделе на основе анализа и обобщения литературного материала рассмотрена схема развития солеродных бассейнов северной части океана'Тетис. Подобные реконструкции до настоящего времени не осуществлялись. Зоны распространения эвапоритов входили в систему заливов и проливов северной континентальной, окраины Тетиса. В целом эта система включала акватории континентального склона, мелкого и глубокого шельфа и заливов, в частности солеродных бассейнов. В пределах континентального склона и шельфа наблюдаются следующие литолого-фаци-альные комплексы: глубокого пельфа - карбонатный, терригенно-карбонатный, карбонатно-терригенный, вулканогенно-осадочный; . мелкого шельфа - рифогенный; солеродных бассейнов (заливов) -карбонатный, сульфатно-глинисто-карбонатный, сульфатный, соле-носный; литоральной зоны - карбонатно-глинистый, глинистый.

•В северной части этой системы прослеживаются четыре зоны солеродных бассейнов: Предкарпатская, Придобруджская, Крымская и Южнодобруджская. Придобруджский и Южнодобруджский бассейны располагались между океаном Тетис и Западно-Европейским морским бассейном, Крымский бассейн представлял собой, вероятно, тупиковую часть одного из заливов океана.

Исходя'кз вышеизложенного, можно заключить, что дифференциация северной окраины океана Тетис на отдельные засолоняюдше-ся бассейны связана с предшествовавшим засолению возникновением барьерных рифов, что характерно для многих галогенных формаций мира. Своеобразной чертой большинства галогенных формаций Тетиса является залегание галогенных отложений непосредственно на нормально-морских. Такая особенность свидетельствует об активном развитии галогенеза и объясняется быстрым образованием солерод- , ных бассейнов, обусловленном интенсивным погружением прогибов в период орогенеза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ - ' Основные защищаемые положения и выводы: I. Верхнеюрские кимеридж-титонские отложения представляют единую молассоидную красноцветную соленосно-галогенно-терриген-ную формацию, подразделяющуюся на две субформации - нижнюю красноцветную соленосно-терригенно-галогенную (кокгазская свита) и -

верхнюю красноцветно-терригенную (чадыр-лунгская овита)..

2. По литолого-геохимическим особенностям соленосно-тер-ригенно-Галогенная субфоргдция расчленяется на пять пачек: из-вестняково-глинистую, глинисто-доломит-ангидритовую, нижнюю ангидрит-глинистую, соленосную, верхнюю.ангидрит-глинистур;красно-цветно-терригенная субформация - на четыре пачки, первая и третья пачки глинистые, вторая - алеврито-песчаная и четвертая -песчано-глинистая.

3. В пределах площади развития соленосно-терригенно-гало-генной субформации отмечается зональное распределение различных типов разрезов, составляющих основу построения литолого-фаци-альной карты. "Выделены три типа разрезов: полный, конседкмента-ционно-сокращенный, постседиментационно-сокращенный, каждый из которых включает несколько лиголого-фациальных разновидностей.

4. Формирование красноцветной соленосно-терригенно-галоген-ной субформации Придобруджского прогиба происходило в мелководном морском заливе (солеродном бассейне) в пределах северной окраины океана Тетис..

5. Формирование красноцветно-терригенной субформацки происходило в постепенно опресняющемся мелководном бассейне в климатических условиях, переходных от аридных к гумидным, на ороген-ном этапе развития Добруджской геосинклинали. На основании де- . тального анализа строения толщи и количественного соотношения основных типов пород, их вещественного состава, структу£но-текс-турных и геохимических особенностей выделен фациальный тип -лагунный.

. Основные положения диссертационной работы изложены в публикациях: # ,

1. Особенности строения соленосной формации в северо-западном Причерноморье//Вопросы геологии и технологий минерального сырья: Материалы У1 Конф.молодых ученых Института минеральных ресурсов, Симферополь, 10-11 апреля 1986 г. - Ин-т минерал.ресурсов." Симферополь, 1966.-С.52-57.-Деп.в ШЭМС 5.11.86, № 324-КГ(соавторы Л.Ф.Лавриненко, Н.Е.Деренюк).

2. Особенности строения и условия формирования верхнеюрской галогенной формации в Северо-Западном Причерноморье/Дитология . осадочного чехла УССР: Материалы 1У Республиканского диалогического совещания/ Керчь, 29 сентября - 2 октября 1987 г. -Киев: Наук.думка, 1991.-с.199-203.

3. Ларагенез галогенных и красноцветных формаций осадочных бассейнов Украины // Эволюция карбонатснакопленяя в истории Земли,- М., 1988.- с.239-258 (Соавторы: Д.П.Хрущов, Г.С.Компанец).

4. Фациальная зональность и условия осадконакопления пара-генеза красноцветной и галогенной формации верхней юры Преддоб-руджья // Ыинералого-геохимические критерии поисков и моделирование процессов формирования месторождений полезных ископаемых (Материалы семинара молодых ученых ИГГГИ АН УССР и ЛОЛГУ', г.Льсов, 21-26 мая 1989 г.) АН УССР. Ин-т геологии и геохимии горючих ископаемых. - Львов, 1989.- с.201-2Ю.-Деп.в ВИНИТИ 30.08.89, № 5689 В-89.

5. Литолого-геохимические и палеогеографические условия образования верхнеюрской эвапоритовой толщи Преддобруджского прогиба. - Львов, 1990.-47 с - (Препр.АН УССР. Ин-т геол.и геохим. горюч.ископ.АН УССР).№ 90-3(соавтор Е.В.Хмелевская).

О

/Iв