Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минеральные фации глинистых пород рифейских отложений северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Минеральные фации глинистых пород рифейских отложений северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория"

~ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

31 > им. М. В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

см

КАФЕДРА ШЮЛОГШ И МОРСКОЙ ГЕОЛОГИИ

На правах рукописи

КАГАРМАНОВА Надежда Ивановна

ШНЕРАЛЬНЫЕ ФАЦИИ ГЖНИСТЫХ ПОРОД РИФЕЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ОКОНЧАНИЯ БАШКИРСКОГО МЕГАНТИКЛИНОРЙЯ

Специальность 04.00.21 - литология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени-кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Институте геологии и геохимии УрО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Л.В.Анфимов

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор О.Б.Япзекур? (МГУ) кандидат геолого-минерзлогических наук С.В.Кривихин (УГГГА)

Оппонирующая организация: УРАЛГЕОЛКОМ (г.Екатеринбург)

Защчта состоится "Щ" апреля 1936 г. в 14-ЗП чэ^. ка заседании диссертационного совета Д 053.05.54 при Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу: 119899, г.Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория,829.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ.

Автореферат разослан ¡ПОРТО 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.В.Пронина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблема вторичных преобразований пород является одной из основных в исследованиях осадочных комплексов рифея Южного Урала. Это связано с необходимостью воссоздания полной картины геологической жизни позднедокембрийских отложений. Кроме того, целый комплекс задач, связанных с прогнозированием полезных ископаемых разрешается непосредственным исследованием вещественного состава и уровней постдиагенетической переработки вмещающих пород.

При.постановке задач, связанных с преобразованием пород в низкотемпературных условиях, предшествующих метаморфизму, глинистым породам и глинистым минералам часто принадлежит ведущая роль. Выявление основных типов аутигенных минеральных парагенезоЕ глинистых пород воплощается в минеральных фациях, изучение которых позволяет проследить путь переработки петрографических типов осадочных пород в родственные им метаморфические образования.

Задачи и цели работы. Задачей работы является установление основных ассоциаций аутигенных тонкодисперсных слюдистых минералов в основных петрографических типах глинистых пород рифея, исследование поведения диоктаэдрических слюдистых минералов в ходе литогенеза, как минералов-индикаторов стадий породообразования.

Цель - установление объективных количественных характеристик стадийного изменения глинистых пород уральского рифея и выделение минеральных фаций этих пород.

■ Научная новизна. Впервые для глинистых пород рифея северо-западного окончания Банкирского мегантиклинория выделены минеральные фации и дана полная системная характеристика минералов, их слагающих. Детально изучена стадийная эволюция аутигенных диоктаэдрических слюдистых минералов в глинистых породах уральского рифея. Впервые для глинистых пород Башкирского мегантиклинория применены методы числовой оценки степени изменения глинистых пород. Новым является применение данных кажущегося К/Аг возраста в качестве оценки уровня постдиагенетических преобразований глинистых пород. Все это позволило реконструировать ход последовательных превращений, которые испытали рифейские глинистые породы "на пути" к метаморфизму.

Защищаемые положения.

1. Выделены ассоциации аутигенных дкоктйЗДрических тонкодисперсных слюдистых минералов глинистых пород рифея северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория. Выявлены взаимосвязи между кристаллической структурой, их политипными модификациями и условиями образования породообразующих минералов и установлены на этой основе их числовые индикаторные характеристики.

2. Кажущийся калий/аргоновый возраст - новая числовая интегральная характеристика степени постдиагенетической измененности глинистых пород рифея северо-западного окончания Башкирского ме-гантиклинория.

3. Выделен и детально исследован ряд минеральных фаций глинистых пород рифея северо-западного окончания Башкирского' мегантикдинория от катагенеза до метаморфизма включительно: фация микросланцев пелитовых Скварцево-полевошпато-хлорито-гидрослщистая (1Мс1, 1М)] - поздний катагенез; фация сланцев пелитовых [кварце-во-полевошпато-хлорито-серицито-гидрослюдистая (1М>2М1 )] - ранний метагенез; фация сланцев филлитовидных Скварцево-полевсшпа-то-хлорито-гидрослюдисто-серицитовая (2М1>1М)3 - поздний метагенез; фация филлитов [кварцево-полевошпато-хлорито-серицито-муско-витовая (2М1)] - метаморфизм.

Практическая значимость разработки минеральных фаций глинистых пород создает условия для решения теоретических и прикладных задач литологии. Выделение минеральных фаций глинистых пород ри-фейских отложений Башкирского мегантиклинория позволяет выполнять картирование зон дометаморфического изменения пород, что имеет большое значение для выполнения региональных металлогенических прогнозов по поискам эпигенетических месторождений полезных ископаемых (магнезит, барит, флюорит и др.) в этом регионе.

Фактический материал. В основу работы положены результаты комплексных исследований, выполненных автором в рамках научно-исследовательской темы: "Седиментогенез и литогенез рифейских отложений Урала". Материал для исследований глинистых пород Башкирского мегантиклинория был получен в ходе полевых работ

1987-1993 гг. В работе использован и учтен ряд материалов, представленных JI.B. Анфимовым. Изучение большей части шлифов песчаных пород и всех шлифов карбонатных проводилось на основе коллекции Л.В.Анфимова, собираемой в течение двух последних десятилетий.

Сравнительный материал по скважинам Русской платформы был. получен в период проведения хоздоговорных работ с КамНИИ КИГС, в которой автор принимал непосредственное участие в качестве исполнителя .

Автором приведен материал, отобранный на 5 рудных полях, 17 геологических разрезах, 26 обнажениях северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория и 4 глубоких параметрических скважин, пробуренных на Русской платформе. В ходе исследований по Башкирскому мегалтиклинорию изучено более 500 шлифов, проведено свыше 200 рентгеносгруктуркых, около 100 термических, столько же химических и спектральных анализов, десятки электронномикроскопи-ческих снимков, 39 определений калий-аргонового воэраота.

По Русской платформе изучено более 100 шлифов, выполнены десятки рентгеноструктурных, химических, спектральных и термических анализов, электронномикроскопических снимков., проведено несколько определений калий-зргонового возраста.

Анализы выполнялись в лабораториях ПГО "Уралгеология" и Института геологии и геохимии имени А.Н.Заварицкого УрО РАН.

Апробация работы. Результаты исследований представлялись и докладывались на Всесоюзном литологическом семинаре (Свердловск, 1989), Уральском региональном совещании (Екатеринбург, 1994), XXVIII Тектоническом совещании (Москва, 1995). Основные положения диссертации докладывались на научных семинарах Института геологии и геохимии УрО РАН и кафедры геологии полезных ископаемых УГГГА. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Диссертант является соавтором ряда научно-исследовательских отчетов.

Благодарности. Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук Л.В.Анфимова, которому автор выражает глубокую благодарность за неизменную поддержку и помощь в разработке основных научных положений.

- А -

Автор благодарен В.Г.Петрищевой, И.Г.Демчук, Б.А.Калеганову, М.В.Ишерской, А.И.Степанову за оказанные консультации, советы и практическую помощь.

Автор выражает признательность коллегам по работе А.Т.Раоу-лову, А.В.Маслову, О.Н.Огородникову, М.Т.Крупенину за содействие в работе и обсуждение результатов..

ОБЪЕМ И СТРОЕНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из 2 томов. Первый том содержит текстовую часть на 214 страницах, включая 39 таблиц. В списке литературы 173 наименования. Второй том содержит 155 чертежей, графиков № рисунков, последовательно размещенных соответственно главам текста.

Работа состоит ив введения, четырех глав основного текста и заключения.

Во введении показана актуальность проблемы, излагаются цели и задачи исследований, приводится анализ фактического материала.

В главе I "Геологический очерк" рассмотрены основные черты геологического строения западного крыла Башкирского шгантикдино-рия, приведен анализ состояния геологической изученности, разобраны вопросы тектоники, магматизма и металлогении этого региона.

В главе II "Методы исследований" приведен краткий обзор методов, применявшихся при изучении вещественного состава глинистых пород. Комплекс методов включал: микроскопическое изучение, рентгеновский анализ, термический анализ, электронную микроскопию, петрохимическме исследования, спектральный анализ, калий-аргоновый метод.

В главе III "Петрографический очерк основных типов глинисты: пород" описаны петрографические типы глинистых пород рифея; рассмотрены вопросы номенклатуры и классификации диоктаэдрическк слюдистых минералов, их особенности и роль в определении степей: изменения осадочных пород; приведены рентгенографические и терми ческие характеристики глинистых пород и минералов; рассмотрен хи

мический состав глинистых пород; описано исследование глинистых пород методом калий-аргонового датированияг

В главе IV "Минеральные фации глинистых пород и литогенеза" рассмотрена проблема выделения минеральных фаций литогенеза и измененных глинистых пород. Приведено описание минеральных фаций глинистых пород рифейских отложений северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория. С целью определения значимости выделенных минеральных фаций глинистых пород показано соотношение минеральных фаций глинистых пород с минеральными фациями литогенеза. Дан обзор стадий литогенеза рифейских отложений Башкирского мегантиклинория.

В заключении подеодятся итоги и выводы исследований.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ■ :.

Положение I. Выделены ассоциации аутигенных диоктаэдрических тонкодислерсных слюдистых минералов глинистых пород рифея северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория. Выявлены взаимосвязи между кристаллической структурой, их политипными модификациями и условиями образования породообразующих минералов и установлены на этой основе их числовые индикаторные характеристики.

К глинистым образованиям рифейского разреза северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория относятся: микросланцы пе-литовые, сланцы пелитовые, сланцу филлотивидные, филлиты.

Установлено: каждый петрографический тип характеризуется определенной минеральной ассоциацией. "Переходными" минералами для всех глинистых пород являются диоктаэдрические слюдистые минералы (гидрослюды - слюды) и хлорит. Повсеместная распространенность этих минералов в породах рифея и последовательные изменения в структуре делают их индикатора)« стадиальных минеральных параге-незов. Наиболее информативной является группа диоктаэдрических слюдистых минералов, которая характеризуется закономерной сменой минералов: от гидрослюд до мусковита и изменением их политипных модификаций. Причем, смена политипных модификаций происходит

- б -

последовательно, от низкотемпературных к высокотемпературным, в ряду петрографических типов: микросл^нцы пелитовые - сланцы пели-товые - сланцы фшиштовидные - филлиты (Табл.а).

Методами рентгенографического анализа была получена дополнительная информация о глинистых минералах. Прежде всего, это касалось некоторых числовых величин, характеризующих состояние диок-таэдрических слюдистых минералов в различных типах глинистых пород. Гидрослюды в отличие от истинных слюд обладают рядом структурных дефектов и изменением химического состава в широких пределах, что отражается на дифрактометрических кривых. Рефлексы гидрослюды имеют более значительную ширину на половине высоты, чем у слюд. Кроме того, отражения около 10 А характеризуются со стороны меньших углов 20 некоторой ассиметричностыо. Эти особенности гидрослюд на основе анализа профиля основного рефлекса можно выразить в числовых величинах. Для этого используются методики, предложенные Ч.Уивером (Weaver, 1960) и Б.Юоблером (Kubler, 1967) (Рис.1.).

Для каждого петрографического типа глинистых пород были рассчитаны: коэффициент кристалличности - Кк и индекс кристалличности - Ик. Анализ поведения этих величин в выстроенном ряду петрографических типов показал: коэффициент кристалличности закономерно увеличивается почти о одним градиентом от одного петрографического типа к другому, индекс кристалличности подвержен более значительным изменениям, но обладает отчетливо выраженной тенденцией к убыванию в указанном направлении (Рис.2).

Таким образом, каждый Петрографический тип характеризуете? не только определенной минеральной ассоциацией, наличием диокта-эдрических слюдистых минералов конкретных политипных модификаций но и числовыми величинами, отражающими степень совершенства к структуры, т.е. в итоге степень изменения породы в целом.

Положение 11. Кажущийся калий-аргоновый возраст - новая чис ловая интегральная характеристика степени постдиагенетической из мененности глинистых пррод рифея северо-западного окончания Баш .кирского -мегантиклинория.

Таблица 1

Петрографические типы и основные минералы глинистых пород рифея северо-западного окончания

Башкирского мегантиклинория

1 ■' Глинистые минералы, слагающие основную ча- 1 _ ! |Наличие других глинистых минералов |

сть породы -,-1

г-...... 1 смешанослойные образования |минералы группы хлори-!

|Тип пород минераль- содер- соотноше- структурные ха- |'та |

ные разно- жание, ние поли- рактеристики* -1-1-1

видности 7. типов 1 ^ минеральные содержа-1 минеральные )содержа-1

Кк | 1 Ик |разновидности ние, X |разновидности!ние, X | 1 1 1

Гидрослюда 70 г 1 !Гидрослюда-монтмо- 1 1 ! 1 1 1

|Микросланцы 1Ш, 1М 1.6 1 9,2 риллонит, гидрос- 10-15 | ! 15-20 )

|пелитовые 1 |люда-хлорит, хло- 1 1 !

1 рит-вермикулит 1 1 ! 1 1 >

|Сланцы пе- Гидрослюда 80 1М>2М1 1 2,6 | 7,3 1Хлорит-вермикулит 1 1 ! 5-10 | Ре-хлорит | 10-15 |

|литовые серицит I 1 1 1 ! 1 1 1

|Сланцы фил- Серицит, 85 2Ма>1М- ! 3,8 | 6,0 |Реликты хлорита- 1 1 1 0-5 | | 10-15 |

|литовидные гидрослюда I 1 I вермикулита 1 ! ! 1 1 !

|Филлиты Мусковит, 83 2М< 1 5,6 | 4,6 1 1 ! 1 | 17 |

1...... серицит 1, .и ._ , ... 1 1 1 , 1 1 . ____ ,._, .... 1 I ! II 1

* - средние значения; Кк - коэффициент кристалличности; Ик - индекс кристалличности

а)

: Рис; I Схеыагичвское изображений заыера л расчохов: а) коэффициента кристалличности ¡л б) индекса кристалличности.

Кк _ Йк

Г 2 3 * 5 & 7 8 9 1 I Ъ К 5 6 7 8 9 10 А 1215 1415

-I----Ь---»----—I_I_1_I___I_1_ ..А, I-1-к-а-к-1-»-1-1-и-1-1 I-1.

Рис. 2 Поведение коэффициента кристалличности (Кк) и индекса кристалличности (Ик) диокхаэдрических слюдистых пинерадов в петрографических типах глинистых пород рифейских отложений северного окончания западного крыла Башкирского мегантиклинория.

Под кажущимся калий-аргоновым возрастом пород в настоящей работе подразумевается возраст, определенный по валовым пробам, чаще всего, лишенный реального стратиграфического смысла в силу испытанньк породой посткристаллизационных метаморфических изменений.

Башкирский мегантиклгогорий представляет собой область сочленения Русской платформы с Уралом. Его отложения обладают вертикальной и латеральной зональностью постдиагенегической изменен-ности пород. Вертикальная зональность выражается в увеличении степени преобразования пород В!'из по разрезу Башкирского меган-тиклинория. Значения кажущегося К/Аг возраста глинистых пород при прослеживании их в рифейском разрезе в том же направлении убывают, т.е. по мере удревнения породы обнаруживают все более омоложенные значения кажущегося возраста.

Были рассчитаны средние значения кажущегося возраста глинистых пород для петрографических типов (Табл.2).

Таблица 2

Средние значения кажущегося К/Аг возраста глинистых пород рифея в ряду: микросланцы пелитовые - филлиты

1 - 1 .... -INN (Петрографический тип |п/п| 1 | i ч ..... 1 (Количество(Кажущийся возраст гли-| (образцов |нистых пород, млн.лет | 1 1 t

1 1 I 1 |Микросланцы пелитовые 1 ■ 1 6 1 i ( 895,3 |

1 2 |Сланцы пелитовые 1 5 | 703,6 |

1 3 (Сланцы филлитовидные 1 14 j 661,0 (

! 4 |Филлиты | | | 12 1 1 478,8 | | |

Установлено, что петрографические типы, отражающие степень поотдиагенетических изменений глинистых пород, характеризуются каждый своим значением возраста, который закономерно убывает в ряду: микросланцы пелитовые - филлиты.

Автором были рассчитаны средние значения кажущегося возраста

глинистых пород для стратонов рифея: Из (каратавия), (?2 (гармати-ния), ^ (бурзяния) (Габл.З).

Таблица 3

Средние значения кажущегося К/Аг возраста глинистых пород рифея, рассчитанные по стратонам

Г - INN Г" ------------- Количество Геологический | ......1 |Кажущийся К/Аг воэ-1

|п/п Стратоны образцов возраст, млн.лет |раст глинистых по- |

|род, млн.лет | 1 i

| 1 R3 6 650-1050 1 1 | 860,0 |

(каратавий) ! 1

1 2 Ra 13 1050-1400 | 626,5 |

(юрматиний) 1 1

1 з Ri 17 1400-1650 | 601,5 |

1 1 ( (бурзяний) ....... i 1 1......... .1

Результаты расчетов показали: породы верхнего рифея несколько удревлены по сравнению со своим геологическим возрастом-, породы среднего и нижнего рифея, наоборот, омоложены, причем, значения возрастов этих стратонов сближены и сильно "оторваны" от значения возраста пород верхнего рифея. Это объясняется тем, что в верхнем рифее преимущественное распространение в разрезе имеют относительно слабо измененные породы - микросланпы пелитовые, с незначительным участием сланцев пелитовых, в среднем и нижнем рифее ведущая роль в развитии глинистых отложении принадлежит сланцам фшшитовидным и филлитам, наиболее преобразованным разностям глинистых пород. И лишь различное соотношение петрографических типов пород, участвующих в сложении глинистых образований стратонов обусловило небольшую разницу в значениях кажущегося возраста нижнего и среднего рифея.

Проводились исследования по выяснению: на какой стадии литогенеза в глинистых породах происходят наиболее значимые, существенные преобразования, фиксируемые К/Аг методом. Результаты

показали: степень изменения пород при их переходе от низших стадий литогенеза к высшим возрастаету однако, катагенез, даже поздний не является фактором, способным существенно изменить К/Аг систему глинистых минералов.

Таблица 4

Кажущийся К^Аг возраст .глинистых пород различных стадий литогенеза

! 1 |Геоло- Коли- 1 1 Кажущийся К/Аг |

Место отбора об- |гичес- чест- Стадии ли- возраст |

|п/п разцов |кий во тогенеза -,-j

)возра- обра- удревне-|омоложе-|

|ст 1 зцов ние,* Z \нт,**% | 1 ■ |

| 1 скв.Колвинская 1 1 Di-S б 1 1 ) 1 23,8 | |

(Русская платфо- Ката-(лозд- I 1

рма) 1 генез|ний

1 2 Башкирский ме- 1 Пэ 7 1 17,7 | |

гантиклинорий 1 I 1. 1 1 - . .1

1 з —11 _ ! 1 R2 13 1 (ран- 1 1 1 46,6 |

I Мега-|ний 1 1

1 4 1 Ri. 17 генез|позд- 1 59,9 |

1 1 j —....... - |ний 1 . 1 I 1 г г

* Удревнение пород - завышение возраста пород относительно геологических датировок.

** Омоложение пород - занижение возраста пород относительно геологических датировок. ■

На границе позднего катагенеза и раннего метагенеза происходит качественный скачок в преобразовании пород, заключающийся в глубоких структурных и минеральных изменениях: почти-полной перекристаллизации глинистых пород и возникновении новых минерадь-

ных фаз. Эти петрографически наблюдаемые и различными методами регистрируемые изменения находят отражения в числовых величинах кажущегося К/Аг возраста.

Корреляция между кажущимся К/Аг возрастом глинистых пород и коэффициентом кристалличности, характеризующим степень совершенс--тва кристаллической решетки диоктаэдрических слюдистых минералов обнаруживает обратную зависимость между этими величинами, что свидетельствует о связи между лостдиагенетической перекристаллизацией пород и кажущимся К/Аг возрастом (Рис.3).

Латеральная зональность постдиагенетических изменений пород рифея Башкирского мегантиклинорин проявляется в усилении преобра-зованности отложений, с запада на восток. На западе Башкирского мегантиклинорин распространены микросланцы пелитовые (поздний катагенез) , далее на восток микросланцы пелитовые сменяются пелито-выми и филлитовидными (метагенез), и восточное окончание изучаемого региона слагается филлитами (метаморфизм). Зоны катагенеза согласуются со стратиграфическими границами. Метагенез и метаморфизм секут зоны катагенеза. Характер распределения значений кажущегося возраста пород обнаруживает следующую закономерность: степень омоложения увеличивается с запада на восток, т.е. повторяет зональность изменения пород.

Породы востока Русской платформы (Волго-Уральская область), области, сопредельной с Башкирским мегантиклинорием, представлены микросланцами пелитавыии (поздний катагенез) и характеризуются несколько удревнеиными значениями кажущегося возраста. Анализ мощностей накопленных пород разрезов Волго-Уральской области и Башкирского мегантиклинорин, характер распределения значений кажущегося К/Аг возраста (Рис.4) позволяет говорить о единой природе катагенетических преобразований пород рассматриваемых регионов, обусловленных литостатической нагрузкой отложений. Метагене-тические и метаморфические изменения пород Башкирского мегантик-линория обусловлены последующим воздействием внешних метаморфизу-ющих факторов, связанных с вовлечением Башкирского мегантиклин'о-' рия в процесс образования Уральской складчатой области.

• Рис. 3 Соотношение иввду кажущийся абсолютный возрастом и коэффициентом кристалличности диоктаэдрических олюдистых

I

минералов в глинистых породах рифея.

Возрастные группы глинистых пород: I- 400-600 млн,лег (9 обр.),II- 600-800 млн.лет (5 обр.),III- 800-1000 «ли.лет (5обр. I - кааущийся абсолютный возраст, 2 - коэффициент кристалличности (А:В).

( 2

ш>

Нг да

т

Рг аэ

170

Г т

ш

ь ш

1№

Кг ш

км

№

««

1X0 ИЛИ «ЕТ

¡¡со дао пли лет

Рис. 4 Характер распределения мощностей породообразования и значений кажущегося К/Аг возраста: а)Волго-Урапьской области и б)Башкирского ыегантиклинория.

- - I ¿227 - 2

мощностей породообразования» 2- разброс возрастных значений кажущегося

а.г возраста

Установлен предел в 400 млн.лет для возраста перекристаллизации диоктаэдрических слюдистых минералов, определяющий время последнего метаморфизма рифейских образований.

Положение III. Выделен и детально исследован.ряд минеральных фаций глинистых пород рифея северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория от катагенеза до метаморфизма включительно: фация микросланцев пелитовых Скварцево-полевошпзто-хлорито-гид-росдодистая (iMd. Ш)3 - поздний катагенез: фация сланцев пелитовых [кварцево-полевошпато-хлорито-серицито-гидрослюдистая (1M>2Mi)] - ранний метагенез; фация сланцев филлитовидны.". Сквар-цево-полевошпато-хлорито-гидрослюдисто-серицитовая (2Mi >1М)3 поздний метагенез; фация филлитов [кварцево-полевотпато-хлори-то-серицит-мусковитовая (2Mi)] - метаморфизм.

Минеральные фации глинистых пород и их характеристики приведены в табл.5.

Минеральные фации глинистых пород стратотипического рифея, дополненные числовыми характеристиками стадийно измененных тонкодисперсных силикатов, служат объективным и надежным обоснованием для выделения зон и стадий изменения осадочных толщ в этом регионе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенный материал позволяет сделать следующие выводы.

Основным фактором, определяющим состояние глинистых пород северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория, является уровень их постдиагенетической измененности. Он обусловливает внешний облик пород, петрографические свойства, пзрагенез присущих им минералов и другие характеристики.

■ Глинистые породы в данном регионе подразделяются по степени изменения на следующие петрографические типы: микросданцы пелито-вые, сланцы пелитовые, сланцы филлитовидные, филлиты.

Каждый петрографический тип характеризуется определенной ау-тигенной минеральной ассоциацией.

Таблица 5

Минеральные фации глинистых пород отложений рифея северо-западного окончания

Башкирского мегантиклинория

1 1 Диоктаэдрические слюдистые минералы

1 N соотноше- структурные ха- 1 [температура II эн- средние содержания хими-1

(п/п Тип пород минеральные ние лоли- рактеристики* дотермического зфф- ческих окислов, X

разновидно- типных

1 1

сти модифика- Кк Ик |ких слюдистых мине- 1 А1г0з 1 К20 |

ций ралов, °С 1 1

1 1 Микросланцы Гидрослюда 1М 1,6 9,2 | 570-585 63,04 I 1 ) 16,20 | 5,31 |

пелитовые 1 1 1 |

1 2 Сланцы пе- Гидрослюда, 1М>2М1 2,6 7,3 | 610-650 61,70 1 1 1 17,30 | 7,40 |

литовые серицит 1 1 1 |

1 з Сланцы фил- Серицит, 2М1>1М 3,8 6,0 | 640-690 60,80 1 1 I 19,29 | 6,32 |

литовидные гидрослюда 1 1 1 1

1 4 Филлиты Мусксвит, 2М1 5,6 4,6 | 675-775 57,50 ! 1 | 20,90 | 6,15 |

1 серицит 1 .... J 1 1 I ,.. _ л |

* - средние значения: Кк - коэффициента кристалличности; Ик - индекса кристалличности.

*

Окончание таблицы 5

I-г

т

т-1

Изменения пород

N

п/п

Диоктаэдрические слюдистые минералы

сумма содержаний*" микроэлементов, X

кажущийся КУАг возраст пород, млн.лет

Минералы

группы

хлоритов

Смешанослойные образования

Минеральные фации

стадия

подстадия

0,0618

0,0564

0,0527

0,0518

895,33

703,60

661,03

478,77

Гидрослюда-монтмо--риллонит, гидрослюда-хлорит, хлорит-вермикулит

Кварцево-полевошпа-. то-хлорито-гидроолю-дистая

Катагенез

Поздний

Присутствуют в переменных количествах

Хлорит-вермикулит

Кварцево-лолеводша-

то-хлорито-серицито-

гидрослюдистая

Ранний

Метагенез

Реликты хлорита-вермикулит

Кварцево-полевошпа-то-хлорито-гидрослю-дисто-серицитовая

Поздний

Кварцево-полевошпа-

то-хлорито-серицито-

мусковитовая

Метаморфизм

Мусковит-хлоритовая субфация

Л-

** - сумма N1, Со, Сг, Мп, V, Т1, 5с, Р, бе, Си, 1п, РЬ, В\, МО, Ва, 5г, Бп, Ве, Ът, (За, У, и, №.

--------- —шппфэ пппмявеяено на основе петрографических наблюдений.

"Проходными" минералами для всех петрографических типов яв-лтгга» !»5»г>*тч.эдричес!кие слюдистые минералы (гидрослюды-сдподы) и хлорит.

Повсеместное распространение этих минералов в глинистых породах рифея и последовательные изменения в структуре делают их минералами-индикаторами стадиальных преобразований минеральных парагенезов.

Наиболее информативной является группа диоктаэдрических слюдистых минералов, которая характеризуется закономерной сменой минералов (от гидрослюд до мусковита) и их политипных модификаций.

С увеличением степени изменения глинистых пород, количество минералов, составляющих минеральные парагенезы уменьшается, а уровень организации их структуры увеличивается. Рассчитанные структурные характеристики (коэффициент кристалличности, индекс кристалличности) свидетельствуют о повышении степени совершенства кристаллической решетки основных породообразующих минералов.

Кажущийся калий/аргоновый возраст характеризует степень перекристаллизации диоктаэдрических слюдистых минералов, или, иначе, степень преобразования породы, т.о. кажущийся калий-аргоновый возраст - числовая оценка степени постдиагенетического изменения породы. •

Предел возраста в 400 млн.лет, к которому стремятся наиболее измененные рззности пород, следует считать временем последнего метзморфизма, изменившим породы Башкирского мегантиклинория.

Эволюция основных породообразующих минералов в ходе литогенеза и метаморфизма сопровождается изменением химического состава пород (уменьшается содержание 3102, увеличивается содержание А1о0э и КгО).

Динамика содержаний малых элементов в глинистых породах свидетельствует о "сбросе" микроэлементов в ходе литогенеза.

Изменение хлоритов выражается в улучшении их окристаллизо-ванности.

Существенным и принципиально важным является вывод о соответствии петрографических типов.минеральным фациям пород и стади-

ям изменения последних. Любой петрографический тип, обладающий определенным набором аутигенных слюдистых минералов превращается в другой, характеризующийся сходным, но несколько измененным составом минеральной ассоциации. В результате эволюции глинистых минералов при их метаморфизации возникают новые петротипы.

Анализ минеральных фаций глинистых пород и структурно-текстурных переотроек показал, что глинистые породы рифея северо-западного окончания Башкирского мегантиклинория существенно преобразованы й могут быть отнесены к метаморфизованным и метаморфическим, породы изменены в пределе: поздний катагенез - метаморфизм.

Природа катагенетических, с одной стороны, и метагенетичес-ких, метаморфических - с другой, изменений в данном регионе различна. Первые обусловлены погружением отложений на глубину и наличием литостатической нагрузки, вторые - влиянием внешних, мета-морфизующих факторов, вызванных формированием Уральской складчатой области.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Некоторые физические свойства глинистых пород рыхлых отложений на востоке Русской платформы // Ежегодник 1989! Информационные материалы. Свердловск: УрО РАН, 1990, с.19-20.

2. Минеральные фации литогенеза глинистых образований ри-фейского разреза на Южном Урале // Ежегодник 1991. Информационные материалы. Свердловск: УрО РАН, 1992, с.7-8 (совместно с Л.В.Ан-фимовым).

3. Диоктаэдрические.слюдистые минералы в литогенезе рифейс-ких глинистых отложений Южного Урала // Ежегодник 1992. Информационные материалы. Свердловск: УрО РАН, 1993. с.22-25 (совместно с Л'.В.Анфимовым).

4. Влияние метаморфизма на соотношение геологического и изотопного К/Аг возрастов некоторых глинистых пород рифея востока Русской платформы и Южного Урала // Ежегодник 1993. Информационные материалы. Екатеринбург: УрО РАН, 1994, с.43-45 (совместно с

Б.А.Калегановым, Л.В.Анфимовым, М.Р.Ишерской).

5. Геодинамичегкге обстановки в веркч^м .гпкемррин - нижнем палеозое на востоке Европейского континента и постседиментацион-ные преобразования рифейских пород Волго-Уральской области // Па-леогеодинамические обстановки осадконакопления и литогенеза. Тезисы докл.Уральск.регион.совещ. Екатеринбург, 1994, с.17-18 (совместно с Л. В.Анфимовым).

6. Стадии поотседиментационных преобразований глинистых отложений стратотипического разреза рифея на Южном Урале // Тектоника осадочных бассейнов северной Евразии. Тезисы докл.XXVIII Тектонич.совещ. Москва, 1995 (совместно с Л.В.Анфимовым).

.7. Постдиагаттические изменения глинистых пород в стратоти-пическом разрезе рифея. Южного Урала / Геология и геофизика, 1995, N 5, с.122-127 (совместно с Л.В.Анфимовым).

8. Седиментогенез и литогенез осадочных толщ бурзяния в Ба-кало-Саткиноксм и Кусинском горнорудных регионах на Южном Урале // Отчет. Екатеринбург, 1994. 149 с. (совместно с Л.В.Анфимовым, A.B.Масловым, О.Н.Огородниковым).

9. Петрографические, палеонтологические и геохимические исследования керна глубоких скважин ПО "Удмуртнефть" (скв.Ярская-1) // Отчет. Тема N 4826850/588. 4 кн. Пермь, 1989 (совместно с П.И.Коневым, В.И.Швыревым, А.В.Берлиным, Л.В.Анфимовым и др.).

10. Петрографические, палеонтологические и геохимические исследования керна глубоких скважин ПО "Удмуртнефть" (скв.Сара-пульс-кая-2) // Отчет. Тема N 4826850/588 . 3 кн. Пермь. 3989 (совместно с П.И.Коневым, В.Н.Швыревым, Е.А.Кучиной, Л.В.Анфимовым и др.).

11. Минеральные фации глинистых пород рифея на Южном Урале (северо-западное крыло Башкирского мегантиклинория) // Ежегодник 1994. Информационные материалы. Екатеринбург: УрО РАН, 1995 (в печати), с.29-30.

Подпиоано к печати гг. о г. тег. Формат бумаги 60x84 Пвч. л. I Тираж 100 экз. Заказ 48

Лаборатория ннокигельяой техники УГГГА

г. Екатеринбург , ул. Куйбышева, 30