Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология верхнемеловых отложений юго-востока Воронежской антеклизы

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Литология верхнемеловых отложений юго-востока Воронежской антеклизы"

На правах рукописи

4 Иг''

1 Г.-"

БУРЬШШ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ЛИТОЛОГИЯ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОКА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛПЗЫ

Специальность 04.00.21 - литология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Воронеж-1998

Работа выполнена в Проблемной научно-исследовательской лаборатории геологии и mi нерального сырья при геологическом факультете Воронежского государственного университе' и на кафедре исторической геологии и палеонтологии.

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук,

профессор А.Д. Caai

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук,

-профессор Л.Т. Шевырев (ВП -кандидат геолого-минералогических наук В. А. Окороков (Липец:

Ведущее предприятие: государственное геологическое предприяп

«Воронежгеологш

Защита состоится 24 декабря 1998 года в 14.00 часов на заседании диссертационного с< вета Д. 063.48.04 при Воронежском государственном университете по адресу: 394693, г. Вор( неж, Университетская пл.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государстве1 ного университета.

Автореферат разослан 23 ноября 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук,

профессор уЛ/Ъ^-^г-р г.В. ХОЛМОВОЙ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Среди отложений осадочного чехла Воронежской антеклизы 1роким распространением пользуются неглубоко залегающие образования кремнисго-эСонатной формации позднего мела. Обнажаясь по склонам крупных долин современной цросети, верхнемеловые отложения образуют грандиозные естественные обнажения, протя-загащиеся на многие километры в виде ослепительно белых обрывов, достигающих порой соты в несколько десятков метров. Ведущие роли среди этих отложений принадлежат гшсче-мелу и его фациальным аналогам - мелоподобным мергелям и мергелям-натуралам. Писчий 1 не только широко распространенная, но и уникальная горная порода, давшая название це-лу периоду геологической истории земли. Исключительная белизна, высокая карбонатность, 1кая дисперсность, высокая пористость, слабая цементация - критерии, определяющие прак-1 ее кую значимость мела как вида полезного ископаемого. Наряду с традиционными для режа видами минерального сырья, с кремнисто-карбонатными породами верхнего мела связа-перспективы обнаружения повышенных концентраций цеолитов, фосфатного мела, как ■шлексное агросырье для нужд сельского хозяйства, высококремнистых пород.

Актуальность проводимых исследований связывается с развитием инфраструктуры Чер-1емья. В регионе сосредоточены многочисленные объекты химической, строительной, пище!, сельско-хозяйственной и многих других отраслей промышленности, использующих минерное сырье на базе карбоната кальция. Эти отрасли предъявляют определенные технические овия к исходному карбонатному сырью (содержания СаСОз, нерастворимого остатка, при-:ей красящих окислов и т.д.). Поэтому для достоверных прогнозов с заданными технологиче-¡ми свойствами необходимо знание закономерностей распространения меловых пород по резам и площади, установление литологических типов, их минеральных и химических осо-ностей.

Вместе с тем, Воронежская область является одним из основных сельскохозяйственных онов Черноземья, где особенно велика ценность плодородных почв. Поэтому проектируемая ¡ыча карбонатного сырья должна вестись на неудобьях, что существенно повышает значи-пъ точного прогноза из-за сокращений площадей для возможной разработки. Все это дикту-необходимость глубокого научного обоснования поисков различных видов минерального >ья, связанного с верхнемеловымй отложениями.

История изучения верхнемеловых отложений региона насчитывает более 100 лет. Класси-кими работами, охватывающими основные вопросы геологического строения, распростра-ия, условия образования и использования верхнемеловых карбонатных пород, являются ды А Д. Архангельского, Г.И. Бушинского, С.Г. Вишнякова, Г.В. Лавровой. Однако эти ис-

следования по большей части относились к железорудному району КМА и не коснули носили отрывочный, подчас схематический характер, территории исследуемого региона.

Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы является устано закономерностей формирования и распространения верхнемеловых отложений на юго-е Воронежской антеклизы для прогноза в них различных видов минерального сырья. Для жения этой цели решались следующие задачи:

1. Уточнение стратиграфических границ ярусов верхнемелового отдела для послед го составления фациальных карт и разрезов.

2. Изучение и выделение основных литологических типов пород, характерных дл дого яруса верхиемеловой эпохи.

3. Проведение фациального анализа верхнемеловых пород для выявления законо! стей их распространен™ и изменения по площади.

4. Установление основных факторов формирования полезных ископаемых в верхт вое время с целью их прогноза.

Научная новизна. В результате выполненных исследований в пределах рассматрив: региона уточнены стратиграфические границы отдельных ярусов. На основании детальнс тологического изучения карбонатных пород, с помощью комплекса методов уточнены ^ ные и выявлены новые литологические и генетические типы пород, а также определен ха их распространения по разрезам и площадям. Установлено широкое развитие в верхнеме отложениях цеолитов клиноптилолит-гейландитовой группы, обосновано их формирова диагенетической стадии преобразования кремнисто-карбонатных осадков. Впервые для тории восточной части Воронежской антеклизы фациальные карты масштаба 1:500 ООО и рочно (листы М-37-ХУ1 и М-37-ХХИ) в масштабе 1:200 ООО для каждого века верхнем( эпохи, являющиеся основой для прогноза и поисков различных видов минерального сырь явлена ведущая роль фациального фактора в формировании и локализации полезных ис мых в верхнемеловое время.

Практическая значимость. Результаты исследований в виде производственных, тем ских научных отчетов, отдельных рекомендаций по договорам о творческом сотрудни переданы в организации ПО «Центргеология», в том числе Брянскую ГРП, в Юго-Зап экспедицию, в АО «Липецкгеология», в АО ПФК «Воронежстройматериалы». На пло1 рекомендованных автором, проведены поисково-оценочные работы на кремнисто-глш сырье и выявлена перспективная «Михайловская» площадь (Липецкая область) с уника кремнисто-глинистым сырьем.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации и многие чг вопросы докладывались на ежегодных научных сессиях Воронежского госуниверситета

гг.), на Всесоюзном литшогическом совещании «Осадочные формации и связанные с ними пезные ископаемые» (г. Ростов-на-Дону, 1990 г.), на межрегиональной научно-практической чференцин «Сырьевая база карбонатных пород центральных районов России (мел Курской ¡гнитнои аномалии)» (г. Ст.Оскол, 1993 г.), на Всесоюзных конференциях молодых ученых >стов-на-Дону, 1983 г., г. Нальчик, 1987 г.). По теме диссертации опубликовано шесть работ дна коллективная монография.

Фактический материал. Работа базируется на большом фактическом материале, получен-ч в период проведения полевых и камеральных работ с 1977 по 1997 г. На площади свыше 300 км2 изучено более 350 обнажений, описано и опробовано более 5000 пог. м. керна буро-х скважин и стенок карьеров. Изучены, с помощью гранулометрического и мннералогиче->го методов исследований, 185 нерастворимых остатков карбонатных пород. Проведено 230 ■рографических, 630 палеонтологических (в том числе в ЦРГЦ и МГУ), 430 химических, бо-: 300 рентгенострукгурных, 63 растровых электронномикроскопических и некоторые другие ш анализов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, ¡ска литературы, включающего 99 наименований и изложена на 160 страницах текста. Работа (ержит 11 таблиц, 42 рисунка. Первое защищаемое положение изложено в четвертой главе, >рое - в пятой, третье - шестой.

Исследований по теме диссертации проводились с 1977 по 1998 г.г. в Проблемной научно-;ледовательской лаборатории геологии и минерального сырья ЦЧЭР при Воронежском госу->ственном университете, а также на кафедре исторической геологии и палеонтологии ВГУ. гор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, доктору шого-минералогнческнх наук, заслуженному геологу России профессору А.Д. Савко. Дис-ггант искренне благодарит за помощь, ценные советы и консультации Г.В. Лаврову, А.Г. Ол-эьева, С.М. Шика, С.И. Шумейко, В.М. Жмакина, В.А. Окорокова, а также коллег-геологов ронежского университета научных сотрудников В.Н. Бунеева, C.B. Мануковского, В.М. ашксва, кандидатов геолого-минералогическлх наук В.И. Беляева, В.Ф. Бабкина, Г.А. Анци-рову, П.В. Семенова, АИ. Мизина, В Н. Староверова, А.И. Трегуба, В.Г. Шпуль; Б.В. Глуш-за, докторов геолого-минералогических наук В.П. Семенова, В.И. Сиротина, Г.В. Холмового, Г. Шевырева, АН. Плаксенко за всестороннюю помощь и поддержку.

Автор высказывает особую признаельность своим коллегам A.A. Арабцезу, Д. А. Иванову, }. Соколову, C.B. Плотниковой, М.В. Каруненко за большую техническую помощь.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

I. Верхнемеловые отложения юго-востока Воронежской антеклизы представлены спе1 фнческим терригенно-кремнисто-мергельно-меловым комплексом пород, состав и структурь текстурные признаки которых для каждого яруса индивидуальны.

Верхнемеловые отложения исследуемой территории представлены породами туронско! коньякскош, сантонского и кампанского ярусов, в составе преобладают карбонатные пород Исключение составляют глауконит-кварцевые пески сеноманского яруса, которые в настоящ работе не рассматриваются.

Цитологический состав туронских отложений довольно однообразен и представлен все несколькими генетическими типами пород.

В основании яруса повсеместно залегает песчаный мел (сурка), содержащий мелк} гальку фосфоритов, кремешки и гравийные зерна кварца. Его мощность варьирует от 0,5 до м. Содержание рассеянного по породе терригенного материала быстро сокращается снизу-вве от 35% до единичных зерен. Характерной особенностью гранулометрического спектра псамм товой фракции является широкое развэтие средне-мелкозернистых фракций и крайне малое с держание алевритовой фракции. Минеральный состав песчаной части представлен угловат окатанными зернами кварца (до 95%) с примесью полевых шпатов и глауконита (до 5%), а тг же фосфатных зерен. Среди акцессорных минералов преобладают циркон (38%), рутил (19° дистен (18%), гранат (15%), ставролит (8%) и отмечаются единичные зерна турмалина, сил/ манита, монацита ксенотима, роговой обманки. Непрозрачная часть тяжелой фракции сложе преимущественно ильменитом.

Основным литологическим типом пород туронских разрезов является писчий мел, ела глинистый, во влажном состоянии вязкий, при высыхании плотный, крепкий с характеры скорлуповатой отдельностью и неясновыраженной пятнисто-ихниговой текстурой. По все разрезу отмечаются мелкие обломки иноцерамов, створки брахиопод, гнездообразные с кош ния чешуи рыб. Основным породообразующим компонентом карбонатной части мела, являют частицы известкового нанопланктона. По данным растровой электронной микроскопии, п увеличении до десяти тысяч эти частицы составляют до 85-90% объема и представлены кою литами и их фрагментами, размером от 2 до 10 мкм. Количество других органических остатк с известковистым скелетом не превышает 20%. В составе нерастворимого остатка, содержан которого колеблется от долей до первых процентов, преобладает пелитовый материал (до 93°, содержание частиц крупнее 0,05 мм обычно меньше процента. Глинистые минералы предст; лены каолинитом (15-20%), гидрослюдой (50-60%) и монтмориллонитом (25-30%). Из неглш стых минералов присутствуют пылеватый кварц, полевые шпаты, фосфаты. В целом же на ■ вере рассматриваемой территории преобладает каолишгг-мокгмориллонит-пщрослюдистая

тиация, на юге — гндрослюднсто-монтмориллоннтовая с незначительной примесью клиноп-шолита. Структуры мела фораминиферо-микрозернистые, фораминнферовые, детрито-эраминиферовые. С юга на север в мелу отмечается закономерное повышение содержания не-ютворимого остатка. Так, в районе Богучара количестЕо БЮг в среднем составляет 1,3%, а на )авобережье Хопра достигает 5,18%. В этом же направлении уменьшается содержание карбо-1та кальция, т.е. происходит терригенное разбавление карбонатного осадконакопления (по П. Найдину).

Иногда в средней части нижнетуронского разреза отчетливо прослеживается маломощный юслой светло-зеленовато-серой пластичной карбонатной глины или глинистого мергеля с шитовой текстурой (соответствующих бентонитовому горизонту М[, выделенного С.И. Шу-;нко в разрезах Украины) и монтмориллонитовым составом.

На крайнем юге нижняя часть турона представлена зеленовато-серыми, слюдистыми, в .зной степени алевритистыми мергелями, вверх по разрезу замещающимися мелоподобны-и мергелями и глинистым мелом. Для мергелей характерна ихнитовая текстура и реликты :рвичной слоистости, микрозернистая, фораминиферо-зернистая, реже тонкозернистая струк-фы. Органики не более 5-17%. Терригенкая примесь в мергелях составляет 18-25%. На долю ракции крупнее 0,01 мм из всего объема нерастворимого остатка приходится 10-15% и пред-аалена она угловато-окатанными зернами кварца алевритовой размерности, лейстами муско-гга различной степени выветрелости, ярко-зелеными зернами глауконита и единичными зер-1ми кремнисто-фосфатного! состава. Обломочный материал распределен крайне неравномерно, го объясняется жизнеаеятельнбстью многочисленных илороющих организмов. Минеральный ¡став пелитовой части нерастворимого остатка представлен гндрослюдой и монтмориллони->м с примесью клинопталолита.

Характерной особенностью конъякских отложений является выдержанность и однород-эсть литологического состава пород. На значительных площадях преобладает белый писчий ел, нередко глинистый с прослоями медоподобных мергелей. Для чистых разностей мела ха-1ктерна мелкокусковатая и щебенчатая отдельность, для глинистых - фаянсовидная и скорлу-эватая. Мел в основной своей массе фораминиферо-детритовый с органогенно-икрозернистой структурой и беспорядочно-ориентированной текстурой и сложен преимуще-гвенно пелитоморфным кальцитом. Органические остатки составляют не более 12-15% поро-а и размещены крайне неравномерно. Они представлены известковыми раковинками фсрами-ифер, часто выщелоченных, иногда выполненных микрокристаллическим кальцитом, пла-гинками иглокожих, редкими обломками призматического слоя иноцерамов. Незначительное эличество обломков иноцерамов в кокъякском мелу резко отличает его от туронского и от од-овозрастных образований КМ А (Лаврова Г. В., 1971), где конъякский мел представлен грубы-

ми, жесткими на ощупь разностями с занозистым изломом и многочисленными обломками ковин шюцерамов (до 35-40%). Нерастворимый остаток представлен преимущественно пел вым материалом и составляет 2-5% для чистых и до 10% для глинистых разностей. Глини вещество сложено гидрослюдой (25-30%) и монтмориллонитом (65-70%). В некоторых разр верхней части конъякского мела появляется каолинит (до 15%). Мел довольно чистый, а химический состав весьма однообразен как по разрезу, так и по площади: содержание СаО меняется от 52,02 до 55,57%, БЮ2 - от 0,16 до 1,84%, Ре20з - от 0,3 до 0,61%, А120з - от 0,1 1,41%.

Мелоподобние мергели по внешнему виду сходны с мелом и отличаются от него л большей плотностью, раковистым изломом и характерной ихнитовой текстурой. Структура род фораминиферо-микрозернистая и микрозернисгая. Ходы илороев., представляющие сс следы жизнедеятельности иловых бесскелетных организмов, заметно отличаются по цвет основной массы породы. Окраска ходов от светлых до темно-серых оттенков. В светлых гаг СаО на 1-2% выше, чем в основной массе мергеля, а в темных - наборот, меньше. Форма их руглая, иногда элипсовидная, удлиненная. Основная масса мелоподобных мергелей преде лена микрозернистым кальцитом в смеси с тонкорассеянным глинистым материалом. Орг; ческие остатки в виде фрагментов тонкостенных раковин фораминифер не превышают 3-1 Глинистая часть мелоподобных мергелей, составляющая обычно 10-15% породы, сложена линитом, гидрослюдой и монтмориллонитом (10-30-60% соответственно). Терригенный N риал крупнее 0,05 мм представлен единичными зернами кварца и бледно-зеленого глауко] алевритовой размерности.

В тех районах, где развит базальный «губковын горизонт» сантона, в верхних ча конъякских разрезов отмечаются слои песчанистого фосфатного мела (0,3 —1,5 м) конгл ратовидной структуры. В нерастворимом остатке (содержание которого достигает 27%) р возрастает доля терригенного кварца алевритовой размерности. Его зерна хорошо окат; корродированы, часто трещиноваты. На поверхности зерен и в трешинах отмечается пленоч глауконит. Последний присутствует и в виде зерен. Химический состав проб характеризу несколько повышенным содержанием Р2О5.

Характерной особенностью сантонских отложений является широкий литологиче! спектр - от мела и мелоподобных мергелей до слабо известковистых глин, опок и пескс также их частая смена в разрезах и по площади.

Писчий мел, широко представленный в нижней части сантонских разрезов на юге и( дуемой площади, имеет светло-серый, почти белый цвет. Он плотный, прослоями трещиг тый, с полураковистым или острооскольчатым изломом, имеет мелкощебенчатую или гш тую отдельность. По всей толще содержит редкие мелкие обломки тонкостенных пелец)

oceramus cordissoides Goldf, рассеянные ростры белемнитов Actinocamax verus Mill, и Belem-:ella praecursor Goldf. Структуры его преимущественно детритово-фораминиферовые и орга->генно-микрозернистые. Текстуры мела изменяются от ихнитово-жильчатон в нижней части зрезов до пятнисто-ихнитовой, мраморовидной в кровле. Мел сложен кокколитами и их об->мками, составляющими 85-87% породы. Фораминиферы и прочие трудноопределимые из-;стковистые остатки не превышают 5-7%. Количество СаСОэ в чистых мелах составляет 97-i%, а в наиболее глинистых не ниже - 93%. Содержание нерастворимого остатка - 3-6%. Гли-г1Стый материал г каолинит-гидрослюдисто-монтморшшонитовый (15-35-60%), с незначитель-зй примесью цеолитов. Редкие зерна кварца, глауконита и полевых шпатов алевритовой раз-ерности составляют не более 1% породы.

В меноподобних мергелях содержание глинистой составляющей возрастает до 10-18% ороды. Кроме того, в составе нерастворимого остатка мергелей отмечается тонкорассеянный зотропный опал, образующий с вмещающими породами однородную кремнисто-глинисто-арбонатную массу. Размеры опаловых частиц округлой, шаровидной формы колеблются в ределах 0,002-0,003 мм и менее. Слабоокатанные зерна кварца имеют размер от 0,03 до 0,06 [м. В качестве постоянной и весьма характерной примеси в составе псаммитовой составляю-зей мергелей присутствуют глауконит округлой формы с размерами до 0,08-0,1 мм и лейсты идратированной слюды. Иногда отмечаются мелкие скопления пирита, образующего псевдо-юрфозы по растительным остаткам. Тонкопелитовая составляющая мелоподобных мергелей аредставлена глинистым материалом пщрослюдисто-монтмориллонитового состава (30-65%) с значительной примесью каолинита. Кроме того, на фоне общего увеличения содержания не-эастворимого остатка, к кровле сантонских разрезов и возрастающей в нем'доли кремнистого материала во фракции менее 0,01 мм, нарастает содержание цеолитов группы гейландит-слиноптилолита от следов до 45-75%, которые хорошо диагностируются на дифрактограммах то серии рефлексов 0,90, 0,796; 0,396; 0,380; 0,296 нм,

В верхних частях разрезов сантона широко развиты кремнеземистые и в различной степени глинистые («цементные») мергели или мергели-натуралы подгорненского типа. Термин «кремнеземистый» Г.И. Бушинский, а позже и С.И. Шумейко применили к мергелям, имеющим силикатный модуль (S1O2/R2O3) более 4,0. Их выделение основывается не столько на валовом содержании S1O2 в породе, сколько на обязательном присутствии аморфного кремнезема в форме опала или тридимит-кристсбалита. Мергели верхнего сантона имеют ряд специфических черт, позволяющих с достаточной степенью достоверности выделяггь их среди остальных пород яруса. Они плотные, с раковистым или остроугольным изломом, плитчатой или мелкощебенчатой отдельностью, слюдистые, в различной степени алевритистые и имеют зелгновато-серую, за счет включения зерен глауконита (3-6%). Важным диагностическим признаком мергелей мо-

тут служить их текстурные особенности. Они как правило, имеют, четко выраженную ихнит вую текстуру, обусловленную следами жизнедеятельности различных илороющих организмов.

Основная масса глинистых мергелей сложена микрозернистым кальцитом (до 70%) с pas мером отдельных частиц от 0,005 до 0,01 мм. Органический детрит составляет 2-7% породы представлен обломками и целыми, хорошо сохранившимися раковинами фораминифер, редки ми призмами иноцерамов. Микроструктуры глинистых и слабокремнеземистых мергелей пре имущественно микрозернистые, алеврстово-микрозернистые, фораминиферо-микрозернистые Нерастворимый остаток мергелей состоит из пылеватых зерен кварца, глауконита, гидрооки слов железа, опала и кристобалита. Пелитовая часть представлена гидрослюдой и монтморил лонитом с примесью цеолита и опал-кристобалита

Кремнеземистые мергели сложены микрозернистым кальцитом (40-50%) в однородно} смеси с тонкодисперсным глинистым материалом (6-9%) цеолит-пщрослюдисто-монтмориллонитового состава и изотропным опал-кристобалитом (15-20%). Органические остатки представлены раковинами фораминифер и радиолярий, спикулами кремниевых губок. Химический состав кремнеземистых мергелей характеризуется пониженным содержанием Ca-COj (65-73%) и увеличением кремнезема (до 25-30%).

На северо-западе и крайнем востоке региона отложения сантона полностью представлены кремнистыми породами с прослоями глин и опок, в основании которых часто наблюдается базальный фосфатизированный губковый горизонт. Мощности кремнистой толщи сантона изменяются от первых до 30 м. .В нижних частях разрезов породы с землистым изломом окрашены в темно-серые тона, в различной степени алевритистые, слабоизвестковистые, содержат обломки фосфатизированнои органики и желваки светло-зеленовато-серых глинистых фосфоритов. Вверх по разрезу кремнистые породы в сухом состоянии белые, плотные, слюдистые, крепкие, легкие, с неровным полураковистым изломом, микротонкопористые, слабоизвестковистые. Глинистые разности светло-зеленовато-серые, слабосцементированы, низкопрочны, что объясняется ослабленными связями породообразующих элементов опал-кристобалитового состава.

В шлифах видно, что породы состоят из бесструктурной глобулярно-пелитовой массы, сложенной опалом со слабоподяризующей оторочкой из кристобалита в смеси с глинисто-карбонатным материалом. При больших увеличениях под растровым микроскопом определено, что глобулярные частицы кремнезема представляют собой ажурные, микроячеистые сферические «ежикоподобные» образования с очень большой удельной поверхностью и реакционной способностью. Остатки кремневых оргашимов (радиолярии и спикулы губок) растворены, а полости выполнены глобулярным опал-кристобалитом и цеолитами. Псаммитовая составляющая сложена угловатыми и угловато-окатанными зернами кварца алевритовой размерности,

редкими чешуйками слюды, единичными зернами глауконита. Глинистые минералы представлены монтмориллонитом, гидрослюдой и каолинитом. В опоках и трепелах преобладает гидрослюда. В кремнистых глинах и глинистых трепелах количество гидрослюды не превышает 2535%. Содержание монтмориллонита также дифференцируется по литологическим разностям кремнистых пород. В трепелах и опоках оно не превышает 30%, а в глинистых разностях возрастает до 43%.

Основным компонентом рассматриваемых пород является кремнезем, содержание которого варьирует от 44 до 76%, в том числе растворимого - от 5,74 до 31,4%. Особенностью пелито-вой составляющей опоковидных пород являются повышенные содержания цеолитов. Они находятся в тонкорассеянном состоянии, выполняют микропоры, мелкие трещины, инкрустируют полости раковин микроорганики. Размеры идиоморфных кристаллов прдаматического габитуса от 0,002 до 0,007 мм.

На крайнем северо-западе исследуемого района развиты кремнасто-глинисто-песчаные породы. В основании разрезов повсеместно залегают глины зеленовато-серые, неравномерно-карбонатные, рыхлые, в различной степени алевритистые, с прослоями тонкозернистых песков и включениями опоковидных пород. Верхняя часть разреза песчаная. Пески зеленовато-буровато-серые, глауконит-кварцевые, неравномерноглинистые, тонко- и мелкозернистые с линзовидными прослоями гравийных, с гнездами опоковидных пород. Среди прозрачных минералов тяжелой фракции присутствуют циркон (38-44%), рутил (20-26%), турмалин (3-5%), дис-тен (12-14%), ставролит (6-8%), силлиманит (7-8%), гранат (1-3%). В составе легкой фракции доминирует кварц, полевые шпаты составляют 3-4%, глауконит 4-5%, мусковит - менее 1%.

Отложения кампанского яруса представлены преимущественно карбонатными породами, среди которых преобладает писчий мел.

Кампанский мел белый, участками светло-серый, тонкий, мягкий на ощупь, что является его отличительным признаком. Основная масса частиц приходится на фракцию 0,01-0,001 м (до 87%), а фракция крупнее 0,05 мм составляет не более 1%. На 90-95% мел сложен кокколитами и их фрагментами, а обломки раковин фораминифер и трудноопределимый тонкостенный детрит составляет не более 2-3% породы. Содержание нерастворимого остатка в кампанских мелах редко достигает 1,5-2,5%. В нем преобладает тонкопелитовый материал, состоящий из монтмориллонита (65-75%), гидрослюды (25-35%) и примеси клиногтгилолнта. На долю кварца размером 0,03-0,08 мм, слюды и редких зерен глауконита приходится 10-12% его объема. Для кампанского мела обычна жильчатая текстура, характерная для тонкодисперсных и высококарбонатных разностей. В отдельных штуфах, редкие ходы илороев пересекаются жилками, что свидетельствует о более позднем образовании последних, вероятно на стадии уплотнения осадка. В отличии от сингенетичных ихнитовых текстур (органических), жильчатые явно диагенетиче-

ские (механические). Структуры кампанских мелов микрозернистые, фораминиферо- и де то во-микрозернистые.

Севернее распространения чистых мелов развиты глинистые мела. Они имеют све серые тона окраски, грубую и крупноплитчатую отдельность, более плотные и тяжелые, со, жат 10-12% нерастворимого остатка, представленного алевритово-глинистым материален глинистой части появляется до 5-10% каолинита и возрастает до 35-40% (в сравнении с чнс мелом) количество гидрослюды.

Мелоподобные и глинистые мергели, замещающие по латерали мела, по внешнему в очень сходны со своими турон-сантонскнми аналогами, рассмотренными выше. Они бел светло-серые, дымчато-голубозато-серые, различной плотности, слюдистые, мягкие, с орга генными ихнитовыми текстурами. Для более карбонатных разностей характерны мелкоихня вые текстуры с фрагментами жильчатых, а для более глинистых - средне- и крупноихнитов пятнистые. Глинистые минералы нерастворимого остатка представлены монтмориллонт (45-50%), гидрослюдой (40-45%), при незначительном содержании каолинита (7-10%) и цео та (8-12%). В глинистых разностях мергелей несколько возрастает количество каолинита 15-22%) и практически исчезает клиноптилолит.

Кремнеземистые мергели кампанского яруса, занимающие промежуточное положи между карбонатными и кремнистыми породами, развиты на крайнем юго-востоке исследуек территории. Они светло-серые до белых, в верхней части с зеленоватым оттенком за счет п] меси глауконита. Органические остатки встречаются часто и представлены обломками бел< нителл и гу бок, часто фосфатизированных и ожелезненных. В кровле мергели обогащены о: ловым материалом вплоть до конкреционных слойков и палочковидных стяжений, развивши; по ходам илороев. Кокколиты и порошковый кальцит составляют менее 50%, кремнистый i териал - 30-35%, из которых на долю опала приходится 15-20%. В псаммитовой составляют (6-8%, иногда до 20%) основная масса представлена угловатыми обломками кварца, округлы зернами ярко-зеленого глауконита и редкими зернами фосфата. Глинистый материал (до 6-8' состоит из гидрослюды (55-60%) и монтмориллонита (40-45%) с незнач!гтельной примесью i олита и тонкорассеянного кристобалита.

Высококремннстые опоковидно-трепельные породы известны на крайнем востоке реп на. Опоки обычно светло-серые, легкие, пористые, с полураковистым или остроугольным изл мом, прослоями глинистые, слюдистые, в подошве слабоизвестковистые с обломками фосфат зированных губок, галькой глинистых фосфоритов, многочисленными кремнистыми палочк видными стяжениями. Основная масса породы состоит из опала и слабо раскристаллизованно кристобалита с примесью кальцита (2-3%), глинистого материала (10-15%) и алевритовых зер

кварца (10-12%). Органические остатки встречаются крайне редко и представлены спикулами кремневых губок, обломками фораминифер и раковин пелеципод.

II. Формирование отложений происходило в различных частях мелководно-морского бассейна. очертания и глубины которого, а также состав и размерность приносимого с суши материала. менялись в течение верхнемеловой эпохи.

Широкое площадное распространение, выдержанный состав, значительные мощности верхнемеловых отложений позволяют полагать, что все выделенные литологические типы пород сформировались в обширном эпиконгинентальном морском бассейне с низменными берегами, нормальной соленостью, хорошей аэрацией придонных слоев воды, в условиях теплого гумидного климата и на глубинах от первых десятков до 200-250 и более метров. В основу определения условий формирования каждого литотнпа верхнемеловых пород положены его минеральный состав, текстурно-структурные признаки, видовой состав и характер захоронения остатков.

В туронский век на исследуемой территории сформировалась однообразная толща писчего мела. Ее нижняя часть представлена песчаным мелом. Она распространена на значительной территории. Судя по широкому гранулометрическому спектру песчаного материала, включению желваков, перемытых фосфоритов, обилию толстостенного раковинного детрита и беспо-рядоченности его захоронения, можно утверждать, что песчаный мел сформировался в мелководном морском бассейне на глубинах до 50 м при активном и среднем гидродинамических режимах. Основная масса терригенного материала заимствована из подстилающего субстрата, о чем свидетельствует близость минерального состава акцессориев песчанистого мела и песков сеномана. Слюдисто-шевритистые мергели нижней части турона сформировались в более глубоководных частях раннетуронского бассейна со спокойной, периодически усиливающейся, гидродинамикой, на глубинах недоступных волновому воздействию. Об этом свидетельствуют фрагменты первичной седи.ментационной слоистости, подчеркиваемые тонким чередованием сезонных алевритнсто-глиннстых слойков, ориентировка глинистых частиц, и тонкостенные органические остатки без следов пересгтложения. Писчий мел турона образовался в условиях чередования относительно спокойного гидродинамического режима со спорадическими крупными сезонными волнениями. Это были глубины, близкие к нижнему пределу проникновения волновых движений, где отлагались детрито-фораминиферовые шты с прослойками грубогс иноцерамого детрита. Фораминиферо-кокколитовые илы, послужившие исходным материалоу. для наиболее тонких и чистых разностей туронского мела отлагались на глубинах более 150 м г условиях спокойной гидродинамики и на значительном удалении от суши.

Таким образом, в течении туронского века постепенно происходило углубление морскогс бассейна и смена средне-активного гидродинамического режима на спокойный.

Тектонические блоковые подвижки, наметившиеся на рубеже туронского и конъяксю веков и продолжавшиеся в течение всего конъякского века, несколько изменили генеральн план верхнемеловой моноклинали. Это проявилось в падении слоев в западном направлен появлении приподнятых блоков (Касторненский, Калачский), для которых характерны ми] мальные мощности коньякских отложений. Состав пород коньякского яруса характеризуе-крайне низкой фациальной изменчивостью как в разрезе, так и по площади. Писчий мел с ор ногенно-микрозернистой структурой и беспорядочно-ориентированной биотурбированной т стурой, содержащий тонкие линзовидные прослойки грубого детритово-иноцерамого мела, j лягтся основным литологаческим типом коньякских пород. Для них характерны чистота и в держанность состава на больших площадях, практически полное отсутствие псаммитовой < ставляющей, закономерное увеличение мощностей в сторону центральной части Днепров« Донецкой впадины (ДДВ). В направлении к предполагаемсой суше отмечается увеличение гл нистости коньякских мелов, вплоть до появления в кровле разрезов мелоподобных мергелей, центральной части исследуемой территории, в субмеридиональном направлении протягивает зона, где нижняя часть разрезов сложена мелоподобными мергелями. Последние весьма схож» писчим мелом и отличаются лишь большей степенью литификации, ихнитовой текстурой меньшим содержанием карбоната кальция (80-90%). Мощности мергелистой пачки увеличиЕ ются в южном направлении и составляют в среднем 10-12 м. Верхнюю часть разрезов в эл зоне слагают чистые мела. Формирование карбонатных и глинисто-карбонатных отложений коньякском веке происходило в унаследованном с туронского века морском бассейне с но мальной соленостью и газовым режимом. Интенсивное развитие свободнолежащего бенто (главным образом, иноцерамов) при подчиненном значении зарывающегося (морские ежи) прикрепленного (брахиоподы, губки, мшанки), свидетельствуют о хорошей аэрации придонн! слоев воды: Слабая динамика водных масс, активное развитие органики и отсутствие или н значительный привнос терригенного материала способствовали накоплению тонких биогенн карбонатных илов в наиболее глубоких частях бассейна (наи глубине 100-150 м). На консид ментационных поднятиях, в верхних частях коньякских разрезов, отмечается своеобразнь конгломератовидный фосфатсодержащий мел. Подобный облик пород указывает на незнач! тельную глубину бассейна (менее 150 м) и слабую цементацию мела на ранних стадиях ei формирования. Механизм образования фосфатного мела представляется как результат поете диментационного раннедиагенетического преобразования глинисто-карбонатных илов, обог щенкых фосфатным материалом.

Для сантонского века отмечается многообразие обстановок морского осадконакоплени Области преимущественного развития писчего мела с прослоями мелоподобных мергелей pai полагаются в виде двух широких полос субмеридиального простирания в центральной част

сследуемой территории. Широкое площадное распространение нижнесантонского мела, по-гоянство состава и выдержанность мощностей свидетельствуют о его формировании в моргам бассейне на глубинах более 200 м, в условиях спокойной гидродинамики. Глубина бас-;йна подтверждается основной породообразующей ролью планктонных организмов, образо-1вших кокколитовые и фораминиферово-коккол1гговые илы. Бигтосные органические остатки сантонских мелах встречаются крайне редко, что объясняется значительной глубиной, слабой рацией придонных вод, топкостью дна. Полное отсутствие псаммитовой фракции при 3-5% инистой составляющей свидетельствует о минимальном привносе терригенного материала в и участки сантонского бассейна и о значительной удаленности их от береговой линии.

Активизация тектонических движении во второй половине сантонского века привела к днятию территории, что нашло отражение в изменении состава осадков и накоплении глини-э-карбонатных плов. Поднятия дна изменили гидродинамику бассена, улучшили кислород-ш режим, что привело к появлению бесскелетных бентосных организмов-илороев и тонко-знных иноцерамов. Для мелоподобпых мергелей характерны мелконхнитовые текстуры, орга-генно-микрозернистые и детритовые структуры. Изменение положения береговой линии и рские течения определили привнос терригенного материала.

В центральной части региона развита зона мергелей, где сантонские разрезы имеют дву-гнное строение. В нижней части залегают мелоподобные, а в верхней - глинистые и кргмне-шстые мергели. Подобные разрезы отмечаются также на крайнем северо-западе и юго-ггоке изученной территории.

Тектоническая перестройка на рубеже коньякского и сантонского веков кардинально из-нша палеогеографию всей Русской платформы. По мнению Г.И. Бушинского (1954), образо-(ся Ярославль - Тамбовский пролив, по которому с севера в южные моря с мощными глу-шыми течениями поступали холодные воды с огромным количеством растворенного и тер-•енного кремнезема. Глинистые и кремнеземистые мергели сантона сформировались в сред-1 части шельфа на глубинах 100-150 м, где наряду с карбонатнами шло накопление глинисто-¡1 биогенно-кремнистого материала. По особенностям распределения терригенного материа-его гранулометрии, можно говорить о спокойном гидродинамическом режиме и относи-ыгой близости береговой линии. Постепенное увеличение кремнистого материала в сантон-х отложениях нашло отражение в обособлении подзон, сложенных кремнистыми трепело-ными породами с прослоями опок и глин. В распределении кремнистых отложений от оттого моря в сторону суши наблюдается следующий ряд пород: кремнеземистые мергели -инистые глины - опоки - трепеловидные породы - глауконит-кварцевые пески с прослоями гых и трепеловидных глин.

Площади распространения отложений кампанского века заметно меньше, чем бол древних верхнемеловых. На крайнем юге и юго-западе региона выделяется обширная зона ра вития исключительно чистых мелов, характеризующихся высокой дисперсностью, мономин ральностью, однородностью, отсутствием обломков толстостенных иноцерамов, столь хара терных для турон-коньякских мелов. Среди органических остатков наиболее распространи белемниты, встречаются тонкостенные створки устриц. Все это предполагает формирован карбонатных илов на больших глубинах (более 250 м) в нижней части шельфа, в условиях сп койного гидродинамического режима и на значительном удалении от берега. Об этом сви; тельствуют тонкостенность раковин, отсутствие следов окатанности, а также весьма низкие с держания (1-2%) терригекного материала.

К северу от зоны глубоководных мелов, выделяется мелководно-морская зона с двучле ным строением разрезов. В нижней части отмечаются чистые мела с маломощными прослоя! глинистых разностей. Для них характерно уменьшение содержания кокколитов и их обломке при увеличении карбонатного детрита и глинистой компоненты. Для мелов нижней час шельфа характерны микрозернистые структуры, тогда, как в мелах рассматриваемой зоны л являются детритовые разности, что позволяет предположить ее расположение несколько вьц по склону. Верхняя часть разрезов сложена мелоподобными мергелями, образовавшимися средней части шельфа, куда привносился глинистый материал (10-18%) и зерна кварца алевр товой размерности.

На крайнем юго-востоке региона выделяется зона преимущественного развития мергел« В нижней части разрезов залегают белые ме.чоподобные мергели, в верхней - темно-серые г; нисто-алевритовые, кремнеземистые мергели, содержащие тонкодисперсный рассеянный ог и многочисленные ростры белемнителл. В основании мергельной толщи отмечается проел пепельно-серого мергеля, содержащего включения фосфатизированных губок и мелкой галь фосфоритов, который свидетельствует о кратковременном перерыве на рубеже сантонскогс кампанского веков.

На востоке располагается зона, где нижняя часть разрезов представлена светло-серы алевритис/пыми опоками, а верхняя - писчим, слабо алееритистым мелом. Такое строение р резов характеризует крайне,нестабильный тектонический режим этой территории в камланск веке. Алевритисто-глинистые опоки формировались в прибрежной полосе кампанского мор; условиях среднего и спокойного гидродинамического режима, а мела - в спокойной мелков! но-морской обстановке.

III. Формирование полезных ископаемых верхнего мела определяется рядом общих и стных факторов, ведущим из которых является фацизльнын. Предлагаемые фзциальные Kaf могут служить основой для прогноза различных видов минерального сырья.

Формирование полезных ископаемых в верхнемеловую эпоху обусловлено рядом факторов. Среди них выделяются общие и частные. Первые (стратиграфический, тектонический) определили предпосылки для формирования комплекса полезных ископаемых, вторые - образовании их конкретных видов. К частным относятся палеогеоморфологическин, определяющий рельеф дна, глубину, а отсюда гидродинамику и распределение осадков в пределах шельфа, биогенный, от которого зависит поступление органических остатков в осадок, и терригенный, обуславливающий поступление глинисто-песчаного материала с суши. Благоприятное сочетание частных факторов, в совокупности составляющих более общий фациальный, приводило к образованию матов, мергелей-натуралов, кремнистых глин, цеолитов и других видов минерального сырья.

Стратиграфический фактор. В истории Воронежской аггтеклизы отмечается три эпохи карбонатообразования: позднефранско-фаменская, раннекаменноугольная и верхнемеловая. Для палеозойских известняков породообразующими были скелетные остатки животного происхождения, а начиная с верхней юры, ведущую роль в карбонатообразовании гумидных областей играет известковый нанопланктон-коколтофориды, нанокониды и др.. Уникальность второй половины мелового периода заключается в появлении своеобразной осадочной формации, в составе которой впервые выделяется писчий мел, представляющий собой биомнкршовый, слабоуплотненный известняк с карбонатостью до 95-99,8%, пористостью и тонкой дисперсностью.

Построенные для каждого из веков верхнемеловой эпохи фацнальные карты позволяют прогнозировать карбонатное сырье с определенными свойствами. Так, для турон-коньякских ■ этложений характерен детритово-фораминиферовый мел, жесткий за счет включений нноцера-иового детрита. Он используется в некоторых отраслях не требующих высокой чистоты мине-эального состава. Кампанский и, отчасти, сантонский мела, представленные тонкими, мягкими, ¿сноминеральными коккоолитовыми разностями, служат сырьем для многих производств без тредварительного обогащения.

С сантонскими отложениями связаны месторождения цементных мергелей-натуралов, троявления остродифишггного кремнистого сырья и сырья для получения минеральной ваты. Сремнеземистые мергели, представляющие собой природную композицию СаСОз и БЮг, могут ^пользоваться для получения синт&тического волластонита - сырья для производства высоко-сачественной керамики, декоративных цементов, минеральных осадителей и других материалов ! изделий. С сантонскими мергелями и опоками связан такой нетрадиционный вид сырья как колиты.

Таким образом, стратиграфический фактор определяет приуроченность тех или 1шых видав сырья к определенным стратиграфическим уровням.

Структурно-тектонический фактор. Изученная территория представляет собой част северо-восточного склона ДДВ, осложненную структурами боее высоких порядков. По услов1 ям седиментации и характеру залегания верхнемеловых толщ устанавливаются туро! коньякскин и сантон-кампанский этапы (Раскатов Г.И., 1976). Первый из них характеризуете максимальным развитием верхнемеловой трансгрессии морского бассейна, начавшейся еще сеноманском веке. В общем палеоструктурном плане продолжается процесс перестройки р| гионального наклона меловой моноклинали, получившей обратный уклон за счет резких п< гружений в ДДВ и воздымания в верховьях Дона Орловско-Тамбовского сводового поднял (Семенов В.П., 1963).

Отмечаемый в основании мелового разреза песчаный материал с включениями глауконт и перемытых желваков фосфоритов, подчеркивает трансгрессивный характер налегания «су] ■ ки» на песчаные отложения сеномана, или на более древние отложения. Нестабильный текп нический режим, мелководье бассейна с неспокойной, временами с активной гиародинамико с хорошей аэрацией придонных слоев воды, способствующей значительному развитию бентос обусловили формирование песчанистых и грубых фораминиферово-детритовых мелов. Во вт рсн половине туронского века с расширением трансгрессии и углублением бассейна в относ тельно спокойной тектонической обстановке накапливались кокколито-фораминиферовые детритовые илы с незначительной примесью глинистого материала.

Неоднократно проявлявшиеся в геологической истории антеклизы Обоянско-Богучарси и Белгород-Валуйско-Кантемировский тектонические уступы северо-западного простирания, туронском веке служили своеобразными барьерами, контролировавшими фации и мощное отложений. Так, южнее стуктурной линии Россошь-Богучар, отмечается резкое увеличен мощностей турон-коньякских отложений (до 80м и более) и развитие фации алевритистых ме гелей в основании турона. В пределах Воронежско-Борисоглебской впадины, отсутствие туро коньякских отложений связано с расширением тектонического поднятия и инверсией это блока земной коры в верхне- и постмеловое время. Развитие мелоподобных мергелей туро коньякского возраста в районе Россошь-Лиски свидетельствует о существовании на этом эта локальных конседиментационных структур пятого порядка.

Характерной чертой начальной стадии сантон-кампанского этапа развития верхнемелов структуры является некоторая активизация блоковых подвижек земной коры, повлекшая за с бой регрессию морского бассейна и частичный размыв подстилающих отложений, особенно приподнятых конседиментационных структурах восточной части региона. Трансгрессивн! характер залегания сантонских отложений подчеркивается базальным «губковым» горизонте Последовавшая новая мощная трансгрессия кардинально изменила характер осадконакоплен] Дифференцированные блоковые подвижки, изменявшие динамику среды и характер пос

ющего с суши материала, привели к образованию широкого литологического спектра пород -писчего мела до опоковидных глин и трепелов. На юго - юго-заладе региона, где существо-ла область устойчивого, относительно глубоководного морского бассейна со спокойным гид-динамическим режимом накапливались тонкие фораминиферово-кокколитовые илы с приме-га глинистого материала. По мере продвижения в направлении предполагаемой суши, наблю-ется постепенное фациальяое замещение мела мелоподобными и кремнеземистыми мергеля-1, которые в свою очередь сменяются существенно кремнисто-терригенными породами, зайний член фациального ряда - терригенные породы - отмечаются на северо-западе региона, 1 северном крыле Репьевско-Острогожского поднятия. Признаки постепенного поднятия бло-выражены, налеганием сантонских отложений на туронские и сеноманские, появлением в зрезе глинистых песков с линзами керамических глин.

Таким образом, тектонический фактор оказывал существенное влияние на процессы фор-(рования верхнемеловых отложений. Он определял условия образования осадков через мор-элогию дна, глубину бассейна и его динамику, которые, в свою очередь, оказывали влияние L биономическую жизнь бассейна. Границы фациальных замещений часто носят тектониче-:ий характер.

Надежность прогноза на определенный вид карбонатного сырья в существенной степени 1ределяется знанием структурно-тектонической ситуации в регионе. Составление карт изо-ошностей и карт восстановленного палеорельефа на каждое стратиграфическое подразделение огут существенно облегчить решение поисковых задач.

Палеогеографический фактор. Накопление карбонатных кокколшхэвых штов, преобразо-шных при диагенезе в писчий мел, происходило в бассейнах с глубинами от 50 до 150 м - для есчанистых и грубых нноцерамово-детритовых разностей и до 200-300 и более - дня тонко-исперсных. На фациальных картах, выделены зоны, показывающие площади распространения лизких по дитологическому составу пород и отражающие условия их образования. Так, турон-эньякские отложения, представлены фациями мелководного морского бассейна с глубинами, лизкими к нижнему пределу проникновения волновых движений, отличающихся непостоянст-ом сортирующей силы. Об этом свидетельствуют обилие раковинного детрита, его плохая со-ранность и беспорядочность захоронения.

В условиях открытого моря распределение осадков различных по размеру частиц подчи-яются только законам механического осаждения, т.е. независимо от характера поступления астиц в бассейн седиментации. Движущая вода распределяет их по крупности и отлагает каж-ь.'й класс на местах, соответствующих ее динамическому режиму. Присутствие терригеннопо !атериала в карбонатных отложениях нижнего турона вряд ли целесообразно связывать с непо-редственным поступлением его с суши, которая, согласно палеогеографическим реконструк-

циям, располагалась значительно севернее (более 500 км). Карбонатный материал накапливг в плоском мелком бассейне с глубинами до 100 м, т.е. в зонах максимального проникнове волновых движений. Этот материал, взмученный штормами, отлагался совместно с легко) мыЕаевыми образованиями подстилающего субстрата. Поэтому, в тех зонах, где в основа] карбонатного разреза туронские отложения налегают на сеноманские пески, в составе тер генной примеси преобладают песчано-алевритистые фракции (до 25-30 %) и преимуществен! развитие получают грубые песчаные разности мела. Там же, где туронские образования на гают на палеозойские (турнейские известняки) - в составе терригенной составляющей преоб дает тонкодисперсный глинисто-алевритовый материал (18-25%) и развиты слюдис алевритнетые мергели.

Верхняя часть туронского и отложения коньякского яруса повсеместно в регионе пр( ставлены писчим мелом с прослоями мелоподобного мергеля, сформировавшихся в пери максимальной трансгрессии морского бассейна. Спокойная тектоническая обстановка в услос ях постепенного прогибания морского дна в юго-западном направлении, слабая динамика вс ньгх масс и активное развития органики способствовали накоплению тонких биогенн карбонатных илов. Незначительное содержание терригенной примеси свидетельствуют об с раниченном привносе обломочного материала и большой удаленности от предполагаемой с ши. Для саитонских отложений наблюдается широкий литологический спектр пород и гам» сложных фациальных переходов. С юго-запада на северо-восток, на расстоянии всего 100-1; км, писчий мел и мелоподобные мергели последовательно сменяются мелоподобными и глин! стыми цементными мергелями-натуралами. Завершают фациальный ряд глинистые мелкозг] нистые пески глауконит-кварцевого состава с лннзовидными прослоями трепеловидных глин.

Биогенный и терригеиный факторы.. Карбонатные породы верхнего мела, предста! ляющие определенный практический интерес, и в разрезе, и по площади развития имеют ра: личный литолого-петрографический облик. Для всех выделяемых разновидностей меле мергельных пород основным породообразующим компонентом является микрозерннстая сс ставляющая, сложенная карбонатными и глинистыми частицами. Размеры частиц основно массы в среднем составляют 0,003-0,005 мм. Карбонатная часть представлена фрагментами из вестковистых панцирей одноклеточных водорослей - кокколитофорид, дискоастерид, нанконид содержание которых варьирует от 60 до 95% породы. Остальная часть приходится на долю из вестковистых раковин макро- и микрофауны. Их соотношение в литологических разностях из менчиво. Так, в писчем мелу турон - коньякского возраста количество фораминиферового дет рига - 7-13%, а содержание обломков иноцерамов - 50% и более, что придает мелу характерны? облик. Для мергелей сантонского яруса эти соотношения составляют 3-5% и 1-2%, для тонки? разностей кампанского мела - не более 1%. Кремневые органогенные сферическими радиоля-

¡ними размером 0,1-0,15 мм, спикулами кремневых губок, часто выщелоченными и выполнен-)ыми вторичным опал-крисггобалитом или глауконитом.

Терригенная псамитовая примесь представлена преимущественно зернами алевритовой )азмерностн. Лишь в песчанистом мелу и "сурке" встречаются окатанные зерна кварца разме-)ом до 1 мм, чаще 0,2-0,3 мм, редкие кремневые обломки и галька переотложенных песчанистых фосфоритов. Алевритовая примесь в сантонских кремнеземистых мергелях составляет 610% породы, а в кампанских мергелях - 1-2%.

Важным поисковым критерием могут служить текстурно-структурные особенности карбонатных пород. Так, для турон-коньякских разрезов обычны фораминиферово-микрозернистые, фораминиферовые, детритово-фораминиферовые структурные разности. При-1ем первые три характерны для их верхней части. В основании турона прослеживаются грубые, {юраминиферово-детритовые разности, напоминающие слабо сцементированный известкови-:тый алевролит, текстурные признаки в которых проявляются слабо.

Для сантонских мергелей отмечаются разнообразные ихнитовые текстуры, связанные со следами жизнедеятельности илоедов. По содержанию алевритовой примеси в сантонских мергелях выделяются микрозернистые (менее 5% породы) и алевритисгые (более 5%) структуры. Кроме того, верхняя часть сантонских мергелей, содержит радиолярии и спикулы губок, что повышает содержание аморфной кислоты в породе, а сами мергели могут быть отнесены к кремнистым разностям. Структурные особенности мергелей хорошо коррелируются с содержанием карбоната кальция. В микрозернистых разностях мелоподобных и слабоглинистых мергелей содержание СаСОз составляет 80-90%, а в кремнеземистых снижается до 70% и менее.

Для мелов и мелоподобных мергелей кампана характерны жильчатые и ихнитово-жильчатые текстуры, косвенно указывающие на высокую карбонатность пород. Большое количество кремнистых конкреций в верхних горизонтах кампана является их характерной лнтоло-гической особенностью, что приводит к несоответствию между карбонатностью пород и их текстурами. Содержание СаСОз не превышает 85-90%, что позволяет их отнести к мелоподоб-ным мергелям по классификации Г.И. Бушинского.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Туронские отложения имеют двучленный разрез. Нижняя часть сложена песчаным мелом, на юге - глинисто-алевритистыми мергелями. Верхняя - белым писчим мечом с прослоями мелоподобных мергелей. Нерастворимый остаток нижней части мела - преимущественно псаммитовая фракция, содержание которой уменьшается снизу вверх и с севера на юг. В глинистой составляющей преобладают .гидрослюда и монтмориллонит, с примесью каолинита. Для верхне? части разрезов характерны фораминиферовые, форамгшиферово-детритовые разности мела.

Отличительной чертой коньякских образований является выдержанность и однородно диалогического состава. Преобладает фораминнферово-микрозернистый мел с редкими п слоями детритовых разностей. В верхней части разрезов отмечаются прослои мелоподоб[ мергелей, с характерной мелкоихнитовой текстурой. Нерастворимый остаток мелов предст лен гидрослюдисто-монтмориллошгговым, а в верхней части - каолинит-гидрослюдис монтмориллонитовым пелитовым материалом. Основная масса карбоната (до 80%) представ на кокколитами и их обломками с примесью (до 15%) раковин фораминифер и тонких обл' ков пелиципод.

Характерной особенностью сантонских отложений является широкий литологичеа спектр - от писчего мела и мелоподобных мергелей до кремнистых и песчано-глинистых пор Во второй половине сантонского века широко развиты кремнистые породы - кремнеземис мергели, кремннстые глины, трепела и опоки. В тонкопелитовой составляющей кремнис карбонатных пород, представленной гидрослюдисто-монтмориллошгтовой ассоциацией, зал ным развитием пользуются цеолиты.

Кампанские отложения на 90% объема пород яруса представлены чистым писчим мех Состав «форменных компонентов» на 90-95% представлен кокколитами, раковины форами фер и трудноопределимый детрит не более 3%, а нерастворимый остаток - 1-2%. Из всех вь ляемых литотипов это наиболее чистый, высококарбонатный, тонкодисперсный мел. В нап] лении на север и восток мела постепенно сменяются мелоподобными, глини кремниземистым мергелями, а затем опоковидно-трепельными породами.

Верхнемеловые терригенно-кремнисто-карбонатные породы сформировались в мелю одно-морском эпиконтинентальном бассейне на разных глубинах. В раннетуронское время копление песчано-глинистых карбонатных илов происходило на небольших глубинах в усл( ях неустойчивой, активно-подвижной гидродинамики, о чем свидетельствуют обилие алл генного терригенного материала, нередко сгруженные желваки фосфоритов, обилие раковш го детрита и характер его распределения. На площадях, где субстратом служили сеноман< пески - формировались песчаный мел, а если каменноугольные карбонатные глины и извес ки, то - глинисто-алевритистые мергели. Углубление туронского бассейна привело к форм ванию грубого писчего мела, в котором значительную роль играли обломки макрофауны.

В коньякский век большую часть территории занимала мелководная зона морского сейна со спокойным периодически усиливающимся гидродинамическим режимом, в кот> формировался выдержанный по составу детритоео-фораминиферовый и фораминифер микрозернистый мел. Редкие прослойки грубого детритово-иноцерамового мела образова во время сезонных волнений или сильных штормов. Высокая дисперсность и малое содерж

эригенного материала свидетельствуют о существенном удалении исследуемой территории предполагаемой суши.

Для сантонского времени характерны различные фациальные обстановки. На юге региона то зоны накопления преимущественно писчих мелов, мелоподобных и слабоглинистых мер-пей, образовавшихся на значительных глубинах в пределах нижней и средней части шельфа. :новную породообразующую роль играли скелеты планктонных микроорганизмов, образуя ккол!гговые и фораминиферово-кокколитовые илы. На севере и востоке региона развиты су-етвенно кремнистые и прибрежно-морские (песчано-глинистые) фации. Тектоническая пере-эойка в пределах всей Русской платформы на рубеже второй половины сантонского века при-па к формированию смешанных терригенно-кремнисто-карбонатных осадков. Вне зависимо-и от конкретной фациальной зоны, верхняя часть сантонских разрезов содержит значительна примесь терригенно-кремнистого материала.

В кампанское время установившийся тектонический режим и углубление бассейна опре-лили накопление чистых мелов на значительной глубине, в условиях очень спокойного гид-динамического режима. Глубина формирования осадков определяется находками глубоко-дных фораминифер рода С1оЬо1гаг;кала. В периферийные участки бассейна поступал кремни-о-терригенный материали и формировались терригенно-кремнисто-карбонатных породы.

Фациальный анализ верхнемеловых отложений позволил выделить значительный набор становок осадконакопления - от относительно глубоководных до мелководно- и прибрежно-¡рских.

Анализ основных факторов формирования и локализации полезных ископаемых пока-л, что предпосылки для образования комплекса различных полезных ископаемых создавали 1щие факторы, в том числе структурно-тектонический и стратиграфический. Формирование |нкрегных типов минерального сырья обусловлено взаимодействием частных факторов - па-огеоморфологией дна бассейна, его гидродинамикой, соотношением биогенного и терриген->го осадконакопления. На основе проведенных исследований, составленных фациальных и руктурных карт прогнозируются поиски чистых и фосфатных мелов, цементных мергелей, ¡емнистых пород и цеолитов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Литолого-фациальные особенности верхнемеловых отложений юго-восточного склоне Воронежской антеклизы и перспективы поисков связанных с ними полезных ископаемых // Геология и неметаллические полезные ископаемые ЦЧЭР. - Воронеж, 1987. -С.65-80.

2. Карбонатное сырье // Полезные ископаемые Воронежской антеклизы: Факторы лок; лизации и формирования. - Воронеж, 1989. - С. 193-206.

3. О природе кремнистых образований верхнего мела на юго-востоке Воронежской а! теклизы // Литогенез и образование полезных ископаемых фанерозоя Воронежской теклизы. - Воронеж, 1992. - С.114-118.

4. Цеолиты в верхнемеловых отложениях Воронежской антеклизы // Литология и геох] мия осадочных отложений Воронежской антеклизы. Воронеж, 1993. - С.111-118.

5. О расчленении верхнемеловых отложений междуречья Дон-Ольховатка центра Во точно-Европейской платформы (литология и фораминиферы) // Вестн. Воронеж, ун-т Сер.геол. - 1998. - Вып. 5. - С.53-58 (соавтор Анциферова Г. А.).

6. Основные факторы формирования верх'немеловых карбонатных отложений на во сто: Воронежской антеклизы//Вестн. Воронеж, ун-та. Сер.геол. - 1998,-Вып. 6. -С.56-71.

7. Кремнистые глины сантона Липецкой области - новый для ЦЧЭР вид минерального сырья / /Вестн. Воронеж, ун-та. Сер.геол. - 1998. - Вып. 6. - С. 182-191. (соавторы Сав ко А.Д., Дмитриев Д. А).

ЗаказАЙ огЩ^ 1993 г. Тир.^ зкз., моратория

оперативной полиграфии ВГУ

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Бурыкин, Валерий Николаевич, Воронеж

г" > л .Л,

> ь/У у / ' / Г - ¿э

Воронежский государственный университет

На правах рукописи

Бурыкин Валерий Николаевич

Литология верхнемеловых отложений юго-востока Воронежской антеклизы

Специальность 04.00.21 - «Литология»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, заслуженный геолог России, профессор А.Д. Савко

Воронеж 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . .........................................3

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ..................................................8

1.1. Докембрий....................................................................8

1.2. Фанерозой.............................................11

1.2.1.Палеозой . ................................................И

1.2.2. Мезозой . .................................................................15

1.2.3. Кайнозой . . ...................................................19

ГЛАВА 2. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

РЕГИОНА.......................................................23

ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ СТРАТИГРАФИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕГИОНА....................28

ГЛАВА 4. ЛИТОЛОГИЯ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ............41

4.1. Литологические типы туронских отложений............................41

4.2. Литологические типы коньякских отложений............................55

4.3. Литологические типы сантонских отложений............................65

4.4. Литологические типы кампанских отложений..........................88

ГЛАВА 5. ФАЦИИ ПОЗДНЕМЕЛОВОЙ ЭПОХИ............................104

5.1. Фации туронского века.............................108

5.2. Фации коньякского века ..............................114

5.3. Фации сантонского века . .................................................120

5.4. Фации кампанского века , .................................................130

ГЛАВА 6. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ ВЕРХНЕМЕЛОВОЙ ЭПОХИ..............................138

6.1. Стратиграфический фактор................................................138

6.2. Структурно-тектонический фактор......................................140

6.3. Фациальный фактор.........................................143

6.4. Биогенный и терригенный факторы......................146

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................150

ЛИТЕРАТУРА..................................................................153

ВВЕДЕНИЕ

Верхнемеловые отложения, приуроченные к кровле мезозойских отложений юго-востока Воронежской антеклизы, широко развиты в южной части Воронежской области и на правобережье реки Дон. На территории области сосредоточены различные объекты химической, строительной, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслей промышленности, использующих минеральное сырье на базе карбонатов кальция. Широко распространенные, неглубоко залегающие и выдержанные по минеральному составу отложения верхнего мела являются уникальным источником карбонатного и других видов нерудного сырья. Мел используется для производства более 100 видов продукции, и технические условия, предъявляемые к исходному сырью, имеют ограничения по содержанию различных компонентов (СаС03, нерастворимого остатка, примесей красящих окислов и т.д.). Поэтому для прогнозов качественного, соответствующего различным требованиям промышленности карбонатного сырья, необходимо выявление закономерностей распространения меловых пород по разрезам и площадям, установление типов меловых пород, их минеральных и химических особенностей.

Центрально-Черноземный район является одним из основных сельскохозяйственных районов, где особенно велика ценность почв. Поэтому добыча карбонатного сырья должна вестись на неудобьях, что значительно повышает значимость точного прогноза из-за сокращения площадей для возможной разработки. Все это диктует необходимость глубокого научного обоснования поисков различных видов минерального сырья, связанного с верхнемеловыми отложениями.

История изучения меловых отложений Воронежской антеклизы насчитывает более 100 лет. Классическими работами, охватывающими основные вопросы геологического строения, распространения, условий образования и использования верхнемеловых карбонатных пород, являются опубликованные в разные годы труды А.Д. Архангельского (1912), Г.И. Бушинского (1954), С.Г. Вишнякова (1958), Г.В. Лавровой (1972), в которых авторы с различной степенью детальности охарактеризовали вещественный состав, физико-механические свойства карбонатных пород, а на основе фа-циального анализа произвели палеогеографическую реконструкцию региона в верхнемеловое время. Однако указанные исследования по большей части относились к со-

седнему, быстро развивающемуся железорудному району КМА и не коснулись, или носили отрывочный, подчас схематический характер, отложений юго-восточной части антеклизы.

Основной целью настоящей работы является установление закономерностей формирования и распространения верхнемеловых отложений на территории юго-востока Воронежской антеклизы для прогноза в них различных видов минерального сырья.

Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:

- уточнение стратиграфических границ ярусов верхнемелового отдела для последующего составления фациальных карт и разрезов;

- изучение различных типов верхнемеловых пород каждого яруса комплексом методов;

- проведение фациального анализа верхнемеловых образований для выявления закономерностей их формирования и распространения по площади;

- анализ основных факторов формирования полезных ископаемых в верхнемеловое время с целью их прогноза.

Автором защищаются следующие положения:

1. Верхнемеловые отложения юго-востока Воронежской антеклизы представлены специфическим терригенно-кремнисто-мергельно-меловым комплексом пород, состав и структурно-текстурные признаки которых для каждого яруса строго индивидуальны.

2. Формирование отложений происходило в различных частях мелководно-морского бассейна, очертания и глубины которого, а также состав и размерность привносимого с суши материала, в течение верхнемеловой эпохи менялись.

3. Формирование полезных ископаемых верхнего мела определяется рядом общих и частных факторов, ведущим из которых является фациальный. Предлагаемые фациальные карты могут служить основой для прогноза различных видов минерального сырья.

Методика работ. Для решения поставленных задач потребовалось использование ряда методик. При исследовании вещественного состава меловых пород применялись

микроскопические, рентгеновские, электронно-микроскопические, химические, спектральные методы исследований. Большое внимание уделялось изучению нерастворимых остатков карбонатных пород. Установлению фациальных обстановок предшествовало выделение литологических типов пород в разрезе с учетом минерального состава, структурно-текстурных особенностей, минеральных включений, органических остатков. После этого определялась принадлежность типов пород к следующим группам фаций: 1 - морским, относительно глубоководным, удаленным от берега; 2 - морским мелководным; 3 - прибрежно-морским. В составе групп выделены фациальные обстановки по характеру гидродинамического режима, местоположению районов седиментации.

Построение фациальных карт велось с учетом баланса пород для каждого разреза. При этом породы, составляющие до 10% мощности разреза яруса, на картах не обозначены. Типы пород, слагающие до 10-40% разреза, показаны на картах одной полосой, 40-60% - двумя. Границы резких изменений соотношения различных типов пород в плане соответствуют границам фациальных зон. Литологический состав пород показан соответствующим знаком, фациальная обстановка - римской цифрой, •гидродинамический режим - заглавной буквой.

Работа базируется на большом фактическом материале. Начиная с 1977 года на площади свыше 60 000 км изучено более 350 обнажений, из них опорных - 64, описан и отобран керн 32 скважин. Составлены многочисленные колонки и профили меловых отложений, фациальные карты масштаба 1:200 000 и 1:500 000. Получены и изучены с помощью различных методов 185 нерастворимых остатков карбонатных пород. Выполнены микроскопические (230), химические (460), электронно-микроскопические (63), рентгеновские (более 300) и некоторые другие виды анализов.

Научная новизна. В результате выполненных исследований в пределах рассматриваемого региона уточнены стратиграфические границы отдельных ярусов, выявлены новые и уточнены известные литологические типы пород каждого яруса и их распределение по разрезам и площади. Установлено широкое развитие в верхнемеловых породах цеолитов клиноптилолит-гейландитовой группы, обосновано их формирование на диагенетической стадии преобразования кремнисто-карбонатных илов. Впер-

вые составлены фациальные карты для каждого века верхнемеловой эпохи, которые являются основой для прогноза различных видов минерального сырья.

Практическая реализация работы. Выявленные автором закономерности пространственного распространения, условия залегания и особенности формирования различных видов минерального сырья с карбонатной основой позволяют с достаточной степенью достоверности определить дальнейшие перспективы поисково-разведочных работ. Результаты исследований, проводившихся при непосредственном участии автора, неоднократно передавались в виде производственных, научно-тематических отчетов, отдельных рекомендаций по договорам о творческом сотрудничестве в геологические организации ПГО «Центргеология», в том числе в Брянскую ГРП, в Юго-Западную экспедицию, в АО «Лйпецкгеология», в АО ГФК «Воронежст-ройматериалы». На площадях, рекомендованных автором, проведены поисково-оценочные работы на кремнисто-глинистое сырье и выявлена перспективная Михайловская площадь с уникальным кремнисто-глинистым сырьем.

Апробация работы. Основные положения диссертации и многие частные вопросы докладывались на ежегодных научных сессиях Воронежского университета (198097 гг.), на Всесоюзном литологическом совещании «Осадочные формации» в Ростове (1990 г.), на межрегиональной научно-технической конференции «Сырьевая база карбонатных пород центральных районов России (мел Курской магнитной аномалии)» в г. Старый Оскол (1993 г.), на всесоюзных конференциях школы молодых ученых в Ростове (1983, 1987 г.). Материалы исследований изложены в 6 опубликованных статьях и одной коллективной монографии.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из 6 глав, введения и заключения, содержит 161 страницу текста, 11 таблиц, 42 рисунка и 99 библиографических ссылок. Первое защищаемое положение изложено в 4, второе - в 5, третье - в 6 главах.

Исследования по теме диссертации автор проводил с 1977 по 1998 годы в Проблемной научно-исследовательской лаборатории геологии и минерального сырья ЦЧЭР, а также на кафедре исторической геологии и палеонтологии ВГУ. Он являлся ответственным исполнителем ряда госбюджетных и хоздоговорных тем, автором ряда отчетов. Материалы, полученные в результате выполнения этих тем, легли в основу

настоящей работы. Кроме того, в ней использованы многочисленные печатные и фондовые источники.

При сборе фактического материала, его обработке, оформлении диссертации большую помощь автору оказали сотрудники Воронежского университета A.A. Араб-дев, Д.А. Иванов, О.Н. Кохановская, Д.В. Соколов, C.B. Плотникова, М.В. Каруненко, В.А.Бурляев.

Автор искренне благодарен за всестороннюю помощь, ценные советы и замечания сотрудников и преподавателей Воронежского Государственного университета В.М. Сташкова, В.Н. Бунеева, C.B. Мануковского, кандидатов reo лого-минералогических наук В.И. Беляева, А.И. Трегуба, П.В. Семенова, А.И. Мизина, В.Ф. Бабкина, В.Г. Шпуль, докторов геолого-минералогических наук, В.П. Семенова, В.И. Сиротина, Г.В. Холмового, JI.T. Шевырева, А.Н. Плаксенко.

При проведении исследований в разные годы автор пользовался ценными советами и консультациями С.И. Шумейко, Г.В. Лавровой, А.Г. Олферьева, С.М. Шика.

Всех упомянутых коллег автор искренне благодарит. Особую признательность и благодарность диссертант выражает своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, заслуженному геологу России, профессору А.Д. Савко.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Пространственно рассматриваемая территория (рис. 1) приурочена к юго-восточной части Воронежской антеклизы, представляющей собой крупное, ассимет-ричное, вытянутое с северо-запада на юго-восток, погребенное блоковое поднятие древнейших пород литосферы в центральной части Восточно-Европейской платформы. Оно ограничено со всех сторон отрицательными структурами: с юга - Днепров-ско-Донецкой впадиной, с северо-востока - Рязано-Саратовским, с запада - Оршанским прогибами, с юго-востока - Прикаспийской, с севера - Московской синеклизами. В геологическом строении региона принимают участие два резко различных породных мегакомплекса: нижний - метаморфические, интенсивно дислоцированные и прорванные многочисленными интрузиями от кислого до ультраосновного состава, образования докембрия, и верхний - различные по возрасту, генезису и мощностям отложения платформенного осадочного чехла, отделенные от нижнего - резким угловым и стратиграфическим несогласием.

1.1. ДОКЕМБРИЙ

На основании принятой в настоящее время схемы формационной корреляции магматических комплексов и новой стратиграфической шкалы докембрия в кристаллическом фундаменте восточной части Воронежской антеклизы выделены два структурных яруса - архейский и нижнепротерозойский.

Нижний ярус представлен плагиогнейсами обоянской серии раннего архея (Arj ob, 3000 ± 150 млн.л.), слагающими Россошанский и Касторненский срединные массивы, расположенные на западе и северо-западе региона и являющимися составной частью (структуры второго порядка) крупного Курского (Центрального) мегаантик-линория. Среди гнейсов преобладают биотитово-плагиоклазовые, амфиболит-биотит-плагиоклазовые и мусковит-плагиоклазовые разности. Подчиненное значение имеют мигматиты, амфиболиты, ультрабазиты и плагиограниты.

Рис. 1 Обзорная карта района работ: 1 - границы изученной территории, 2 - железные дороги, 3 - автомобильные дороги, 4 - граница Воронежской области

Верхнеархейские образования, обрамляющие с востока раннеархейские структуры (Павловско-Стрелицкое краевое поднятие), представлены отложениями донской серии (Аг2 с1п 2600+100 млн.лет), сопоставимой с Лебединской и александровской свитами Михайловской серии КМА, где доминируют амфиболиты, амфиболитовые гнейсы, магнетит-амфиболитовые породы, сланцы. Эффузивный комплекс представлен толеитовыми базальтами, а интрузивный, в составе Сергеевского и Донского комплексов, - плагиогранито-, гранодиорито-гнейсами, габроамфиболитами.

Хорошо изученные и широко развитые на территории КМА образования курской серии на востоке антеклизы не выделяются.

Верхний структурный ярус , отнесенный к нижнему протерозою, сложен породами лосевской (РК.1 1в) и воронцовской (РЯ[ ус) серий, наиболее широко развитыми на востоке и юго-востоке рассматриваемого региона (Воронцовско-Лосевская или Усманская шовная зоны и Восточно-Воронежская синклинорная подзона).

Лосевская серия представлена толщей вулканогенно-осадочных пород - чередованием порфиритов различного состава (базальтовых, андезитовых, дацитовых), зеле-нокаменных сланцев, туфов и туфопесчаников. Отдельные участки разреза представлены переслаиванием массивных метавулканитов различного состава с туфами, ту-фобрекчиями и туфоагломератами.

Воронцовская серия сложена песчано-сланцевым комплексом пород с приуроченными к ним интрузивными телами основного и ультраосновного состава. С последними связана сульфидно-никелевая минерализация. Песчано-сланцевый комплекс представлен метапесчаниками с прослоями амфиболитов и различными по составу сланцами (кварц-сирицит-биотитовыми, углисто-глинистыми и пр.).

Завершают разрез нижнепротерозойских образований вулканиты воронежской (РЛ! уг) и грязинской (РЯ, gr) (байгоровская толща) свит. Породный спектр этих толщ характеризуется широким многообразием - вулканотерригенные, осадочные, пирок-ластические и вулканические. Последние представлены дайковыми субвулканическими и жерловыми образованиями.

На породах кристаллического фундамента в различные докембрийские эпохи происходило формирование кор выветривания.

Верхнепротерозойские образования в составе верхнерифейского и вендского комплексов развиты на крайнем северо-востоке, практически за пределами исследуемого региона, на границе антеклизы с отрицательной структурой Рязано-Саратовского авлокогена, поэтому в данной работе не рассматриваются.

1.2. ФАНЕРОЗОЙ

В осадочном чехле восточной части Воронежской антеклизы по составу и условиям залегания слагающих его пород выделяются отложения палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Общая мощность осадочного чехла варьирует по площади региона от первых метров в сводовой ее части (район Павловска) до тысячи и более метров на крыльях антеклизы.

1.2.1. Палеозой

\

Палеозой представлен отложениями д�