Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология и условия образования нижнепалеозойских терригенных толщ Северо-Запада Центрального Казахстана

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шарданова, Татьяна Анатольевна

ГЛАВА 5. РАЗБИТИЕ ОРДОВИКСКОГО БАССЕЙНА

Арениг - лланвирнское время

Лландейло - карадокское время

ГЛАВА 6. ФЛИШ И УСЛОВИЯ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Введение Диссертация по геологии, на тему "Литология и условия образования нижнепалеозойских терригенных толщ Северо-Запада Центрального Казахстана"

Одной из актуальных проблем современной геологии является проблема эволюции осадочного чехла. Для успешного ее решения, как отмечает П.П.Тимофеев /42,43/, необходима постановка исследований, в основу которых положен комплексный сравнительно-литологи-ческий анализ процессов осадконакопления, протекавших в прошлом и происходящих в современную эпоху на континентах, в океанах и морях. В связи с широким изучением последних, благодаря развитию сейсмоакустических методов, глубоководного бурения и успехов в понимании процессов океанского и морского седиментогенеза, в последнее время возникла необходимость пересмотра осадочного выполнения древних геосинклиналышх поясов на различных этапах их развития. Решение этой проблемы представляет определенные трудности, так как палеозойские геосинклинальные толщи сложно дислоцированы, нередко слагают изолированные тектонические блоки и пластины; восстановление морфологии бассейнов, палеогеографии, обстановок седиментации требует привлечения комплекса геолого-литологических методик. Наибольшую информацию о морфологии бассейнов, его глубине, источниках сноса и условиях накопления осадков дает изучение терригенных отложений, которые достигают в геосинклинальных прогибах огромных мощностей.

Наши исследования проводились в северо-западной части Центрального Казахстана, принадлежащей северной части Степняк-Бетпак-далинской структурно-фациальной зоны, включающей восточную часть Степнякского синклинория, Ишкеольмесский антиклинорий и Селетинский синклинорий. Выбор в качестве объекта изучения терригенных толщ нижнего и среднего ордовика этого обширного региона был обусловлен рядом причин:

1) Относительно хорошей палеонтологической характеристикой этих толщ, позволяющей сопоставлять относительно удаленные и разобщенные разрезы;

2) текстурным и вещественным разнообразием пород, их значительной- мощностью (до 3 км);

3) относительно слабым развитием процессов метаморфизма и благоприятностью для литологических исследований;

4) обнаженностью на значительной площади, позволяющей проследить фациальную изменчивость отложений;

5) достаточно хорошей изученностью внутренней структуры региона.

Основные задачи исследования заключались в следующем:

1. Расшифровка на основе детального литологического анализа фациальной природы ордовикских отложений и восстановление на ее основе палеогеографии изученного района и истории его развития в течение раннего и среднего ордовика.

2. Изучение вещественного состава нижне- и среднеордовикских отложений северной части Степняк-Бетпакдалинской структурно-фаци-альной зоны для выявления положения областей сноса.

Для решения этих вопросов была использована методика детального литолого-фациального анализа, которая в применении к гео-синклиналышм комплексам обладает определенной спецификой. Большое разнообразие пород и их латеральная изменчивость требовали детального крупномасштабного картирования, прослеживания отдельных горизонтов по простиранию; изучения как отдельных типов пород и выделения по: :родных ассоциаций, так и прослеживания их пространственных соотношений. Для выяснения фациальной принадлежности комплекса пород и их генезиса широко применялся текстурный анализ, а также сравнительно-литологический метод, при котором исследуемые породные ассоциации сравнивались с современными и молодыми, генезис которых установлен. Для определения областей сноса изучался вещественный состав пород. Петрографическим методом было изучено около 1000 шлифов, выполнено 50 химических и 700 спектральных анализов в химических лабораториях Киевского государственного университета и Карагандинского геологического управления. Для диагностики глинистых минералов использовался рентгеноструктурный анализ, проведенный Э.М.Спиридоновым (МГУ, ЦКЭ). Все эти методы позволили судить об условиях осадконакоп-ления терригенных образований и перейти от их анализа к восстановлению палеогеографии и морфологии бассейна в целом, а также к .выявлению связи седиментации с тектоническим режимом, к выделению различных типов обстановок внутри бассейна и их эволюции во времени. Этот анализ подводит исследователей к проблеме истории развития ге о синклинальных прогибов.

Научная новизна работы. Полученные данные о вещественном составе терригенных формаций, обстановках их накопления позволили выявить особенности седиментации в геосинклинальных бассейнах северо-западной части Центрального Казахстана в предорогенную стадию их развития.

1) Выделено 14 генетических типов терригенных отложений.

2) Установлены фациальные обстановки образования флишоидных толщ и их источники сноса.

3) Выделение генетических типов и фациалышх обстановок их накопления позволило выделить в Степняк-Селетинском бассейне ордовикского времени ряд типов палеогеографических обстановок (морфоструктур): Кордильеры и островные вулканы, окаймлявшие их шельфовые зоны, относительно мелководные и относительно глубоководные участки материкового склона, относительно углубленные бассейны котловинного и трогового характера, а также внутрибассей-новые поднятия.

4) Выделено деа основных этапа развития геосинклинального бассейна в предорогенную стадию его развития.

Практическая значимость. Полученные результаты имеют практическое значение как для крупномасштабного, так и мелкомасштабного картирования, проведения стратиграфической корреляции, построения литолого-фациальных схем, палеоформационных и палеогеографических карт, палеотектонических реконструкций.

Основной фактический материал собран автором при полевых исследованиях 1978-1979 г.г. в составе Центрально-Казахстанской экспедиции геологического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова, а затем в 1982-1983 г.г, в аспирантуре Геологического института АН СССР под руководством доктора геолого-минералогических наук И.В.Хворовой и доктора геолого-минералогических наук Т.И.Херасковой. Успешному проведению полевых работ и камеральной обработке собранного материала во многом способствовали постоянная помощь и поддержка сотрудников Центрально-Казахстанской экспедиции МГУ, научным руководителем которой является Ю.А.Зайцев, В.И.Борисенка, Л.Л.Германа, О.В.Минервина, Э.М. Спиридонова. В работе использованы материалы производственных отчетов /75,77/, в написании которых принимал участие автор, работая в составе ЦКЭ.

Заключение Диссертация по теме "Литология", Шарданова, Татьяна Анатольевна

ВЫВОДЫ

Литолого-фациальное изучение нижне-среднеордовикских терриген-ных отложений Степняк-Селетинской структурно-фациальной зоны северо-западной части Центрального Казахстана показало сложность и многообразие палеогеографических обстановок морских бассейнов, о кашляющих Кокчетавский палеомикроконтинент в зрелую пре дороге н-ную эпоху развития геосинклинальной области и позволило сделать ряд выводов:

I) В Степняк-Селетинском бассейне выделены следующие типы палеогеографических обстановок: невулканические (кордильеры) и вулканические поднятия, окаймлявшие их шельфовые зоны, относительно мелководные (верхние) и относительно глубоководные (нижние) участки материкового склона, осевые части бассейнов, подводные поднятия. В пределах этих структур накапливались 14 фациальных типов отложений: а) мелководные и прибрежно-морские в области шельфа: отложения пляжей, вдольбереговых течений, спокойной седиментации, био-гермных построек; б) мелководные на вершинах внутрибассейновых поднятий: отложения зоны волнений; в) относительно мелководные, в проксимальных частях каньон-но-веерных систем, глубоко вдающихся в область шельфа: отложения обвалов и оползней, проксимальных частей зерновых потоков; г) относительно глубоководные морские в областях материкового склона: отложения зерновых потоков каньонно-веерных и долинно-веерных систем; д) относительно глубоководные отложения осевых частей бассейнов: отложения донных течений, спокойной седиментации во впадинах; зерновых и турбидных потоков, воздушно-подводных пеплопадов, обвалов и оползней у основания подводных поднятий,

2) Показано, что накопление флшиоидных толщ может происходить как в относительно мелководных условиях, в пределах каньонно-веер-ной системы, глубоко вдающейся в область шельфа, так и в относительно глубоководных морских бассейнах. Основными условиями образования подобных толщ является наличие склона, обильное поступление терригенной кластики, тектоническая активность региона.

3) Осадочное вещество представлено терригенной - полимиктовой, сиалической, эдафогенной и вулканической кластикой, что указывает на сложный "петрографический" состав питающих провинций. Источниками обломочного материала являлись Кордильеры, островные вулканы и внутрибассейновые поднятия.

4) Выделено два основных этапа развития геосинклинального бассейна в предорогенную стадию развития: а) в арениг-лланвирнское время Степняк-Селетинский бассейн обладал расчлененным рельефом. В его пределах выделяются относительно глубоководные Восточно-Степнякская, Ишкеольмесская и Селе-тинская впадины, разделенные Западной и Восточной Кордильерами, а также примыкающие к Кордильерам шельфовые зоны; б) на рубеже лланвирна-лландейло произошло изменение палео-рельефа, что совпало с тектонической перестройкой региона. В течении этой стадии сформировался относительно глубоководный Селетинс-кий троговый бассейн, в котором формировались мощные флишевые и флишоидные толщи, источниками терригенного материала для которых служили новообразованные внутригеосинклинальные поднятия типа Кордильер и островных вулканов с субаэральным андезитовым вулканизмом.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Шарданова, Татьяна Анатольевна, Москва

1. Авдеев А.В. Офиолитовые зоны и история геологического развитиятерритории Казахстана с мобилистских позиций. Сов.геология, 1984, JI 4, с.63-72.

2. Антонюк P.M., Ляпичев Г.Ф., Маркова Н.Г., Павлова Т.Г., Розен

3. О.М., Самыгин С.Г., Токмачева С.Г., Шужанов В.И.Дерба И.Г. Деструктивные зоны палеозоид Центрального Казахстана. В кн.: Тектоншса территории СССР. М.: Наука, 1979, c.III-127.

4. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф.,Цай Д.Т. Ордовикские отложений южной части Селетинского прогиба (Центральный Казахстан). Изв. АН Каз.ССР, сер.геол.,1963, вып.1, с.36-53.

5. Бабичев Е.А., Борисенок В.И., Великовская Э.М., Герасимова Н.А.,

6. Бандалетов С.М., Флишевые отложения ордовика среднего теченияр.Селеты (Центральный Казахстан). Бюлл.МОИП, 1953, т.28,15 I, с.49-60.

7. Богданов А.А. Основные черты палеозойской структуры Центрального

8. Казахстана.-Бюлл.МОИП, 1959, J3 I, с.3-38.

9. Борисенок В.И.Герасимова Н.А., Зайцев Ю.А., Зардиашвили Н.И.,

10. Минервин О.В., Новикова М.З., Розанов С.Б., Тенякова Р.Г., Хераскова Т.Н. О стратиграфии нижнепалеозойских вулканогенно-кремнистых толщ Центрального Казахстана. Бюлл.МОИП, отд. геол.,1979, т.54, вып.4, с.54-66.

11. Борукаев Р.А. Условия осадконакопления в докембрии и палеозоесеверо-востока Центрального Казахстана. Изв. АН Каз.ССР, сер.геол., 1955, вып.19, с.8-39.

12. Ботвинкина Л.Н. Методическое руководство по изучению слоистости. Тр.ГИН АН СССР. М.: Наука, 1965, вып.119, 259 с.

13. Ботвинкина Л.Н. Текстурный анализ и перспективы его развития.-Литол. и полезн.ископ., 1965, JS 2, с.5-18.

14. Ботвинкина Л.Н. Генетические типы отложений областей активного вулканизма. М.: Наука, 1974, 318 с.

15. Ботвинкина Л.И. Фации и генетический анализ различных отложений. Тр. ин-та геол.наук им.К.Н.Сатпаева, 1977, т.36, с.20-27.

16. Булыго Л.Б., Глухенький Б.Я.,Евсеенко Н.И., Коник В.Е.,Михайлова Н.Ф. Новые данные по стратиграфии ордовикских отложений северо-востока Центрального Казахстана. В кн.: Допалеозойи палеозой Казахстана, Алма-Ата: Наука, 1974, т.1, с.160-165.

17. Вассоевич Н.Б. Флиш и методика его изучения. ВНИГРИ, Л.-М., 1948, 216 с.

18. Вознесенская Т.А. Генетические типы отложений подводной каньон-но-веерной системы (карбон юго-запада Даршза). Литол. и полезн.ископ.,1978, ^6, с.54-65.

19. Гроссгейм В.А. О характере течений во флшиевых бассейнах. -Бюлл.МОИП, отд.геол., 1963, т.38, I, с.17-30.

20. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. М.: Недра, 1965, 227 с.

21. Каряев Б.А. Об истории развития палеозоид Центрального Казахстана. Геотектоника, 1984, 4, с.46-60.

22. Келлер Б.М. Флишевая формация палеозоид в Зилаирском синклинории на Южном Урале и сходные с ней образ'ования. Тр. ин-та геол. наук, сер.геол.,1949, JS 34, вып.104, с.

23. Кетрис М.П. Петрохшическая характеристика терригенных пород.

24. Б кн.: Литология и геохимия осадочного чехла северо-восточной Европейской части СССР. Ин-т геол.КОШ фил.АН СССР, Сыктывкар, 1975, с.32-38.

25. Копелиович А.Б. О структурах растворения в некоторых осадочныхи эффузиЕНО-осадочных породах. Изв.АН СССР, сер.геол.,1960, 4, с.48-57.

26. Копелиович А.В., Коссовская А.Г., Шутов Б.Д. О некоторых особенностях эпигенеза терригенных отложений платформенных и геосинклинальных областей. Изв. АН СССР, сер.геол.,1961, JS 6, с.18-31.

27. КошелеЕа И.А., Дорохов И.Л. Геохимическая характеристика интрузивных комплексов сеЕеро-восточной части Токрауского синклино-рия (Центральный Казахстан). Бестн.Моск.ун-та, сер.геол., 1965, № 5, с.69-76.

28. Леонов М.Г. Флиш-образование подводного склона. Литол. и поле зн.ископ. ,1972, JS 2, с.44-54.

29. Никитин И.Ф. Ордовик Казахстана. Алма-Ата, 1972, :ч.1, 240 с.

30. Никитин И.Б., Аполлонов М.К., Цай Д.Т. Корреляционная схемаордовика Восточного Казахстана. Изв.АН Каз.ССР, сер.геол., 1968, й 3, с.1-12.

31. Новикова М.З., Борисенок В.И., Буяковска К., Дубинина С.В.,

32. Обуэн Ж. Геосинклинали. М.: Мир, 1967.

33. Петтиджон Ф.Дж. Осадочные породы. М.: Недра, 1981, 751 с.

34. Петтиджон Ф.Дж., Поттер Л., Сивер Р. Пески и песчаники. М.:1. Мир, 1976, 334 с.

35. Предовский А.А. Геохимическая реконструкция первичного состава метаморфизованных вулканогенно-осадочных образований докембрия. Апатиты, 1970, 114 с.

36. Пучков В.Н. Батиальные комплексы пассивных окраин геосинклинальных областей. М.: Наука, 1979, 260 с.

37. РейнекГ.Э., Сингх И.Б. Обстановки терригенного осадконакопления. М.: Недра, 1981, 439 с.

38. Руженцев С.В., Хворова И.Б. Среднепалеозойские олистостромы в

39. Сакмарской зоне Какого Урала. Литол. и полезн. ископ.,1973, J5 6, с.21-32.

40. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л.-М.,1953, 671 с.

41. Спиридонов Э.М. Глинистые минералы толщ кембрия Ишкеольмесского антиклинория в Северном Казахстане. Бестн. Моск.ун-та сер.геол., 1980, J3 5, с.54-56.

42. Справочник по литологии. М.: Недра, 1983, 509 с.

43. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. М., изд. АН СССР,1962,т.2.

44. Супроненко О.М. К сравнительной характеристике флиша и современных турбидитов. Океанология, 1974, т.14, вып.15, с.

45. Тектоника Северной Евразии (Объяснительная записка к тектонической карте Северной Евразии м-ба 1:5 ООО ООО). М.: Наука, 1980, 220 с.

46. Тимофеев П.П. Генетические основы формационного анализа осадочных образований. Б кн.: Проблемы современной литологии и осадочных полезных ископаемых. Новосибирск: Наука, 1977, с.7-10.

47. Тимофеев П.П. Основные проблемы современной литологии и задачи

48. Межведомственного литологического комитета. Литол. и полезн. ископ., 1978, № 6, с.3-15.

49. Тимофеев П.П., Холодов В.Н., Хворова И.В. Эволюция процессовосадконакопления на континентах и в океанах. Литол. и полезн. ископ.,1983, гё 5, с.3-24.

50. Фролов В.Т. Генетическая типизация морских отложений. М.: Недра,1984, 222 с.

51. Херасков Н.П. Геология и генезис восточнобашкирских марганцевыхместорождений. В кн.: Вопросы литологии и стратиграфии. Памяти академика А.Д.Архангельского. М.-Л., изд.АН СССР, 1951, ' с.328-348.

52. Хераскова Т.Н. Кремнистые формации нижнего палеозоя Центрального Казахстана. В кн.: Осадкообразование и вулканизм в геосинклинальных бассейнах. Тр.ГИН АН СССР. М.: Наука, 1979, вып.337, с.5-37.

53. Хворова И.В. 0 происхождении флиша. Бюлл.МОИП, отд.геол.,1958, вып.5, т.33, с.3-21.

54. Хворова И.В. Флишевая и нижнемолассовая формация Южного Урала.

55. Тр.БШ АН СССР, 1961, вып.37, 352 с.

56. Хворова И.В. Терригенные обломочные отложения океанов и некоторых морей. Литол. и полезн.ископ., 1978, $ 4, с.3-23.

57. Хворова И.В. Парагенезы кремнистых пород в герцинских геосинклиналях. В кн.: Осадкообразование и вулканизм в геосинклинальных бассейнах. Тр.ГИН АН СССР. М.: Наука, 1979, вып.337, с.38-59.

58. Хворова И.Б. Основные черты седиментации в палеозойских геосинклинальных бассейнах и ее сравнение с седиментацией в современных океанах. Материалы 27 Межд.геол.конгресса, секц.С.06, доклады, т.6, ч.1, М.,1984, с.3-8.

59. Хворова И.В., Вознесенская Т.А., Золотарев Б.П.,Ильинская М.Н.,

60. Руженцев С.В. Формации Сакмарского аллохтона. Тр.ГИН АН СССР, М.,Наука, 1978, вып.311, 231 с.

61. Хворова И.В., Ильинская М.Н. Верхнедевонские граувакковые отложения Южного Урала и механизм их формирования. Литол. и полезн.ископ., 1980, JS 4, с.55-67.

62. ШарданоЕа Т.А., Минервин О.В., Спиридонов Э.М. Новые данные остроении терригенных нижнеордовикских отложений восточной части Степнякского синклинория (Северный Казахстан).-Бюлл.МОйП, отд.геол., 1984, т.59, вып. 5, с.54-63.

63. Шульга В.М., Булыго Л.В. Общие закономерности тектоно-магматического развития и основные черты тектонического строения восточной части Северного Казахстана. Тр.Центр.-Казах.геол.упр., 1963, вып.13, с.13-25.

64. Шутов В.Д. Обзор и анализ минералогических классификаций песчаных пород. Литол. и полезн.ископ.,1965, В I, с.95-112.

65. Шутов В.Д. Классификация песчаников. Литол. и полезн.ископ.,1967, гё 5, с.86-103.

66. Яншин А.Л. Глубоководные отложения геологического прошлого.

67. В кн.: Проблемы современной литологии и осадочных полезных ископаемых. Новосибирск: Наука, 1977, с.4-7.

68. Bourns, А.Н. Sedimentologi of some fliseh deposits. Amsterdam,1962,168 p.

69. Bourn®. A.H.Recent and ancient turbidites and contourites. -Transactions of the guef. coast Assoc.of Geol.Soc., 22, p. 205-221.

70. Bzulynski S. ,Ksiazkiev7icz M.,Kuenen Ph.H. Tyrbidites in the flysh of the Polish Carprthia Mountains. Bull. Geol. Soc. Amerikr>, 1959, vol.70, IT 8. p.1o89 - 1118.

71. Enos P. Carbonate Bepositionr>l Environ. Tulsa, Okla, 1983, p.26 * 295.

72. Gorsline B.S. Anatomy of marginal basins. J. Sediment.Petrol., 1978, 48, IT 4,p.1055-1 067.

73. Krynine P.D. Arkose deposits in the humid tropics, a studi of sedimentation in southern Mexico. Am. Journ. Sci., 1953,29, p.353 - 363.

74. HsuJJ. The meaning of the word flysh ; a shot historicalsearch. Geol. Assoc. Can., Spec. Pa,p., 1970, H 7*

75. Hubert Т.Е. Textural evidence for deposition of many western IToth Atlantic deep sea sands by ocean bottom currents, rather than tyrbidity currents. J. Geol., 72, p.757 - 785.

76. Kuenen Ph.II. , Migliorini C.J. Tyrbidity currents as a cause of graded beddeng. J.Geol., 1950,v.58, p.91-127.

77. Kuenen Ph.H. Matrix of turbidites, Experimental approach. -Sedimentology, 1966, 7, p.267 ~'297.

78. Lov/e B. Sediment gravity flows. J. Sediment. Petrol. ,1982, 52, If 1 , p.279 - 297.

79. Ileineck H.E., Weber J. Trumer und Trubestrome in eoranen Seevon Messel, ITatus und Mus., 1983, 113, II 10,p.307 312.

80. Slaszka, A, Thompson S. A revision of the fluxoturbidites con-sept based on type example in the Polish Carpathian Plysch.- 240

81. Борисенок В.И. и др. Геологическое строение и полезные иско паемые территории листа М 43-1, 1984 ф, т.1-2, 507 с.

82. Спиридонов Э.М. и др. Геологическое строение и полезные ископаемые территории листов А/-42-144-Б,N -43-121-Б,N-43-I33-A, В, Г,N-43-I34-B,M-43-I-Б, 1977 ф, т.1, 405 с.

83. Спиридонов Э.М. и др. Объемное геологическое строение и полезные ископаемые листов/\/-42-132-Г-б-г. Рудное поле Аксуотчет по объемной геологической,геохимической и геофизической съемке масштаба 1:25000 за 1978-83 гг.), 1983 ф, т.1 498 с.