Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология нижне-среднеюрских отложений Большого Кавказа (на примере северного и южного склонов Центрального Кавказа)

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Литология нижне-среднеюрских отложений Большого Кавказа (на примере северного и южного склонов Центрального Кавказа)"

российская академия наук ГЕОЛОГИ ЧЕС КИЙ ИНСТИТУТ

Р г б од

™ на правах рукописи

15 лнн т

ТУЧКОВА Марианна Ивановна

УДК 552.5.551.762 Литологии нижне-среднсюрских отложений Большого Кавказа

(на примере северного и южного склонов Центрального Кавказа)

Специальность 04.00.21 -литология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогическнх наук

Москва 1996 г.

Работа цыполнена в Геологическом институте РАН

Научный руководитель:

член-корреспондент РАН, профессор П.П.Тимофеев

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

И.М.Симанович (Геологический институт РАН) доктор геолого-минералогических наук, профессор

О.В.Япаскурт (МГУ)

Оппонирующая организация: Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт

(ВНИГНИ)

Защита состоится 28 ноября 1996 г в 14Л— час на заседании Специализированного совета Д.002.51.01 при Геологическом институте РАН по адресу: 109 017, г. Москва, Пыжевский пер., д.7, ГИН РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЕМ РАН по адресу: 109017, Москва, Старомонетный пер., д.35

Автореферат разослан октября 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор геолого-минералогических паук Л.И.Боголюбова

Общая характеристика работы:

Актуальность исследований. Внимание, уделяемое в последние годы древним и современным осадочным бассейнам окраинных морей, важно для понимания геологического процесса в пределах Мезотетиса и связано с полиметаллическим, колчеданным оруденением, угленакоплением и другими полезными ископаемыми. Актуальность изучения окраинных бассейнов подчеркивается международной программой "Реп-ТеЛу^", в которой сконцентрировано внимание на изучении Тетиче-ских окраин для понимания геодинамической эволюции бассейна Тетис и влияния этих процессов на эволюцию соседних платформ. Изучение такого крупного тектонического элемента земной коры опирается на результаты тщательных региональных исследований, в которых рассматривается связь процессов седиментации с палеогеографическими обстановками и тектоникой.

В настоящей работе представлены терригенные и вулканогенно-осадочные нижне-среднеюрские отложения северного и южного склонов Центрального Кавказа, которые являются крупным фрагментом осадочного бассейна северного обрамления Мезотетиса. Изучение этих образований с точки зрения реконструкции об-становок осадконакопления и источников сноса давно привлекают внимание исследователей. В тоже время их комплексное изучение с помощью минералого-петрографического метода на фоне детального литолого-фациального анализа не было проведено, к тому же детальные литологические исследования проводились в конце 50-х - 60-х гг., и к настоящему времени несколько устарели. Но именно такой подход в сочетании с данными по стратиграфии и тектонике, позволяет наиболее полно и достоверно реконструировать палеогеографические обстановки. Понимание палеогеографических событий в течение ранней-средней юры на изученной территории необходимо для реконструкции эволюции Тетиса в целом. Помимо этого, ряд вопросов минералогического состава и эволюция минеральных парагенезов в процессе развития бассейна оставался открытым. Данная работа является попыткой восполнить эти пробелы.

Целью работы является раскрытие закономерностей формирования терриген-ных и вулканогенно-осадочных отложений, изучение их минералогических и фаци-альных особенностей в зависимости от палеогеографической принадлежности с перспективой разработки литолого-минералогических критериев реконструкции древних окраиннно-морских осадочных бассейнов.

Основными задачами исследования являются: 1) на основе комплексного ли-толого-минералогического изучения пород проследить особенности их литолого-фациального и минералогического составов,определить терригенно-

минералогические ассоциации, характерные для различных временных интервалов и их эволюцию в течение ранней-средней юры. 2) провести корреляцию разрозненных разрезов различных структурно-фациальных зон с помощью минерального состава, реконструировать обстановки осадконакопления, установить источники кяастоген-ного материала и их влияние на осадконакопление в различных временных интервалах, воссоздать палеогеографию района. 3) определить характер постседиментаци-онных изменений осадочных комплексов при помощи изучения и распределения по разрезам и на площади ассоциаций аутигенных минералов и вторичных изменений терригенных минералов.

Научная новизна. Для решения поставленных задач на изученной территории комплексно применены методы детального фациального и минералого-петрографического анализов, показаны их возможности для реконструкции обста-новок осадконакопления по разрезам различных структурно-фациальных зон. Изучены генетические особенности, фациальный и вещественный составы пород, установлена эволюция вещественного состава в процессе развития бассейна в течение ранней-средней юры. Прослежен химизм пород, определена взаимозависимость минерального состава и фациалькых условий накопления осадка. Выявлены особенности осадконакопления в зависимости ог палеогеографического положения областей седиментации, реконструированы осадочные обстановки на разных этапах формирования осадочных комплексов. Определены минералогические и структурные проявления фаций эпи- и метагенеза, установлена зональность постседимента-ционных изменений.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили восполнить некоторые пробелы в изучении нижне-среднеюрских отложений Кавказа и решить ряд вопросов их фациального и вещественного составов, постседиментационных изменений и палеогеографии. Примененный в работе подход к изучению осадочного бассейна с позиций взаимосвязанных фациальных и минералогических процессов, имеет важное методическое значение и позволяет увеличить надежность палеогеографических реконструкций. Детальные литолого-минералогичсские исследования позволяют скорреллировать разрозненные разрезы различных структурно-фациальных зон и показать историю развития части единого Кавказского бассейна. Результаты и методы исследований могут быть использованы при расчленении терригенных и вулканогенно-осадочных толщ и реконструкциях обстановок их формирования.

Фактический материал. Материал для диссертации был собран в результате тематической работы ГИН РАН на Кавказе в 1986-1989гг. Геологические исследо-

вания проводились совместно с Ю.Б.Макаровым (ГИП РАН), а также при консультациях Соловьевой H.A., Шардаиовой Т.А. (Геологический факультет МГУ), Г.А.Чихрадзе, (Геологический институт Грузии). Изучено и послойно описано 25 разрезов естественных обнажений ннжне-среднеюрских отложений, отобрано 1200 образцов осадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород, использованных в различных видах анализов. Петрографические особенности пород и количественные соотношения породообразующих компонентов изучены автором в прозрачных шлифах (950 штук), и в препаратах тяжелой фракции (150 шт). Минералы тяжелой фракции выделены в лаборатории механического анализа ГИН РАН ( Н.В.Романовой) и автором. Содержания петрогенных элементов в осадочных и вулканических породах определены методом силикатного анализа и методом ВИП-спектроскопии в химической лаборатории ГИН РАН (аналитики З.В.Жигальцова, В.В.Карпушина, Ю.А.Давидова, М.И.Степанец). Определение состава минералов проводилось с помощью микрозондовых анализов Г.В.Карповой и Б.И.Ворониным (лаборатория физических методов ГИН). Диагностика глинистых минералов осуществлена Е.В.Покровской (рентгенография), С.И.Ципурским, Е.В.Серебряниковой (электронография) в лаборатории физических методов ГИН. В работе использованы опубликованные и фондовые материалы по геологическому строению, стратиграфии, палеогеографии и постссдимеитационным изменениям Кавказа и прилегающих областей. В качестве сравнительного материала привлечены литературные данные по геологии окраинных бассейнов, подводно-гравитационным и вулканогенным процессам.

Результаты исследований неоднократно обсуждались в лабораториях геоминералогии и литогенеза ГИН РАН. Ряд положений докладывался на: 5 конференции молодых ученых ИГГГИ АН УССР (г.Львов, 1988), конференциях молодых ученых ГИН РАН (г.Москва, 1986, 1987, 1988); конференции "Флиш и флишоидные комплексы в различных структурных зонах Земной коры (формации и геоминералогия)" (Звенигород, 1990); 16 -м Региональном Совещании Международной Ассоциации Седиментологов (Aix-les-Bains, France, 1995), а также на заседаниях рабочих групп и конкурсных сессиях ГИН РАН( 1986-1994). По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Диссертация выполнена в Геологическом институте РАН под руководством члена-корреспондента РАН П.П.Тимофеева, которому автор выражает свою глубокую признательность. Автор благодарит Ю.В.Макарова за совместные полевые работы. В процессе подготовки работы автор пользовался поддержкой и консультациями А.Г.Коссовской, А.И.Вознесенского, В.Б.Курносова, М.Г.Леонова,

Н.П.Чамова, чьи советы и критические замечания были с благодарностью учтены. Признателен автор также В.В.Петровой, А.Р.Гептнеру, В.И.Муравьеву, Л.Е.Штеренбергу, О.А.Аникеевой за советы и рекомендации в процессе подготовки работы. Также автор выражает глубокую благодарность своим коллегам В.В.Косгылевой, Е.В.Голубовской, К.Г.Каледе, С.Г.Сколотневу, М.Е.Горшковой, "I .Г.Фалькенгоф, Д.И.Кудрявцеву, оказывавшим постоянную поддержку и помощь в подготовке лабораторных исследований и оформлении диссертации. Пользуясь мучаем, автор выражает всем им искреннюю признательность и глубокую благодарность.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 112 страницах, содержит 43 рисунка, 18 таблиц. Библиография включает 209 наименований. В первой главе рассмотрены достижения и пробелы в изучении нижне-среднеюрских отложений Кавказа, а также история изучения флнша и флишоидаых отложений и методика исследований. Вторая глава посвящена общей геологической характеристике: тектоническому районированию, истории развития и вулканизма изученной территории Кавказа, литологическому описанию и стратиграфии опорных разрезов, а также описанию генетических типов, макрофаций и фациальных комплексов нижне-среднеюрских отложений. Третья глава характеризует вещественный состав песчаных пород (основные породообразующие и минералы тяжелой фракции), терригенно-минералогические ассоциации и их распределение по разрезу и на площади изученной территории. Здесь отмечены особенности поступления терригенного материала в бассейн и определены основные источники сноса, а также взаимосвязь минерального состава с фациальными условиями осадконакопления. Четвертая глава заключает в себе характеристику химических составов пород нижне-средней юры и их сопоставление с отложениями сходных геологических обстановок. Пятая глава посвящена реконструкции палеогеографии и особенностям осадконакопления в различных частях морского бассейна. Шестая глава заключает в себе описание аутигенных минералов и характеристику фаций эти-метагенеза: их структурное и минералогическое проявление, распределение по разрезам и на площади изученной территории. В заключении изложены основные выводы проведенного исследования.

Содержание работы Глава 1. Общие проблемы:

В главе рассматривается история изучения нижне-среднеюрских отложений на территории Кавказа, а также история изучения флиша и флишоидных отложений. История изучения юрских отложений Кавказа подробно приведена в монографиях

Геология СССР, т. IX [1968] и X [1941, 1964] и Е.К.Вахания[1976]. Среди работ, опубликованных по литологии и минералогия нижне-среднеюрских отложений Кавказа большое значение имеют работы В.А.Гроссгейма [1959, 1961,1973 и др.] , Г.Л.Чихрадзе [1969, 1971, 1975, 1979, 1982, 1987], М.А.Беридзе , а также Ш.А.Адамии, А.А.Белова,

Н.В.Безносова,Л.А.Варданянца,Е.К.Ваханиии,Ю.О.Гаврилова,Т.В.Гиоргибиани,С. И. Додтуева,О,З.Дудаури,Г.М.Заридзе.В.И.Зесашвили,В.Г.Казьмина,М.Г.Леонова, Ю.Г.Леонова, М.В.Лордкипанидзе, М.В.Ломизе, Д.И.Панова, Н.И.Схиртладзе, М.Л.Сомнна, М.В.Топчишвили,И.Д.Шавиашвили,В.И.Шевченко и других. Используя опыт предыдущих исследований, в настоящей работе проведено комплексное изучение нижне-среднеюрских пород в пределах северного и южного склона Центрального Кавказа.

Методика исследований объединяет в себе использование нескольких приемов раскрытия закономерностей формирования геологического объекта: 1) детальное лнтологическое описание пород, 2) метод литолого-фациального анализа, 3) метод минералого-петрографического анализа. Применение всех этих методов в комплексе позволяет определить первоначальный состав обломочного материала, решить вопрос о питающих провинциях, характере источника сноса и палеогеографических обстановках в бассейне, показать историю развития части Кавказского бассейна, изменения фациальных условий и минеральных парагенезов в процессе эволюции, а также определить уровени постседиментационных изменений, которые характерны для нижне-среднеюрских отложений Большого Кавказа Для таких сложно построенных породных комплексов, которыми являются нижне-среднеюрские отложения Кавказа, эти методы применялись достаточно схематично.

Глава 2. Общая геологическая характеристика.

2.1 Тектоническое районирование. Большой Кавказ является одним из составных звеньев Крымско-Кавказско-Копетдатской альпийской складчатой системы. На территории Кавказа выделяется несколько крупных тектонических областей, каждая из которых подразделяется на более мелкие зоны и подзоны. Главнейшими тектоническим областями являются: 1)Предкавказская (Скифская) плита; 2)Мегантиклинорий Большого Кавказа; 3) Закавказская межгорная область. Предметом наших исследований были естественные обнажения нижней-средней юры, расположенные в пределах Скифской плиты (восточная часть Лабино-Малкинской зоны1, Пшекиш-Тырныаузская структурло-фациальная зона) и на территории Мегантиклинория

1 здесь и далее название сгрукгурно-фацпальных зон и их распространение приводится по статье Д.И.Панова, А.М.Гущина [Струклурно-фациалыюе районирование..., 1987]

Ьольшого Кавказа (Восточнобалкарская, Дигоро-Осетинская, Казбегско-Лагодехская, Гагрско-Джавская структурно-фациальные зоны). Но для палеогеографических реконструкций и минералогических корреляций принята следующая с^ема районирования изученной территории: 1) северное обрамление бассейна, включающее в себя Лабино-Малкинскую, Пшекиш-Тырныаузскую, Восточнобалкар-с<ую, Дигоро-Осетинскую структурно-фациальную зоны. 2) центральная часть окраинного моря Кавказского бассейна, включающую в себя Казбегско-Лагодехскую зону. 3) южное обрамление бассейна, включающее Гагрско-Джавскую зону.

2.2 Литология н стратиграфия опорных разрезов. Стратиграфия нижней и средней к ры для различных структурно-фациальных зон позволяет коррелировать разрезы на изученной территории. На основании детального литологического описания нижне-среднеюрских отложений в естественных обнажениях, проведены литолого-4 ациальный и минералого-петрографический анализы с определением источников сноса и построением палеогеографических схем для ранне-средиеюрского времени. Описаны естественные обнажения нижне-среднеюрских отложений: 1) северное обрамление: - бассейн р.Баксан, с.Былым,(Лабино-Малкинская зона); - бассейн р.Чегем, с.Актопрак, (Тырныаузская зона); - бассейн р.Черек Безенгий-ский,с.Безенги (Восточнобалкарская зона); Дигоро-Осетинская зона: - бассейн р.Урух, с.Фараскатт; - бассейн р.Урух, с.Фаснал; - бассейн р.Ардон, с.Мизур; - бассейн р.Фиагдон, сс.Кадат, Цмити, Урикау; - бассейн р.Фиагдон, низовья р.Саджилдон. 2) центральная часть : -верховья р.Твибери, ледник Твибер, Сванет-ская зона; Казбегско-Лагодехская зона: - верховья р.Риони, ледн.Эдена; - верховья р.Зопхитура, балка Часахтомн; - бассейн р.Зопхитура; - верховье р.Домбарула; - пер.Мамисонский. 3) южное обрамление : (Гагрско-Джавская зона) - бассейн р.Ингурн, с с. Джорквали-Хаиши; - бассейн р.Цхенисцкали, с.Кведреши; - бассейн р.Лухунискали, с.Лихети; - бассейн р.Риони, с.Сори - г.Они; - низовья р. Джоджо-ра. Строение разреза, несколько отличаясь в различных зонах изученной территории, имеет ряд общих черт. Сводный схематический разрез имеет следующий вид: (рис. 1).

2.3 Литолого-фациальная характеристика нижне-среднеюрских отложений. Для нижне-среднеюрских отложений был проведен литолого-фациальный анализ по методике П.П.Тимофеева [1969]. При этом автор пользуется следующими определениями: фация - комплекс физико-географических условий среды осадконакопления, в результате которых формировались осадки, и сами осадки, обладающие определен-

ным сочетанием первичных признаков. Комплекс сопряженных фаций, отвечающих крупным участкам ландшафтов, называется макрофацией. Совокупность макрофаций, образованных о пределах нескольких фациальных зон и объединенных единым возрастным интервалом мы называем фациальныч комплексом. На изученной территории выделено34 фации, объединенные в 10 макрофаций: 1) отложений малоподвижного, участками застойного мелководья; 2) отложений подвижного мелководья; 3) отложений подвижных торфяных болог; 4)отложений дельтового конуса выноса; 5) отложений проксимальной части крупного конуса выноса; б)отложсний средней части крупного конуса выноса; 7)отложений дмсталыюй части крупного конуса выноса; 8)отложений проксимальной часта малого конуса выноса; 9) отложений вулканических шлейфов (проксимальная, средняя и дистальная части); 10)отложений наиболее удаленных от побережья частей морского бассейна. Анализ разрезов позволил выделить ряды фациальных комплексов, представленных характерными сочетаниями макрофаций. Фациальные комплексы в различных частях изученной территории обладают рядом общих черт, но в то же время характеризуются некоторыми специфическими особенностями. Нижним членом является иалунио-онгломератовый фащкцп.ш.ш комплекс, объединяющий макрофации дельтовых отложений, а также проксимальной и средней частей крупного конуса выноса.Отложения комплекса отмечаются в центральной (Казбегско-Лагодехская зона) и северо-восточной (Дигоро-Осетинская зона) частях изученной территории, и объ единяют отложения сванет-ской и кистинской свит синемюрского возраста. Мощности фациального комплекса измеряются от ЗО-бОм в центральной части (р.Домбарула, верховье р.Риони) до 180 м на северо-востоке (рр.Урух, Фиагдон). Вышележащие вулканогенные и вулкано-генно-осадочпые отложения синемюра представлены эффузивно-обломочны.м фацн-альным комплексом, объединяющем отложения вулканических шлейфов, усложненные лавовыми и пирокластическими потоками. Эти образования также прослеживаются ¡з центральной и северо-восточной частях изученной территории.

о с к-1

С И

•-1

-0 N синемюр 1 я й Ё л <51 и X "' н ы о ь » Ь •а л> 3 о с\ ¡и о* » и О ■ п Г

НП-ПИШПЛНИМШЖИП шшнншниннш ■в £ 1 А ^ £ г з 2 X 2 ^ | | с х с с ж я о £ л ее л тз о 0 С\ чг 1 л X л о» и л ~с

Ч5м Хумаринская свита зоо* Джитиатская свита Джорская свита

Л.' м, Безенгийская свита Джигиатская свита Джорская свита "О В ■в ы п «в ц I-5 в X £ н г Н 1 Н1 V« С Я

: • о; о •'1 ну ' '•' ' I" 1 'ИГН'Ж11'Н 11 11ПГл?Т!Тпп1|1|1гИ111|Г| 43 к I ы сп 2 е ш » « И Сэ £ » о 1е £ ? г

«У/у Безенгийская свита Джитиатская свита Л00« Джорская свита

+ + Л" гло, / ч о :о:. и 1 1 «1 Н ШПШШИЖШПШ 11 •а -о 3 С •с = » 15 ^ 3 *а я

■/я Л* Мизурская свита Заоч Ардонская свита юо* Згидская свита

« 1 1 1' ' ' 1 ' , II. в "в ге ^ ё Ч "О £ § е 1 341 1 ® м X

Садонская свита Мизурская свита Ардонская свита 800н Згидская свита

+ + [о, 'О - О п • 1 а 1 н' 0 11И1 № 1 1Ш: Ш^Ш в! в Т1 3 15 а « о "в 5 Я ^ 1 ! в 5 О а £ * * Я К * £ к1 » А £ £ й -ё 2! £

30-60« Сванетская свита /РОМ Циклаурска свита я 8ООН Свита иерасчлененньн глинистых сланцев 6 ОО^ ¿КЛЯу Мамисонская Талахианска« свита свита

1 Г: ! Г! 1;) — чя в е ГС о и» ■а "о чэ "в ¿г Ь Ь к 5 в * £ V» ¥ 5 = Х> | X = ■а т * к ? л -о л п

8О0 - ¿ООО/Ч • Сорская свита 00>ч Порфиритовая свита

На севере они имеют значительную мощность от 50 до 200 м, в центральной части -от 20 до 50м. Гранулометрическая размерность измеряется от мелкогалечного конгломерата (верховье р.Зопхито) до аргиллита (р.Фиагдон). Содержание вулканогенного материала обычно не сказывается на текстурных особенностях этих отложений, они обладают теми же характеристиками, что и терригенные, имеют косую, горизонтальную слоистость, обладают нормальной или инверсионной градационной слоистостью, иногда даже содержат растительные остатки плохой сохранности (р.Урух).

Отложения третьего, гравийно-песчаио-аргиллнтового фацналыюго комплекса

отмечаются практически во всех изученных разрезах и сложены преимущественно отложениями малоподвижного мелководья и гравитационных потоков, а также отмечаются угленосные отложения (р.Баксан). На севере он охватывает образования хумаринской, безенгийской и мизурской свит плинсбахского возраста. Условно расчленяется на две части: нижняя, наиболее крупнообломочная, представлена гравелитами и галечниками, реже конгломератами, с резким контактом залегающими на отложениях синемюра или палеозоя; верхняя представлена песчано-аргиллитовой толщей. В центральной части образования комплекса охватывают аргиллитовые отложения циклаурской свиты. Мощность измеряется на севере от 75 до 250 м, в центральной - до 600м. В целом фациальная картина для плинсбахского времени представляется следующей: наиболее приподнятой была западная часть северного обрамления изученной территории с широко развитыми прибрежно-морскими фациями, а на крайнем западе на заболачивающейся аллювиально-дельтовой равнине формировались угленосные отложения. В восточном направлении отмечается углубление бассейна и в междуречье рр.Фиагдон-Терек, а также в центральной части бассейна происходило накопление глинисто-алеврито-песчаных осадков в зоне континентального подножия.

Следующий, песчяно-аргиллитовын фациальный комплекс охватывает отложения тоар-ааленского возраста. Мощности отложений комплекса измеряются на севере от 75 до 400м (джигиатская и ардонская свиты), « центральной части до 800-900м (свита нерасчлененных глинистых сланцев), на юге - 800м (сорская свита). Распределение фаций показывает, что на севере море покрывает значительную территорию, доминируют отложения аргиллитов с тонким переслаиванием песчаников-алевролитов-аргиллитов с отложениями песчаников и алевролитов на западе территории. На юге же, наоборот, происходит накопление осадков значительной мощности за счет немногочисленных, но мощных и сильно разветвленных конусов выноса, разносящих терригенный материал по акватории бассейна. В центральной части

накапливались наиболее глубоководные осадки, с редкими поступлениями терри-г.'нного материала с помощью дистальных турбидитов.

Образования верхнего, глннпсто-карбонатного фащ|ального комплекса развито! уже не так широко. Мощности отложений измеряются на севере от 200 до 600м (джорская и згидская свиты), в центральной части - 500-600м (талахианская и мами-сонская свиты). На юге в это время происходит накопление эффузивно-обломочного фаииальиого комплекса (порфиритовая свита). На северном обрамлении бассейна накапливались преимущественно глубоководные осадки, представленные аргиллитами с конкрециями, и только в основании комплекса отмечаются глинисто-карбонатные, алеврито-глинистые и песчаные осадки прибрежного мелководья с оолитами и обилием фауны. В центральной части накапливались отложения, характеризующиеся чередованием глинисто-карбонатных осадков, наиболее удаленных от побережья и карбонатных гравийно-песчаных осадков дистальных частей конусов выноса. На южном обрамлении бассейна накапливались лавы базальтового, андезитового, анде-зцто-дацитового состава [Беридзе, 1983,1985,1989], а также туфы и вулканогенно-осадочные отложения. В результате проведенного литолого-фациального анализа установлено первое защищаемое положение: В тшсие-средиеюрском бассейне на осад-юшаконление значительное влияние оказывали гравитационные потоки. Их лшкси-мальное влияние отмечается на северном обрамлении бассейна в синемюрское и тинсбахское время, в центральной часнш - в байос-батское, на южном обрамлении - в тоар-ааленское время.

Глава 3 Вещественный состав песчаных пород и его взаимосвязь с фациями.

Литолого-фациальный анализ выявил закономерности осадконакопления и эволюцию фациальных комплексов в ранне-среднеюрском бассейне на изученной территории, что позволяет перейти к минералогической характеристике, с помощью которой определяются эволюция минерального состава и источников сноса нижне-среднеюрских отложений. Описание терригенных минералов, их изменений, состав терригенно-минералогических ассоциаций и их распределение на площади позволяют проследить эволюцию источников сноса и перейти к построению палеогеографических схем. Помимо этого отмечены некоторые закономерности, связанные с механизмом седиментации осадков. В начале главы приводится описание терригенных минералов и их изменения, затем терригенно-минералогические ассоциации, характерные для различных ярусов и зон, предполагаемые источники сноса, а также взаимосвязь минерального состава и фациальных условий.

3.1.1 Главные породообразующие минералы. Среди главных породообразующих минералов отмечены кварц, полевые шпаты, обломки пород. Содержание квар-

ца колеблется от 25 до 85 V Различные генетические типы кварца были изучены по методике И.М.Симановича [1978]. Из результатов определений следует, что для нижне-среднеюрских отложений на изученной территории ведущую роль играет кварц метаморфогенный. другие типы кварца находятся в подчиненном положении. Изменения кварца выражаются в коррозии обломочных зерен и их регенерации. Наиболее часто отмечается коррозия зерен кварца хлорит-слюдистым или карбонатным цементом. В участках повышенных давлений наблюдаются структуры растворения, среди которых встречаются: конформные, инкорпорационные и мик-ростилолитовые.

Среди полевых шпатов отмечены: песдвойникованный полевой шпат (ортоклаз?), микроклин, микропертит. кислые и средние плагиоклазы. Содержание полевых шпатов изменяется от 10 до 85%. Наибольшим распространением в течении нижне-среднеюрского времени пользовались калиевые полевые шпаты, среди которых преобладал несдвойникованный полевой шпат. Широкое распространение имели кислые плагиоклазы, а количество средних плагиоклазов резко увеличивается в тоар-аалепе в центральной и южной частях бассейна. Позднее (байос-бат) содержание средних плагиоклазов уменьшается до прежнего уровня. Среди изменений полевых шпатов наиболее распространено явление разъедания полевых шпатов и их замещение кальцитом. Помимо кальцитизации, отмечается явление серицитизации и гидрослюдизации. Реже отмечается регенерация и альбитизация плагиоклазов, а также механическая деформация с дугообразным изгибанием двойниковых швов.

Содержание обломков пород изменяется от нескольких до почти 70% . Среди них можно выделить обломки эффузивных, граннтоидных, метаморфических пород. В последние входят обломки кристаллических сланцев, кремнистых пород, ме-таморфизованных аргиллитов и алевролитов-песчаников, в единичных случаях встречаются обломки известняков и доломитов. Обломки граннтоидных и эффузивных пород определяются преимущественно по структуре. Нами отмечены обломки с микрофельзитовой, сферолитовой, гломеропорфировой, криптовой структура-ми[Половинкина Ю.Ир., 1948], что позволяет интерпретировать следующие исходные породы: фельзптовый порфир, фельзитовый альбитофир, кварц-порфир, гранодиоритовый порфирит, кварцеводиоритовый порфирит. В разрезе р.Черек Бе-зенгийский преобладают обломки гранодиорит-порфиритов (плинсбах). В центральной части бассейна чаще встречаются альбитофнры, андезиты, и средние эффу-зивы непонятного происхождения. В сорской свите - обломки кварц-порфиров, фельзитовых альбитофиров и андезитов.

3.1.2 Слюдистые минералы. Нами отмечены биотит, мусковит, глаукошп.

3.1.3. Минералы тяжелой фракции. Следующей группой минералов, встреченных в нижне-среднеюрских отложениях Большого Кавказа, является группа минералов тяжелой фракции. Среднее процентное содержание минералов тяжелой фракции невелико и снизу вверх по разрезу уменьшается от 0.07% в синемюре до 0.03% в бай-осе. Среди минералов тяжелой фракции в отложениях нижней-средней юры отмечены следующие минералы : циркон, гранат, апатит, корунд, сфен, лейкоксен, монацит, дистен, андалузит, рутил, турмалин, эпидот, магнетит. Наиболее часто встречаемой язляется группа из первых трех, содержание и морфологические разновидности которых являются хорошим репером при корреляции разрезов.

Цирконы встречаются 4-х типов - короткопризматические, длиннопризмати-чоские, изометричные [Чихрадзе, 1979] и обломки неправильной формы. Апатиты трех типов - призматические, округлые и обломки неправильной формы. Гранаты также трех типов - темнозеленые гроссуляры, брусничные альмандин-андрадиты, буро-желтые, буро-красные альмандиновго типа. Каждый возрастной интервал нижней-средней юры на изученной территории характеризуется определенным типом минерала и его морфологической разновидностью: в синемюре преобладающим минералом является апатит, представленный желтоватыми обломками неправильной формы. В раннем плинсбахе преобладает циркон, представленный прозрачными короткопризматическими кристаллами. В позднем плинсбахс на западе северного обрамления территории преобладающими минералами являются гранаты второго и третьего типа, представленные обломками неправильной формы. В восточной части отмечается апатит в виде неправильных обломков белого цвета с точечными включениями, гранат - в виде кристаллов второго и третьего типов. В тоаре-аалене относительное содержание граната уменьшается, преобладающим становится апатит па севере территории, для отложений южного обрамления отмечаются колебания содержания всех трех минералов. Апатит представлен обломками белого цвета неправильной формы. Циркон преимущественно тремя типами бледно-розового цвета. Гранат - различный для северной и южной частей бассейна, на юге преобладает гранат гроссуляровой группы, на севере - гранаты альмандиновой и третьей группы. Для отложений байоса-бата соотношение минералов практически не меняется - граната мало, преобладает апатит, апатит-циркон. Апатит прозрачны!!, без включений, округлой формы. Циркон преимущественно розовато-эьелтый короткопризматический.

3.2 Терригенно-минералогические ассоциации и предполагаемые источники сноса. Состав доюрских образований и его особенности представлен в работах [Заридзс, 1962; Славина и др., 1962; Адамия, 1968; Стратиграфия СССР,1973; Ваха-

ния, 1976; Чихрадзе, 1979 и др.]. При изучении вещественного состава мы пользовались диаграммой В.Д.Шутова [1965] в результате чего установлена эволюция мине-рхлыгого состава песчаных пород от кварцевых граувакк к аркозам (рис.2).

Для синемюрского времени в центральной части характерны микроклин, средние плагиоклазы, обломки гранитоидных пород, апатит желтоватый в обломках неправильной формы. Для северо-восточной - преобладание несдвойникованно-го полевого шпата, наличие кислых плагиоклазов, среди обломков пород преобладают обломки эффузивов (основные порфириты), количество которых увеличивается снизу вверх по разрезу. Источники сноса имеют местное происхождение [Чихрадзе, 1979] кластический и вулканогенный материал практически не подвергался переносу.

В плинсбахское время для песчаников северного обрамления отмечается : кварц метаморфический, уменьшение содержания несдвойникованного полевого шпата, увеличение содержания плагиоклазов, увеличение содержания обломков метаморфических пород, уменьшение содержания обломков гранитоидов. Среди минералов тяжелой фракции на западе встречается циркон - гранат, на востоке - циркон-гранат-апатит. Состав терригепно-минералогической ассоциации свидетельствует о том, что источни-ком сноса для бассейна плинсбахского возраста являлись доюрские образования Главного Кавказского хребта. Однако материал поступал из двух источников - для западной части источником сноса являются отложения чегемской серии и лейкократовых гнейсов верховий р.Баксан, морфогенетические типы цирконов которых [Пруцкий и др., 1985; Снежко,1985] сходны с отложениями плинсбахского возраста. Для восточной части бассейна источником сноса являются граниты и метаморфические породы палеозойского возраста, ныне встречаемые в междуречье рр.Урух-Ардон, типы цирконов которых [Пруцкий, 1985] соответствуют цирконам из отло

жений плинсбахского возраста. Вероятно, что в восточной части бассейна источник был существенно ближе, чем в западной части, так как минералы тяжелой фракции оказались в лучшей сохранности. Многочисленные обломки доломитов и известняков в основании разреза р.Черек Безенгийский позволяет предположить существование бпогерм, материал с которых нам удалось зафиксировать. В центральной части бассейна в составе полевых шпатов отмечается уменьшение содержания несдвой-никоианный полевой шпата, увеличение содержания плагиоклазов, увеличение со держания обломков пород, среди которых отмечаются гранит-порфиры, гранодио-рит-порфиры, фельзитовые порфиры, реже пироксеновые андезиты, андезиты. Из минералов тяжелой фракции встречаются апатит, фанат (гроссуляр - альмандин

Рис.2 Минеральный состав песчаных пород нижне-ереднешрского возраста:

1. синемюр ранний; 2. синемюр поздний; 3. плинсбах; 4. тоар-аален; 5.байос-бат

Л 100". - ,,

- - ооломкиэффузивов микроклшьмикропертпт

В

\ \ обломки обломки неодв " яльбит-олигоклаз ^_1 метаморф

100 %

гранитоидовполевой пшат

обломки эффузнвов Б

микроклин-мпкропертит

\ Р и1-"шмки обломки гщь/ _ \ \ метаморф гранитоидо» нсс™ альОит-о лиг о к л аз ф 100%

А север

полевой шпат обломки эффузивоь

100 %

обломки мстаморфитов обломки гранитоидов обломки эффузивов

и

100 %

100°'о

^ 100° ОЙЛОМКИ метамоРФшов обломки гранитоидов

песчаники северного оорамления; ^^ песчаники центрального части; О песчаники южного обрамления.

1

примерно в равных соотношениях). Изменение содержания обломков пород и полевых шпатов на северо-западе изученной территории и в центральной части схожи, однако различаются типы обломков пород. Исходя из этого, можно предположить, что в центральной части бассейна отмечается смешение осадочного материала, поступающего с севера и со Сванетского поднятая.

Для тоар-ааленского времени нами отмечено две терригенно-минералогические ассоциации - одна для северного обрамления Кавказского бассейна, другая для центральной части и южного обрамления. Основными минералами северной ассоциации являются - метаморфогенный кварц, несдвойникованный полевой шпат, содержания которого достигает 100%, микроклин-микропертит, содержание которых ниже, чем в южной зоне, только в восточной части зоны (р.Урух, разрез 124) их содержание достигает 20% ,кислые плагиоклазы. Среди обломков пород превалируют обломки гранитоидов, тогда как содержание эффузивов уменьшается снизу вверх по разрезу. Среди акцессорных минералов преобладающими минералами являются апатит (обломки неправильного цвета с пылевидными включениями) и гранат( преимущественно альмандиновой группы). Среди минералов южной ассоциации отмечается пониженное содержание кварца мета-морфогенного (без минеральных включений), несдвойникованный полевой шпат (содержание до 85%). Содержание микроклина-микропертита до 25% (р.Лухунисцкали). Плагиоклазы отмечаются кислые и средние, с преобладанием средних в верхней части разреза. Среди обломков пород отмечаются кварцевые порфиры, кварцдиорит-порфиры, фельзитовые альбитофиры, андезиты. Важнейшими являются обломки эффузивных пород, количество которых увеличивается снизу вверх по разрезу (до 85% - р.Джоджора). Среди акцессорных минералов встречаются апатит-циркон-гранат в разных соотношениях: Апатит представлен обломками неправильной формы белого цвета с пылевидными включениями, циркон - бледнорозовыми разностями длиннопризматических, короткопризматиче-ских и изометричных кристаллов. Среди гранатов преобладает гроссуляр. Состав обломков пород и типы минералов тяжелой фракции свидетельствует о том, что источником для этих отложений являлся Дзирульский массив, однако, присутствие корунда свидетельствует о том, что, вероятно, снос с Русской плиты окончательно не прекратился. Ассоциация центральной части соответствует южной: высокое содержанке средних плагиоклазов, но ниже чем в сорской свите, и снизу вверх по разрезу увеличивается содержание обломков эффузивных пород. Среди обломков пород отмечаются фельзитовый порфир, андезиты, андезито-базальты, фельзитовый альбитофир. Таким образом, на осадконакопление в тоар-ааленское время оказы-

в дли влияние два источника сноса - зона Главного хребта для севера и Дзнрульский массив для южной и центральной.

Для байос-батского времени отмечается смещение минерального состава песчаников or трауваккового к аркозовому. Характерными минералами являются -метаморфогенный кварц, содержание которого несколько снижается; среди полевых шпатов везде отмечается примерно одинаковое содержание плагиоклазов, некоторое различие микропертита и несдвойникованный полевой шпата (преобладание которого отмечается в центральной части). Среди акцессорных минералов преобладает округлый апатит прозрачный без включений и короткопризматический циркон розовато-желтого цвета, но встречаются и призматические кристаллы циркона с сиреневым от тенком. Преобладающие цирконы розовато-желтого цвета являются типичным минералом для сланцев макерской серии, развитой в бассейне р.Урух [Пруцкий и др., 1985]. Отмечающиеся также цирконы призматического габитуса с сиреневым оттенком характерны для Кассарскнх гранитов [Пруцкий и др. 1985]. Следовательно, поступление терригенного материала предполагается с северо-востока. На южном обрамлении бассейна поставщиком материала становятся местные источники подводных излияний [Беридзе, ¡965, 1985]. Второе защищаемое положение: Определены основные источники сноса для изученной территории и их слияние па осадконакоиление (рис.3). Разнообраз- ный минеральный состав в тоар-аалене становится однородным полевоииют-кварцево-граувакковым, а к концу средней юры аркозовьт. Однако пластический материал с севера и юга не подвергается перемешиванию благодаря морфологическим особенностям бассейна.

3.3 Взаимосвязь минерального состава и фациальиых условий. Минеральный состав песчаника отражает не только характер материнской породы, но тектонические обстановки, в которых он был образован. В работах многочисленных зарубежных авторов [Crook, Dickinson, Maynard et al.] рассмотрены эти зависимости. Нанесенные на диаграмму [Dickinson, 1985] данных нижне-среднеюрских отложений Кавказа установлено, что отложения синемюрского и плинсбахского возраста занимают преимущественно поле ремобилизованных орогенов, тоар-ааленского возраста - поле глубоко эродированной дуги (северное обрамление), или переходной дуги (центральная часть и южное обрамление), байос-батского возраста - поле переходного континентального блока. Механическая дифференциация осадка, а также фа-ниальные условия сказываются на минеральном составе [Вассоевич, 1948; Шванов, 1964; Гроссгейм, 1972; Щербаков, 1976; Вылцан, 1978; Канскнй и др., 1982]. Выде-л;нные на диаграммах минерального состава поля данных единого возрастного интервала можно разделить на совокупность нескольких полей, образованных в еди

Ь

Рис.3

Минеральные ассоциации и источники сноса в нижне-среднеюрских отложениях Большого Кавказа наученной территории

возрастные интервалы состав парагенетических минеральных ассоциаций Источники сноса

Породообразующие минералы Основные акцессорные минералы Главный Кавказский хребет Осадочный бассейн Дзнрульски й массив

типы кварца тепы полевых пшатов типы обломков Пород цирконы гранаты

байос-бат - но V 13 ТТЛ Нихром""* НЧ1 рЮГргиГ к* кк 1я Рь

¥0 1 i г £ л » а

тоар-аален 0 аае/> Г Ндеделил* —1 Ал^ит- из i 1 ь -.<*<» север №. иП м« т_ н5г «ртя»,—— '

< г Л ч

плинсбах £ ......... "Ою- ¡0 11 ЮО 1Р ■ч

синемюр вулкаког ениый Т'Дг Ттл д-* грлн>г с» *

синемюр терригенн ый и 10 пч^рокпин-ре^м тп1у0 \ — (•б. р 5: Гч" . ..

ных фацнальных условиях. Диаграмма, построенная для образований синемюра показывает состав отложений, образованных в различных частях подводного конус I выноса: 1 - поле отложений, образовавшихся в проксимальной части конуса выноса, характеризуется некомпактностью расположения данных вследствие плохой сортировки и "незрелости" отложений, возникших вблизи от источника сноса, сцнако подвергшихся механической дифференциации внутри потока. Минеральный состав (325-8оРо-101*20-70; 1 - поле отложений, образованных в средней части фена, характеризуется большим расстоянием транспортировки от источника,степень "зрелости" и механической дифференциации вещества здесь несколько выше. Минеральный состав (}70-10оГо-пК 40-30; 3 - поле отложений, образованных в зоне переплетении каналов, характеризуется повышенным содержанием полевых шпатов, что можно объяснить обилием материала, поступающего по нескольким подводящим каналам. Исходная кластика, принесенная потоками, почти не подвергалась механическим воздействиям и захоранивалась вновь поступающим осадком. Минеральный состав Q40-MiF15-.25K20-.iii. Недостаточность статистики, по-видимому, не дает возможности утверждать, что выделенные поля нельзя интерпретировать по-другому.

Отложения плинсбаха развиты значительно шире, поэтому статистический подсчет здесь более достоверен и позволяет нам выделить следующие поля: 1-поле гравийных турбидитов, 2 - поле нормальных турбидитов, 3 - поле дебризных потоков, 4 - поле фаций прибрежного мелководья. В западной части бассейна с наибольшим содержанием кварца оказалось поле нормальных турбидитов <ЗбО-8оР4о-15Кю-3(1, тогда как поле гравийных турбидитов имеет менее кварцевый состав и более низкое содержание полевых шпатов <225-55^-71*40-75. В восточной части бассейна наблюдается обратная картина - с наибольшим содержанием кварца оказывается поле гравийных турбидитов и дебризных потоков Об5-85Кн)-15К15-30, а поле нормальных турбидитов характеризуется более низким содержанием кварца и более высоким содержанием полевых шпатов и обломков пород <24и-5о1;'15-25Кз(Мо. Поле фаций прибрежного мелководья на з|шаде_территории занимает центральную часть треугольника ()з5-551чо-301*20-50, на востоке это же поле характеризуется примерно одинаковым содержанием кварца и обломков пород и более низким содержанием полевых ШПаТОВ (}з5-60Ь'5-10К25-55.

Для отложений тоара-аалеиа нами не отмечено такого четкого разделения полей. Выделяется отдельное поле песчаников сорской свиты, образованных

преимущественно гравитационными потоками, и песчаников центральной части бассейна, являющихся образованиями дистальных турбидитов или донных течений (<320-5(^10.251*35-65). Поле с повышенным содержанием кварца и пониженным содержанием обломков пород (^45-65140-251^15-40 образовано осадками в пределах прибрежного, участками полуизолированного мелководья. Поля частично перекрываются, отложения разных фаций мало отличаются друг от друга: вероятно, материал гравитационных потоков, прежде, чем попасть в зону более глубоководных фаций, некоторое время накапливался на ступенеобразном уступе, расположенном вдоль континентального склона.

В отложениях байоса-бата опять отмечается несовпадение полей разного генезиса. Песчаники потоковых фации образуют поле (3 лкч^-вК]«? Песчаники прибрежного и подвижного мелководья характеризуются большей кварцевостью и более низким содержанием полевых шпатов (^о-тоКм-гоШв-зз. Отложения центральной части бассейна, занимают промежуточное положение.

Дифференциация осадка п процессе формирования потока достаточно интенсивна и выражается в резком отличии минерального остава в нижней, средней и верхней частях слоя. Наблюдается уменьшение содержания обломков пород и полевых шпатов, увеличение кварца. Однако даже при значительных колебаниях минерального состава внутри слоя, он никогда не выходит за пределы поля, общего для данного возрастного интервала. В то же время средние данные следующих друг за другом слоев почти не отличаются друг от друга по минеральному составу. Третье защищаемое положение: Минеральные составы песчаников разных фаций образуют отдельные поля, при этом /шля одинаковых фаций не совпадают в различных времен' пых интервалах. Различие минерального состава, вызванное дифференциацией внутри слоя неодинаково для разных фаций, но при значительном колебании минерального состава внутри слоя, общий состав не выходит за пределы поля, типичного для данной зоны и возрастного интервала.

Глава 4 Химический состав нижне-среднеюрских отложений.

На диаграмме летрохимической классификации [Коссовская.Тучкова, 1989] данные нижне-среднеюрских отложений занимают поле полимиктовых песчаников. Вероятно, преимущественно граувакковый состав нивелирует среднее содержание компонентов породы. Но на двумерных диаграммах данные химических анализов разделяются на три одновозрастных однородных поля. На диаграмме зависимости К2О - поля разновозрастных отложений отличаются друг от друга. Различа-

ются поля одновозрастных тоар-ааленских отложений южного и северного обрам-

л гния изученной территории. Схожая картина наблюдается на графиках АЬОз-КагО+КгО и А1г0з-Ре20з+ Ре0+М£0, однако на последнем поля несколько размазаны и накладываются друг на друга. По-видимому, подобное распределение полей объясняется различием состава источников сноса, различием фациальных условий [Япаскурт, 1989], а также широким развитием аутигенных минералов. Химический состав пород отложений ранней средней юры Большого Кавказа1 свидетельствует о постепенной смене во времени следующих парагенезов: миогеосинклинальный (ранний синемюр) - петрогенный (поздний синемюр) - литокластогенный (плинсбах) - эвгеосинклинальный (тоар-аален).

глава 5. Палеогеография

Проведенные нами исследования уточняют ранние реконструкции [Кахадзе , 1947; Геология Центрального и западного Кавказа, 1962; Палеогеография СССР, 1977; Чихрадзе,1979; 1983; и др.) и позволяют проследить эволюцию части Кавказского бассейна как северной окраины Тетиса для ранне-среднеюрского времени.

Отложения синемюра встречаются в виде фрагментарных выходов и представлены терригенными грубозернистыми отложениями, переходящими в песчаника. На изученной территории это прибрежно-морские образования преимущественно проксимальных частей конусов выноса. Верхняя часть синемюрских отложений характеризуется высоким содержанием вулканогенных образований и их обломков в составе пород. Представлены туффитами, образовавшимися в различных частях вулканических шлейфов и туфами. Отмечается постепенное углубление бассейна к северо-востоку изученной территории, где образуются сфалерит-галенитовые конкреции (р.Фиагдон).

В плинсбахском веке море продвигается далее на север, рельеф морского дна выполаживается, подводные конуса выноса имеют небольшую протяженность и значительную ширину. Береговая линия в течение плинсбахского века не была стабильной, а постепенно отступала на север, крутые береговые склоны выполажи-влотся, в результате чего существенно сокращается поступление терригенного материала за счет дельтовых конусов выноса. Распространение потоковых образований отмечается только в раннем плинсбахе и на севере территории, широкое развитие приобретают осадки прибрежного, особенно застойного мелководья. В северовосточной и центральной частях изученной территории бассейн несколько глубже, о гмечается присутствие пирита и сидерита, свидетельствующие о слабой динамике

2 используемая терминология соответствует работе В.Д.Шуюва [Паратспезы граувакковых к >мплексов, 1975].

иод в условиях восстановительной обстановки. В междуречье рр.Баксан-Черек Бе-зеигийский вдоль континентального склона предполагается существование ступенеобразного уступа, в пределах которого осадки накапливались некоторое время, прежде чем переместиться в более глубоководные участки. Об этом свидетельствует ряд минералогических признаков. Здесь же отмечается существование биогерм, материал разрушения которых фиксируется в отложениях безенгийской свиты в разрезе р.Черек Безенгийский.

В тоар-аалснское время мелководное море продвигается далее на север, а с юга, со стороны Дзирульского массива поступают большие массы песчаного материала с помощью немногочисленных, но мощных конусов выноса. При этом южный склон также характеризуется ступенеобразным уступом вдоль северного склона Дзирульского массива, на котором материал накапливался, прежде чем переместиться в более глубоководную, центральную часть бассейна.

В начале байоса происходит резкое сокращение бассейна, местами нижние зоны байоса выпадают из разреза [Геология Большого Кавказа, 1976; Отчет по изучению палеогеографической обстановки на Северном Кавказе в мезозое и кайнозое, 1977; и др.] продолжается интенсивное погружение южного склона [Г'амкрелидзе П.Д., 1965; Гамкрелидзе И.П., 1988], сопровождающееся субдукцией в южном направлении [Халилов и др., 1987; Цветков и др., 1989]. В связи с этим происходят мощные вулканогенные излияния базальтовых, андезито-базальтовых и андезитовых лавовых потоков и покровов, и связанных с ними вулканических тур-бидитовых и флюксотурбидитовых потоков [Беридзе, 1985; 1989]. На западе северного обрамления происходит накопление преимущественно фоновых осадков, реже песчаных, глинисто-карбонатных отложений прибрежного мелководья. В междуречье рр.Чегем-Черек распространены вулканогенные образования, представленные порфиритами и диабазами [Ломизе, 1983]. Восточная часть изученной территории характеризуется фациями удаленных частей морского бассейна с сидеритовыми конкрециями. В центральной части бассейна накапливались гравийно-песчаные, алеврито-песчаные отложения гравийных потоков дистальной части конуса выноса и глинисто-карбонатные отложения наиболее удаленных от побережья частей. В результате проведенных палеогеографических реконструкций установлено: преобладающие в начале ранней юры фации гравитационных потоков в условиях нерасчле-ненпого рельефа сменяются образованиями прибрежного мелководья при выполажи-вании морского дна. В тоаре па осадкопакоплеппе. начинают влиять два источника сноса ( с севера и юга), причем влияние Дзирульского массива с юга было более значительным, что обусловлено морфологией морского дпа. В бапос- батское время отмс-

члетен сильная расчлененность морского дна на юге бассейна, обусловленная излияниями базальтов, и относительно выровненный рельеф на севере территории.

глава 6 Вторичные изменения нижне-срсднеюрских отложений, зональность и фации эпи-метагенеза

Изучение постседиментационных изменений в терригенных отложениях позволяет охарактеризовать различные уровни этих изменений и с наибольшей достоверностью определять их седиментологическую историю. Многими авторами на основании изучения глинистых минералов, органического вещества и аутогенного минералообразования отложений нижней-средней юры Кавказа отмечаются интенсивные постседиментационные изменения [Гаврилов, Ципурский С.И, 1987, 1988; За-ридзе и др., 1982; Чихрадзе, 1979; Карпова, Тимофеева, 1971; Похвиснеаа, 1964; Бе-ридзе, 1965]. Однако схемы зональности постседиментационных изменений в юрских отложениях для данной части Кавказа построено не было. На основании проведения собственных исследований автором показана эпи- и метагенетическая зональность, но вероятно, прослеженная зональность не отражает сложную картину, свойственную отдельным структурно-фациальным зонам.

При изучении распределения аутигенных и глинистых минералов по разрезу и на площади, структур песчаных пород, характера цемента, а также изменения этих характеристик по разрезу и на площади, откартированы зоны различных стадий постседиментационных преобразований. В настоящей работе мы применяем терминологию, разработанную в нашей стране[Копелиович, 1965; Шутов, 1975; Симано-вич, 1978; Дриц, Коссовская, 1990].

6.1 Характеристика аутигенных минералов. Рассмотрены три группы аутигенных минералов: рудные, карбонатные и глинистые. Из рудных отмечаются пирит, марказит, галенит, сфалерит, анатаз. Из карбонатных - кальцит(двух типов -перекристаллизованный 11 неперекристаллизованный ) и сидерит. Среди глинистых минералов нами отмечены минералы группы слюд, хлорита, каолинита, а также в незначительных количествах смектит и хлорит-вермикулит.

6.2 Конкреции и характер конкрециеобразовашш в различных геохимических обстановках. Состав и происхождение нижне-среднеюрских конкреций Кавказа рассмотрен в ряде работ [Кахадзе,1947; Стариков, Ольховский, 1961; Гаврилов, 1979; Чихрадзе , 1979; Чихрадзе, 1989]. Нами прослежены состав и распространение конкреций, полученные в результате использования литературных данных и собственных исследований. На изученной территории встречаются конкреции: 1) пиритовые; 2) сфалерит-галенитовые; 3) сидеритовыс: а) собственно силеритовые; б)с преоблада-

нием алевритовой и песчаной составляющей; в) с преобладанием глинистой составляющей; 4) мергелистые.

6.3 Ассоциации аутогенных минералов. Нами выделены две зоны, отличные друг от друга(табл. 1). Нижняя, зона наиболее измененных пород развита в основании нижнеюрских отложений и отмечается в центральной (Казбегско-Лагодехская зона) и северной частях изученной территории и охватывают разрез синемюрских и плинсбахских отложений. В пределах зоны, относимой нами к стадии метагенеза [Шутов,1975], можно выделить 2 подзоны, что, вероятно, связано с различиями в исходной кластике. (1а) Подзона широкого проявления зпидота-хлорита и конформных структур (наиболее измеленных пород) развита в центральной части изученной территории (верховья рр.Домбарула, Зопхитура, Риони, Мамисонский перевал), а также в основании плинсбахских отложений р.Баксан, сел.Былым. Разрез представлен грубозернистыми породами, минеральный состав - кварцевыми и поле-вошпат-кварцевыми граувакками и кристаллотуфами. Из аутогенных минералов встречается эпидот (в виде зернистых масс и реже кристаллов), хлорит (крупные ро-зетковидные выделения до 0.3-0.5мм с синей, реже с серой интерференционной окраской), мусковит (размером до 0.3 см), а также альбит. Во фр.<0.001 песчаника отмечены слюды мусковитового типа(2М 0, редко - хлорит. Согласно классификации В.Д.Шутова [1975] представленную зону можно отнести к эпидот-мусковит-хлоритовой фации. Подзона проявления серицитового цемента и конформных структур (16) охватывает область развития тоар-ааленских отложений в центральной части (Казбегско-Лагодехская зона), а на севере - отложения синемюра и плинсбаха на северо-востоке территории(Дигоро-Осетинская зона) и плинсбаха-(р.Баксан, р.Чегем). Разрез в центральной части представлен чередованием алевролитов-аргиллитов и редкими прослоями песчаников, и на севере крупнозернистыми песчаниками и галечниками. Минеральный состав - кварц-полевошпатовые, полевошпат-кварцевые, реже кварцевые граувакки. Из аутогенных минералов широко развит серицит и хлорит (крупные розетковидные выделения или тонкоагрегатная масса с серыми интерференционным» окрасками). Во фр.< 0.001 песчаника встречаются хлорит и гидрослюда. Согласно классификации В.Д.Щутова[1975] представленную зону можно отнести к серицит (мусковит)-хлоритовой фации.

Следующая, зона проявления хлорит-слюдистого цемента и микростилолито-вых структур (Н) охватывает отложения тоара-байоса, реже - отложения плинсбаха (север). Разрез представлен чередованием песчаников и аргиллитов, в верхней части -преимущественно известковых, Минеральный состав тяготеет к лолевошпат-кварцевым I рауиаккам, или в верхней части к гравакковым аркозам и аркозам. Из

Таблица 1

зона изменения структура цемент

II микросгилсшитовая конформная, вдавливания контактный хлоритово-слюдисгый, поровьш слюдистый и калыпгговый, Назальный кальцитовый, КОррОЗИОННЬШ

1Ь кояформно-регенерапионная, сегрегационная каемочный серицитовый, конформно- регенерационный кварцевый, иногда поровый серицит- хлоритовый, коррозионный,

1а каемочный серицитовый, реже серицит-хлоритовый, коррозионный, регенерационный

поры

I5

Н Вй йУ : род щ ОАТМ

ШИйИЯ?

ВВП

ри отит

I

4 ¡2»

АУТОГЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ, РАЗВИТЫЕ ПО ПОРОДООБРАЗУЮЩИМ | массово© проявление | частое проявление | отмечается | встречается

аутигенных минералов встречается хлорит, редко мусковит, иногда по прожилкам развивается кальцит и гидроокислы железа. Органическое вещество частично пири-тизнровано. Глинистые минералы представлены дефектным хлоритом и гидрослюдой с 5-10''о ( редко до 20%) разбухающих межслоев, иногда отмечается присутствие незначительного количества хлорит-вермикулитовых смешанослойных образований и смектитов. В верхней части разреза в отдельных образцах встречается каолинит. Согласно классификации [Шутов, 1975] эта зона отвечает гидрослюдисто-хлоритовой фации глубинного эпигенеза.

Установлено, что распространение фаций эпи-метагеиеза имеет асимметричный характер: зона наибольшего изменения пород занимает центральную часть распространения юрских отложений на изученной территории. К югу от этой зоны в субширотном направлении располагается зона серицитового цемента. На севере - в основании раннеюрских отложении отмечается зона серицитового цемента, которая к северу сменяется гидрослюдисто-хлоритовой фацией. Связано это либо с глубиной погружения и интенсивностью деформаций, либо с влянием тектонических процессов. Четвертое защищаемое положение: Определены главные минералогические приз' паки фаций эпи- и метагенеза и показана асимметричность зон постседиментациоп' пых изменений осадочных пород нижне-среОпеюрского возраста.

Основные защищаемые положения:

1. В нижне-среднеюрском бассейне на осадконакопление значительное влияние оказывай гравитационные потоки. Их .максимальное влияние отмечается на северном обрамлении бассейна в синемюрское и плинсбахское время, а центральной части - в байос-батское, на южном обрамлении - в тоар-ааленское время.

2. Определены основные источники сноса для изученной территории и их влияние на осадкопакотение. Разнообразный минеральный состав в тоар-аазеие становится однородный полевошпат-кварцево-граувакковым, а к концу средней юры аркозовым. Однако кластический материал с севера и юга не подвергается перемешиванию благодаря морфологическим особенностям бассейна.

3. Минеральные составы песчаников разных фаций образуют отдельные поля, при этом поля одинаковых фаций не совпадают в различных временных интервалах. Различие минерального состава, вызванное дифференциацией внутри слои неодинаково для разных фаций, но при значительном колебании минерального состава внутри слоя, общий состав не выходим за пределы поля, типичного для данной зоны и возрастного интервала.

4. Определены главные.>uiuepciлогические признаки фаций зпи- и .метагенеза и показана

асимметричность зон постседименпшционпых изменений осадочных пород пижпе-

среднеюрского возраста.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Минералого-петрохимическая классификация песчаных пород, разработанная с помощью ЭВМII Тезисы докладов V конференции молодых ученых ГИН АН СССР, 1986

2. Литолого-минералогический анализ нижнеюрских базальных конгломератов (Горная Рача)//Вопросы региональной геологии СССР, М., Наука, 1987, с.11-12

3 К проблеме минералого-летрохимической классификации и генезиса песчаных пород //Литология и полезные ископаемые, 1988, № 2, с. 8-24

4. Тучкова М.И. Вещественный состав песчаных пород сорской свиты// Тезисы докладов VII конф. молодых ученых ГИНа, 1988

5. Тучкова М.И. Вещественный состав песчаных пород среднеюрских отложений южного склона Большого Кавказа. Материалы 5 "" конференции молодых ученых ИГГГИ АН УССР, Львов, 1988, т. 1-72 - 92, № 1208-В89

6. Тучкова М.И., Макаров Ю.В. Осадконакопление в ранне-среднеюрском осадочном бассейне Большого Кавказа // Флиш и флишоидные комплексы в различных зонах земной коры (формации и геоминералогия), М.: ГИН РАН, 1994, с.80-90

7. M.I.Toutchkova Enregistrement de temps dans les flyschoides (Caucase Centrale, eojurassique)// 1AS - 16 th Regional Meeting of Sedimentoiogy, Book of Abstracts, 1995, Publication ASF, Paris, n 22, p. 144

8. Voznesensky A., Anikeeva O., Tuchkova M. Evolution of Jurassic-Cretaceous Sedimentary basin of Great Caucasus// 30th IGC, Abstracts, v. , p. , Beijing, China

9. Anikeeva O., Tuchkova M., Voznesensky A. Evolution Late Mesozoic Great Caucases Basin in Terrigeno-Mineral Assemblages// тезисы на конгресс в Канаду.

Ю.Тучкопа М.И. Эпи-метагенетическая зональность в нижне-среднеюрских отложениях Большого Кавказа II в печати (журнал Литология и полезные ископаемые)