Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы

Карпова, Евгения Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы
ВАК РФ 25.00.06, Литология

Автореферат диссертации по теме "Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы"

На правах рукописи

КАРПОВА Евгения Владимировна

Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы

Специальность 25.00.06 - литология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре литологии и морской геологии геологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Япаскурт Олег Васильевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Хераскова Татьяна Николаевна

Защита состоится 24 декабря 2004 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 501.001.40 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, ГСП-2, МГУ, главное здание, геологический факультет, ауд. 829.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета Московского государственного университета, сектор А, 6 этаж.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г. Ученый секретарь

доктор геолого-минералогических наук,

старший научный сотрудник Конюхов Александр Иванович

Ведущая организация: Воронежский государственный университет

(ВГУ, Воронеж)

диссертационного совета

Актуальность. В работе изучаются аспекты одной из актуальных проблем литологии: раскрытие генетической сущности процессов и факторов осадконакопления (седиментогенеза) и постседиментационного породообразования (литогенеза) относительно различных геологических условий формирования и эволюции осадочных палеобассейнов (ОБ) на континентальных блоках земной коры. Исследование особенностей седименто- и литогенеза в ОБ, принадлежащих к различным структурно-текюническим элеменгам оеадочнош чехла крашнов, было и продолжает оставаться предметом внимания литологов, стратиграфов, геологов-нефтяников, исследователей твердых (металлических и неметаллических) полезных ископаемых и гидрогеологов. Однако до сих пор в данном аспекте разнотипные платформенные ОБ изучены весьма неравномерно. Объектами главного интереса литологов служат преимущественно депрессии — синеклизы, авлакогены, внутриконтинентальные рифты; а крупные положительные палеоструктуры исследовались реже и не так детально. Между тем, существовавшие на протяжении длительных геологических эпох обстановки чрезвычайно медленных, прерывистых и малоамплитудных погружений дна ОБ в пределах антеклиз влияли определенным образом на своеобразия фациальных принадлежностей и вещественных составов осадков, и на своеобразия механизмов их постседиментационных преобразований и изменений. Здесь по-другому, чем в соседних впадинах, происходила эволюция процессов аутигенного минералогенеза; по-другому осуществлялись синхронные трансформации органических и минеральных породных компонент; в иной степени сказывались влияния климатических, тектонических, фациальных, гидрогеологических и др. факторов на седиментогенез, литогенез и рудогенез (в том числе). Для раскрытия этих закономерностей удобным модельным объектом служит Воронежская антеклиза (ВА), стабильно сохранявшая свой палеотектонический режим на протяжении очень долгого времени - от позднего докембрия до наших дней. Работа автора выполнялась в рамках госбюджетной темы кафедры литологии и морской геологии геологического факультета МГУ: "Эволюция типов осадочного процесса, закономерностей седименто- и литогенеза на континентальных блоках земной коры (в фанерозое)". Вместе с тем, автор принимала участие (как исполнитель) в исследованиях 3-ех грантов РФФИ: 1) № 99-05-64740 (МГУ), 2) № 01-05-64281 (ТИН РАН), 3) № 04-05-64045 (МГУ) и ФЦП «Интеграция» ГИН РАН - МГУ (проект № ИО 865/782).

Цель работы: Комплексное литологическое изучение девонских отложений ВА для восстановления истории эволюции процессов и условий седиментации и постседиментационных изменений; создание модели седименто- и литогенеза применительно к обстаяовкам прерывистого и малоамплитудного погружения антеклиз.

Задачи исследования:

1. Выявление методом детального литолого-фациального анализа послойно описываемых разрезов основных генетических типов и фаций девонских отложений ВА. Изучение их пространственных и временных соотношений.

2. Построение фациальных профилей и фациально-палеогеографических карт девона

ВА.

3. Изучение вещественных составов фациальных комплексов отложений девона и выявление их связей с питающими палеопровинциями.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ » БИБЛИОТЕКА I

4. Изучение компонентных составов и количественные оценки породообразующего биоса и его эволюции относительно оценки условий карбонатной седиментации в девонских морях В А.

5. Раскрытие процессов, свойственных этапам существенного замедления или приостановки седиментации в ОБ. Классификация этих процессов и их продуктов; детализация их признаков.

6. Исследование своеобразия литогенетических преобразований девонских осадочных комплексов в условиях прерывистого и малоамплитудного погружения ВА; выявление зависимостей постседиментационных изменений от фациальной природы осадков и других экзо- и эндогенных факторов влияния на литогенез.

Научная новизна; Для раскрытия условий и процессов седименто- и литогенеза отложений девона Воронежской антеклизы впервые применен метод комплексного литолого-фациального и стадиального анализа отложений. Единый методологический генетический подход позволил автору принципиально по-новому подойти к решению указанных выше задач.

1. Впервые разработана детальная генетическая классификация девонских отложений. Главными ее категориями являются генетические типы и 17 фаций, сгруппированных в 6 макрофаций отложений, которые включают континентальные, заливно-лагунные, прибрежно-морские, мелководно-морские эпиконтинентального бассейна. В основу этой классификации положены выявленные конкретные признаки исходных осадков. Построены детальные фациальные профили, фациальные карты для шести временных срезов, а также общая модель седиментации девонского периода территории ВА.

2. На основе всестороннего изучения вещественного состава терригенных пород девонской системы уточнены источники сноса терригенного материала, прослежена их эволюция во времени, выявлена зависимость состава и эволюции минерального вещества от климатических и тектонических факторов.

3. Впервые в девонских отложениях установлена большая роль мелких («синседиментационных») перерывов осадконакопления, составлена классификация образований, возникающих при существенном замедлении или приостановке седиментации, систематизированы их диагностические признаки и характер процессов. Предпринята попытка оценить продолжительность перерывов.

4. На основе изучения седиментогенных и биогенных компонентов карбонатных отложений девона ВА и анализа современной литературы по проблемам генезиса доломитов предлагается отличная оа храдиционных модель доломитообразования в фаменское время.

5. В целом работа является вкладом в решение проблемы различия условий и процессов постседиментационного литогенеза осадочных комплексов положительных и отрицательных платформенных структур. Объясняются механизмы породных изменений на антеклизах и влиявшие на них факторы.

Фактический материал: В основе работы лежит обширный фактический материал, собранный автором в течение 2-х полевых сезонов. Исследования проводились на территории Липецкой, Воронежской, Белгородской, Курской и Тамбовской области (Приложение, рис.1). -Этот материал значительно дополнен керном скважин, предоставленным кафедрой палеонтологии МГУ. Всего описано до 1000 м керна скважин,

детально откартированы стенки 6 карьеров и дополнительно описаны разрезы 10 обнажений. Изучено 700 шлифов, свыше 100 дифрактограмм глинистой фракции, выполнено 97 карбонатных анализов. Эти данные дополнены анализом литературных и фондовых работ предшественников.

Методика исследований:

Для изучения девонских отложений ВА применялся широкий спектр методов лишлою-фациального исследования. Кроме того, использовались минералого-петрографический, рентгено-фазовый, конкреционный, карбонатный и стадиальный анализы.

Метод литолого-фациалъного исследования заключается в комплексном изучении: структур отложений, отражающих характер седиментации; текстурных признаков, отражающих динамику среды и способ осадконакопления; состава фауны; наличия или отсутствия органического вещества, в том числе наземного, свидетельствующего о глубине бассейна и близости суши; состава минеральных компонентов, отражающего источники сноса материала. Использованный метод основан на анализе большого числа седиментогенных признаков, относящихся как к самим осадкам (около 20), так и к их соотношению со смежными образованиями (свыше 10) [Тимофеев, 1998]. Под литологическим типом осадков и пород (литотипом) понимается терригенное, биогенное, хемогенное, вулканогенное, магматогенное вещество, обладающее всем комплексом признаков, приобретенных в процессе седименто- и литогенеза. Под генетическим типом осадков (генотипом) понимается один или несколько парагенетически связанных литологических типов осадков (литотипов), представленных совместно или раздельно терригенными, биогенными, хемогенными, вулканогенными, интрузивными компонентами, обладающими совокупностью признаков осадков и отражающих общность их накопления. Под фациалъным типом осадконакопления (фацией) подразумевается как комплекс физико-географических (ландшафтных) условий среды осадконакопления, так и парагенетически связанные генетические типы осадков, обладающие определенным сочетанием генетических признаков осадков (условия+осадок).

Метод циклического анализа использовался как для корреляции разрезов, так и в целях генетического анализа. Осадочный цикл понимается как законченный круг взаимосвязанных явлений, приводящих к формированию геологического тела — циклита. Циклит - парагенез слоев, связанных более тесно друг с другом, чем со смежными парагенезами, от которых они отделены границами большей резкости [Фролов, 1995]. Специфика данной методики состоит в анализе сочетаний структурно-морфологических признаков с 1 енегаческими: выделяемые по структурным признакам элементарные циклиты и границы между ними получают конкретную генетическую интерпретацию.

Метод стадиального анализа состоит в распознании в породах признаков, возникших после осадконакопления, и расшифровке многостадийной истории формирования этих пород. Сущность стадиальных исследований сводится к выявлению всех изменений седиментогенных породных компонентов (обломочных, биогенных, вулканогенных, хемогенных) и последовательности формирования парагенезов аутогенных минералов, вторичных структур и текстур посредством оптических наблюдений во множестве шлифов, с конкретной их привязкой к детально описанным геологическим разрезам, генетическим типам и фациям [Япаскурт, 1991]. Таким способом

анализ постседиментационных признаков осуществлялся системно - на разных уровнях организации вещества: минеральном, породно-слоевом, фациальном.

Изучение пород проведено путем макроскопического описания, и исследования в шлифах на поляризационном микроскопе Polam L - 213М. Для диагностики состава глин и тонкодисперсных цементов обломочных пород использован также метод рентгено-фазового анализа фракции <0,005 мм в ориентированных препаратах на установке ДРОН-2. Карбонатные породы, помимо изучения в шлифах, исследованы с помощью карбонатного анализа, позволившего определить точное количественное содержание кальцита, доломита и нерастворимого остатка. Этот анализ осуществлен с помощью автокальциметра. Органическое вещество изучалось петрографическим способом и методом определения величин отражения витринита, которые измерялись на микроскопе-спектрофотометре МСФУ-ЭВМ. Конкреционный анализ применен к стяжениям карбонатного и кремневого состава, часто встречаемым в отложениях девона ВА.

Теоретическое и практическое значение работы заключается в разработке генетической классификации девонских отложений ВА; составлен рабочий атлас структур и текстур генетических типов девонских отложений.

Разработана классификация процессов и образований, возникающих при существенном замедлении или приостановке седиментации в древних эпиконтинентальных ОБ антеклиз на примере девонских отложений ВА; составлен рабочий атлас соответствующих образований.

Разработана классификация литогенетических процессов и их продуктов в условиях малоамплитудного или прерывистого погружения; составлен рабочий атлас минерально-структурных литогенетических парагенезов. Полученные материалы используются в учебном процессе по курсу «Литология» и «Стадиальный анализ».

Проведенные литолого-фациальное, палеогеографическое и стадиальное

исследования представят интерес для уточнения прогнозных оценок мест возможной локализации многих видов полезных ископаемых: титана, огнеупорного, химического, керамического сырья, флюсового сырья для металлургических предприятий, строительного щебня, а также производства муки для известкования почв, и др.

Публикации. Защищаемые положения, обоснованные фактическим материалом, освещены в 12 публикациях, приведенных в прилагаемом списке работ.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались на Международной научной конференции VIII чтения А.Н. Заварицкого (Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 2002); XXXVI Тектоническом совещании (г. Москва, МГУ, 2003 г); 3-ем Всероссийском литологическом совещании (г. Москва, ГИН РАН, 2003 г.), на научной сессии, посвященной 20-летию кафедры литологии и морской геологии МГУ (декабрь 2003 г.), дважды (2003 и 2004 г.) на заседаниях упомянутой кафедры, а также на Молодежной школе-конференции XXXVII тектонического совещания (г. Москва, ГИН РАН, 2004 г.).

Благодарности. Автор глубоко благодарен научному руководителю, проф. О.В. Япаскурту за постоянную и разностороннюю помощь в ходе подготовки диссертации; а также чл.-кор. РАН П.П. Тимофееву за благожелательные советы. Многие научные взгляды автора сформировались в процессе совместной работы и дискуссий с проф. В.Т. Фроловым, которому автор выражает свою искреннюю и глубокую признательность. Подготовка диссертации была бы невозможна без фактического материала, отобранного в

совместных маршрутах с зав. лаб. ГИН РАН М.Г. Леоновым, общение с которым существенно обогатило знания благодарного автора. Фактический материал был бы не полным без кернового материала, любезно предоставленного сотрудниками и аспирантами каф. палеонтологии МГУ. Неоценимую помощь на различных этапах оказали сотрудница этой кафедры сне Л.И. Кононова, сне ГИН РАН И.Е. Стукалова; ст. преп. В.Л. Косоруков и др. коллеги по кафедре литологии и морской геологии. Им автор признателен за ценные советы, плодахворные дискуссии и критические замечания. Особую благодарность за предоставленные геологические материалы автор высказывает проф. А.Д. Савко и др. сотрудникам Воронежского гос. университета. Отдельно хотелось бы поблагодарить свою семью за безграничное терпение и всестороннюю поддержку и помощь.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, заключения, библиографического списка из 113 наименований; включает 8 таблиц, 29 иллюстраций; содержит 5 тематических структурно-текстурных атласов исследуемых отложений. Объем текста - 189 стр. Объем атласов - 85 стр.

Защищаются 4 основных положения.

ПОЛОЖЕНИЕ 1 - в главах 1-3

1. Девонские отложения ВА формировались во многообразных (не менее 17) фациальных обстановках - континентальных, заливно-лагунных, прибрежно-морских, и относительно удаленных от берега участков дна чрезвычайно мелководного эпиконтинентального морского бассейна под влиянием ведущего климатического фактора, вулканизма и при малоамплитудных тектонических движениях. Цикличность седиментогенеза обуславливалась интегрированием результатов совместного влияния факторов: тектонических, эветатических, климатических и эволюционно-биогенных.

В главе 1 «Общегеологическая характеристика района исследований» обобщены сведения из множества литературных источников; глава включает структурно-тектоническую характеристику и магматизм; стратиграфию объекта исследований; и общие данные о геологической истории его развития.

В тектоническом строении территории ВА принимают участие докембрийский 1фисталлический фундамент и осадочный чехол, которые разделены резким угловым несогласием и длительным преддевонским стратиграфическим перерывом.

Девонские отложения распространены на большей территории ВА и отсутствуют лишь на ее юго-западных окраинах. На северо-западе их подошва залегает на глубинах от 500-600 до 1000-1200 м, погружаясь на север и северо-запад со средним уклоном 0,2-0,3 м/км и на запад -1,5 м/км [Трегуб, 2002]. Толщина покрова пород девона колеблется от 0 до 600 м, возрастая в северо-восточном и восточном направлениях. Рассматриваемые отложения представлены верхами эмекого, эйфельским, живетским, франским и фаменским ярусами, образующие несколько сложно построенных седиментационных циклов. Согласно схеме ЦГРЦ (автор Г.Д. Родионова, 1999г) здесь выделяются 23 местных (литостратиграфических) подразделения в составе свит. Они образованы разнообразным спектром пород: обломочными, глинами, карбонатами, солями, местами — изверженными и вулканитовыми образованиями. Перекрыты девонские отложения преимущественно мезокайнозойскими породами различного возраста, и только в присводовой части юго-

западного крыла ВА, на юго-востоке и крайнем востоке - каменноугольными [Савко, 2002].

В главе 2 «История литолого-стратиграфического изучения объекта исследований» дан подробный обзор научных трудов предшественников и современников; основных периодов систематических исследований ВА.

История изучения осадочного чехла ВА насчитывает более 220 лет. 1-й период -эпизодичные исследования середины XIX в. 2-й период начался с разработки стратиграфической схемы девона П.Н. Венюковым (1882-1886). 3-й период (в начальные годы советской власти) характеризуется фундаментальными монографическими трудами Б.М. Даныпина, А.Д. Архангельского, Д.В. Наливкина, В.Н. Крестовникова. 4-й период наступил в послевоенное время. Неоценимый вклад в изучение девонских отложений Русской платформы, включая ВА, внесли М.М. Толстихина [1952] и А.И. Ляшенко [1959], В.Г. Махлаев [1964] и СВ. Тихомиров [1967]. Последующие годы характеризуются новым вкладом в изучение девона ВА, который внесли геологи Воронежского гос. университета. Их коллектив - H.IL Хожаинов, А.Д. Савко, А.В. Жуковский, А.М. Дунаев, В.Ф. Лукьянов, Г.В. Холмовой, В.М. Сташков - в двух трудах [1969 и 1971] опубликовал детальную стратиграфию и литологию палеозойских отложений. Тогда же появились фундаментальные работы о стратиграфии - Л.Г. Раскатовой [1973], Н.С. Овнатановой [1972]; о литологии и фациях девона - Н.П. Хожаинова [1972], А.А. Жуковского [1974], В. А. Окорокова [1974]. В последнюю четверть XX века акцент в изучении В А сместился в сторону литологии, палеогеографии, металлогении. Это труды Н.П. Хожаинова [1976, 1983], А.Д. Савко [1979,1988,1991], Г.Д. Родионовой и др. [1995] и др.

В Главе 3 «Литолого-фациальный анализ отложений девона территории ВА» описаны генетические признаки выделенных в осадочных толщах девона групп отложений, а также цикличность чередования генетически подобных образований в разрезах.

3.1. Литолого-фаииальный анализ.

Все многообразие генетических признаков систематизировано с помощью разработанной автором классификации, основанной на анализе и синтезе генетических признаков отложений. Выявлены 17 фациальных типов осадков и соответствующих им фациальных обстановок осадконакопления. Эти обстановки закономерно соотносились в пространстве и периодически менялись во времени - в порядке многоранговой цикличной повторяемости генетически подобных образований.

В эпохи гумидного климата (позднее эйфельское, живетское, франское, раннефаменское время) выделяются:

I. Макрофация аллювиальных отложений прибрежно-континентальной приморской равнины (Приложение, рис. 2а, зона I) включает следующие фации:

1. Фация песчано-алевритовых отложений приустьевых частей русел равнинных рек с плоховыраженной мелкой косой сходящейся, косой штриховатой слоистостью, подчеркнутой мелкими фрагментами древесных тканей, аттритом и реже ритмической сортировкой зерен. Эта часть разреза является переходной к пойменным отложениям.

2. Фация песчано-алевритовых отложений прирусловых частей поймы равнинных рек, характеризующуюся среднесортированным материалом со слабовыраженной горизонтальной и крупной косой слоистостью, с малым количеством растительных остатков плохой сохранности.

Процесс заболачивания приводил к формированию отложений заболоченных участков, отвечающих

3. Фации алеврито-глинистых осадков заболоченных участков поймы речных долин прибрежно-континенталъной приморской равнины, представленной углистой глиной с линзами угля толщиной 2-3 см и протяженностью 20-30 см с подчиненными тонкими слойками черного углистого песчаного алевролита, насыщенного тонким обугленным аттритом.

Небольшой набор фациальных типов, относящихся к макрофации аллювиальных отложений прибрежно-континентальной приморской равнины, представленные редуцированными разрезами с малыми мощностями, объясняются неразвитостью речных систем. Палеореки в девонское время представляли собой малые реки и временные потоки, формирующие осадки общей мощностью не более 5 м [Яблоков, 1973]. Тем не менее в литературе описаны аллювиальные отложения девонского возраста в различных частях Русской платформы. Материалов о расположении речной сети не приводится.

Формирование в девонский период полноценного болотного комплекса также проблематично. Древнейшие угли, начало которым дали наземные растения, имеют девонский возраст [Мейен, 2001]. Проптеридофиты («псилофиты») и плауновидные, произраставшие в заболоченных участках речных долин и прибрежных континентальных низин, могли давать начало очень тонким пластам торфа, впоследствии превращающегося в уголь.

II. Макрофация отложений заливов и лагун эпиконтинентального морского бассейна (Приложение, рис. 2а, зона II).

Отложения заливов и лагун отвечают фациям заливно-лагунного прибрежного мелководья. Эти условия прибрежного полуизолированного застойного мелководья, непосредственно не связанных с выносом терригенного материала, объединяют отложения следующих фаций:

1. Фация алеврито-песчаных отложений прибрежных частей заливов и лагун морского бассейна с горизонтально-волнистой и мульдообразной, реже горизонтальной, слоистостью, подчеркнутой фрагментами аттрита, глинистым веществом и остатками рыбьей чешуи, с мелким раковинным детритом, часто с текстурами биотурбации.

2. Фация алеврито-глинистых застойных участков лагун и заливов морского бассейна с тонкой горизонтальной слоистостью, подчеркнутой обилием аттрита, с редкими остатками рыбьей чешуи, с раковинами лингул.

III. Макрофация отложений подвижного мелководья морского бассейна (Приложение, рис. 2а, зоны III, IV).

Отложения подвижного мелководья отвечают макрофации подвижного мелководья морского бассейна. Они включают отложения с генетическими признаками, свойственными морскому мелководью - зоне, примыкавшей к побережью между устьями рек и напротив устья. Макрофация объединяет следующие фации:

1. Фаиия песчаных отложений подвижного мелководья, аккумулятивных форм (баров, подводных валов, пересыпей, кос) порождена волновыми движениями воды или вдольбереговыми течениями. Отличительные генетические признаки: средняя и хорошая сортировка, хорошая окатанность и отмытость материала от глинистой примеси. Текстуры крупные косые однонаправленные, мелкие косые выклинивающиеся, реже с мульдообразной слоистостью с небольшим количеством обломков раковин моллюсков.

2. Фация алеврито-песчаных осадков дельт малых рек и временных потоков, генетическими признаками которой являются: структуры разнозернистые песчаные и гравийные, алевритовые, иногда с примесью глинистого материала, крупная косая, в основании разнонаправленная взаимосрезающаяся сходящаяся слоистость, реже горизонтальная и мелкая косая пологая; осадки фации содержат остатки морской фауны и частые фрагменты растительной ткани, иногда обломки стволов деревьев.

3. Фация алеврито-глинистых отложений междельтовых участков мелководья морского бассейна. Осадки этой фации формировались в условиях пониженной динамики водной среды. Накапливались глины алевритовые карбонатные с горизонтальной слоистостью, обилием остатков морской фауны, редким растительным аттритом.

В сторону моря преобладающим становится биокластовый материал, слагающий 4:

4. Фация известковых полибиокластовых отложений мелководья морского бассейна. Здесь накапливаются известковые полибиокластовые отложения, характеризующиеся грубым и крупным размером окатанных и полуокатанных скелетных остатков, их хорошей и средней сортированностью, с плоховыраженной косоволнистой, реже с мульдообразной слоистостью. Наблюдается также переслаивание полибиокластовых известковых отложений с алевритами и тонкозернистыми песками, состоящих из хорошо сортированных обломков.

IV. Макрофация отложений относительно удаленных участков мелководья морского бассейна (Приложение, рис. 2а, зоны У-УГ).

Эта макрофация объединяет 3 фации:

1. Фация органогенных известковых отложений, слагающих биопостройки в пределах морских отмелей. Отмели представляли пологие возвышенности морского дна, на склонах которых селились различные организмы, образующие ракушняковые банки, и каркасные биопостройки. Они сложены ракушняками брахиоподовыми цельнораковинными с большим количеством пелеципод, остракод, криноидей, с комковато-пелитоморфным заполнителем; и строматопорато-коралловыми органогенными известковыми отложениями без заполнителя.

2. Фация био-, литокластовых. алевритистых и глинистых отложений межбиостромовых (межбаночных), шлейфовых участков биопостроек характеризуется преобладанием крупных обломков биопостроек плохосортированных, полу- или неокаташшх, смешанных с алевритовым и глинистым терригенным материалом. Текстура плоховыраженная косая, косоволнистая.

3. Фация известково-глинистых отложений западинных. или удаленных участков мелководья морского бассейна. Эта фация характеризуется следующими 1енетическими признаками: известковые отложения пелитоморфные, сильноглинистые, слабобиотурбированные, с сохранившимися реликтами тонкой горизонтальной слоистости; переслаивание пелитоморфных известняков и сильноизвестковых глин с тонкой горизонтальной слоистостью.

В эпохи аридного климата (эмско-раннеэйфельское, средне-, позднефаменское время) характерно видоизменяются процессы смыва и накопления осадков. Засушливость климата приводит к более резкому и эпизодическому выпадению сильных ливневых метеорных осадков. Среди отложений, сформированных в аридном климате, выделяется:

I. Макрофация делювиально-пролювиальных отложений (Приложение, рис. 26, зона I), включающая фацию:

Фаиия песчано-дресеяных и брекчиевых осадков конусов выноса, осадки которой формируются в результате заложения Мамонской депрессии на юге ВА. Они характеризуются веерообразным строением, отсутствием слоистости, преимущественно грубообломочной структурой, отсутствием окатанности и сортировки материала.

Морские отложения в условиях аридного климата отвечают:

II. Макрофации мелководья морского бассейна (Приложение, рис. 26, зона 11-У). В условиях заливообразных крайне мелководных пространств формируются отложения следующих фаций:

1. Фаиия песчано-алеврито-карбонатных отложений прибрежного мелководья морского бассейна. Крайняя скудость поставляемого терригенного материала приводила к формированию в прибереговой зоне запесоченных и алевритовых известковых отложений с небольшим количеством раковинного детрита, единичным атгритом. Терригенный материал хорошо и среднесортирован; обломки песчаной размерности полуокатаны. В расположении терригенного материала иногда наблюдается косая слоистость, реже горизонтальная.

2. Фаиия известковых биокпастовыхи оолитовых отложений мелководья морского бассейна характеризуется крайне обедненным типовым разнообразием биокластового материала, находящегося часто в парагенезе с известковыми оолитовыми образованиями. Материал сортирован и окатан; текстуры плоховыраженные мелкие косые однонаправленные.

3. Фаиия бескаркасных биопостроек в пределах мелководья морского бассейна. Эта фация характеризуется широким развитием водорослей и цианобактерий, формирующих бескаркасные постройки типа строматолитов и иловых холмов, с неясной горизонтальной и полого-волнистой слоистостью.

4. Фаиия сулъфато-доломитовых отложений центральных участков лагуноподобных бассейнов. Осадки этой фации характеризуются горизонтально-слоистым переслаиванием сульфатов и доломитов. Фауна здесь редка и представлена исключительно водорослями и цианеями.

3.2. Цикличность девонских толщ.

Приведенная систематизация отложений является основой для выявления закономерностей формирования осадочного чехла ВЛ. Строение его разрезов циклично. Выявлена иерархия цикличности: начиная от минициклитов, геологическим выражением которых является текстура, наблюдаемые в сульфато-доломитовых отложениях с миллиметровой (10-20 мм) слоистостью, до макроциклита, отвечающего всей девонской системе, продолжигельностью 60 млн. л. Строение циклитов определяется основными циклически сменявшимися процессами седиментации и сопутствующими деструктивными явлениями, уничтожающими частично или полностью результаты первых. Для циклитов, которые формировались процессами механической седиментации, определяющим признаком служит гранулометрия. Цикличность строения карбонатных толщ устанавливается по составу и четким границам циклитов. Циклический анализ проведен для отложений каждого изученного разреза. В результате, выделенные по литологическим признакам элементарные циклиты, сгруппированы в более крупномасштабные. Последние соответствуют нескольким горизонтам субрегиональной стратиграфической шкалы и являются циклами осадконакопления. Такие циклы полностью соотносятся с ранее

показанными этапами осадконакопления [Девон... , 1995], выделенными преимущественно по смене органических остатков и споровых комплексов наземных растений.

Таким образом, известные данные о цикличной повторяемости обстановок накопления осадков существенно уточнены путем анализа цикличной повторяемости выделенных автором 17 фаций. Циклы осадконакопления находят четкую корреляцию с основными тектоническими событиями в пределах ВЕП и ВА, изменением уровня Мировой акватории, а также флуктуациями климатических условий, что отражено на схеме (Приложение, рис. 3).

Всего выделено 9 циклов осадконакопления. Каждый из них отличается своеобразием условий седиментации, отраженным на фациальных картах.

Глушанковский (позднеэмеко-раннеэйфельский) этап отвечает образованию крупного циклита на северном и крайнем востоке юго-восточного склона ВА. Трансгрессивная его часть - континентальная пестроцветная глинисто-гравийно-песчаная толща - сменяющаяся вверх по разрезу соленосной континетально-лагунно-морской. Особенностью глушанковского этапа является резкое преобладание субаэральных обстановок, направление трансгрессии с востока, аридность климата в сочетании с затрудненным водообменом.

Наровский (позднеэйфельский) этап отвечает образованию крупного трансгрессивно-регрессивного циклита. В клинцовское время, после кратковременного перерыва в осадконакоплении [Девон..., 1995], морская трансгрессия, распространявшаяся с севера и с востока, покрыла большую часть территории ВА, что привело к накоплению, помимо континентальных, прибрежно-морских и мелководно-морских отложений. Максимум позднеэйфельской трансгрессии приходится на мосоловское время. Формируются известковые отложения, на крайнем юго-востоке - обломочные прибрежно-морские отложения. Черноярское время отражает регрессивную часть цикла: накапливаются мелководные карбонатно-глинистые отложения с богатой фауной, в верхней части замещаемые песчано-глинистыми отложениями, накопившихся в прибрежных условиях.

Длительный перерыв в осадконакоплении на рубеже эйфельского и живетского веков, разделяющий два этапа седиментации, синхронен с крупной тектоно-палеогеографической перестройкой на территории ВЕП.

Страрооскольский этап (живетский век). В старооскольское время море двигалось с востока [Тихомиров, 1967], а с юга и запада шел снос терригенного материала. Трансгрессии развивались пульсационно [Девон..., 1995]. В воробьевское время преобладало терригенное осадконакопление с маломощными прослоями органогенно-обломочных известняков. В ирдатовское время море максимально развилось в пределах ВА. На большей части накапливаются разнообразные осадки в лагунной, прибрежно-морской и мелководно-морской обстановке. В муллинское время формирование осадков происходило в обширном мелком лагуновидном морском водоеме. Преобладающие отложения - глины, по периферии рассматриваемой территории переслаивающиеся с песчаниками и алевритами.

Перерыв на рубеже среднего и позднего девона в пределах ВЕП также сопровождался существенной тектоно-палеогеографической перестройкой.

Отложения раннефранского времени соответствуют единому этапу седиментации -Коми. С живетского времени преобладающей тектонической обстановкой на ВЕП было растяжение, в раннефранское время достигшее своего максимума [Фокин, 1998].

Возникновение рифта Донбасса сопровождается активизацией разломов на юго-западе ВА и вулканической деятельностью. В ястребовское время морской бассейн стал еще более мелководным. Преобладают терригенные прибрежно-морские и мелководные отложения. На юго-востоке территории распространены вулканогенно-осадочные отложения, слагающие фацию алеврито-песчаных осадков дельт малых рек и временных потоков. Чаплыгинское время характеризуется накоплением преимущественно глинисто-алевритовых осадков в лагунных и прибрежно-морских обстановках. Коми цикл завершился морской регрессией и перерывом в осадконакоплении.

С начала среднефранского этапа растяжение в пределах ВЕП быстро угасало [Фокин, 1998], и морская трансгрессия покрыла большую часть платформы. Рифтогенез в среднефранское время продолжался в Днепрово-Донецкой рифтовой системе.

Среднефранские отложения соответствуют крупному этапу осадконакопления -Российскому. В саргаевское время море трансгрессировало с территории Прикаспийской впадины, снос терригенного материала осуществлялся с юга и с юго-запада. Отложения преимущественно карбонатные, сложенные известняками неравномерно глинистыми и доломитистыми с разнообразной фауной. Прибрежно-морские обстановки фиксируются на юге и юго-западе ВА; мористость нарастает к востоку исследуемой территории. В семилукское время произошла самостоятельная трансгрессия. Структурный план в целом не изменился. К концу семилукского времени отмечается регрессия моря и увеличение в составе пород 1ерригенной примеси. Авторы [Геология..., 2002] отмечают излияния базальтов, содержащих ксенолиты семилукских известняков.

Понижение уровня моря и перерыв в осадконакоплении на рубеже среднего и позднего франа сопровождались перестройкой палеогеографического и палеотектонического планов ВЕП. Последний характеризуется обстановками сжатия вдоль оси ЮВ-СЗ и активным формированием разломной структуры Припятско-Днепрово-Донецкой рифтовой системы [Фокин, 1998].

Донской (позднефранский) этап. Петинско-воронежское время отличается резким сокращением площади бассейна. Море проникало в пределы ВА с востока; с юга и с юго-запада шел снос терригенного материала. В ттинское время на юге накапливались прибрежно-морские песчаные в нижней части и алеврито-глинистые в верхней отложения. Севернее располагалась мелководно-морская зона. В воронежское время распределение обстановок в целом унаследовано от петинского времени. В евлановско-ливенское время площадь осадконакопления еще более сокращается, береговая линия смещается к северу. В евлановское время преобладает карбонатная седиментация, небольшая примесь терригенного материала фиксируется лишь вблизи береговой линии. На крайнем северо-западе территории устанавливаются осадки лагуны с повышенной соленостью вод, широко развитой на западе Московской синеклизы [Девон... , 1995], и частью заходящей на северо-запад антеклизы [Савко и др., 2001]. Они представлены крайне обедненными фауной доломитами. Для ливенского времени характерна карбонатная седиментация.

Специфической особенностью позднефранского этапа развития является заложение крупной Мамонской депрессии на юге и накопление песчано-дресвяных и брекчиевых отложений на юго-востоке ВА {мамонской толщи). Завершение донского цикла осадконакопления на рубеже франа-фамена сопровождалось значительным понижением уровня моря и полным осушением территории ВА.

В фаменском веке происходит спад тектонического сжатия; интенсивный рифтогенез сопровождается всплеском вулканической активности в Припятско-Донецкой системе; в среднем фамене начинается переход к пострифтовой стадии Донецкого сегмента системы, а в позднем фамене - и Днепровского [Фокин, 1998].

Отложения, сформировавшиеся в раннефаменское время, соответствуют Липецкому циклу седиментации. Отложения задонского времени характеризуются полифациальностью. Незначительный привнос терригенного материала с Ю1щ низкое стояние суши и близкий к аридному климат обусловили господство карбонатной седиментации. На севере и северо-западе территории ВА выделяются засолоненные лагуны, где накапливались сульфаты и доломиты. В елецкое время преобладают мелководно-морские обстановки с формированием разнообразных литотипов известняков.

Отложения, сформированные в среднефаменское время соответствуют двум крупным циклам осадконакопления: Ольшанскому (лебедянско-оптуховскому) и нижней части Орловского (плавско-хованского). В течение среднефаменского времени происходило последовательное сокращение площади ОБ ВА.

Ольшанский цикл. Лебедянское время характеризуется трансгрессией после перерыва между средним и нижним фаменом, сменившейся регрессией с появлением в разрезах на северо-востоке территории эвапоритов. Оптуховское время представлено трансгрессивной (мценской)и регрессивной (киселево-никольской) фазами. Начиная с мценского времени климат на территории ВА становится максимально аридным.

Орловский ЦИКЛ (НИЖНЯЯ часть). Плавское (тургеневско-кудеяровское) время отражено трансгрессивным разрезом, нижняя часть которого представлена карбонатами с заметной примесью терригенного материала, накапливающихся в условиях прибрежного мелководья. Значительную площадь в это время занимали лагуны с карбонатной и сульфатной седиментацией. В кудеяровское время накапливались доломиты, известняки в различной степени доломитовые; реже терригенные осадки - на востоке ВА; на севере -сульфато-доломитовые отложения центральных участков лагун.

Орловский цикл (верхняя часть) — позднефаменское время. В озерско-хованское время площадь ОБ по сравнению с плавским еще более сократилась. В прибрежно-морских условиях накапливаются известняки в различной степени глинистые и доломитовые. В лагунных условиях формировались доломиты, глинистые доломиты, гипсы и ангидриты. Хованские отложения в описываемых разрезах не встречены. По [Окороков, Савко, 1998; Савко и др., 2001] хованское время знаменует начало трансгрессии, накапливаются карбонатные породы со скудной и специфичной фауной, в меньшей степени, эвапориты.

Таким образом, цикличность девонских толщ ВА обусловлена не только тектоническими, климатическими и эвстатическими факторами, но и локальными причинами, такими как изменение рельефа дна, деятельность течений и развитие биоты в зоне фотосинтеза.

ПОЛОЖЕНИЕ 2 - в главе 4

2. Эволюция кластогенного кварц-силикатного и глинистого вещества: минералогически зрелое (эйфель) —> олиго- и мезомиктовое (живет)—>полимиктовое (ранний фран)—>мезо- и олигомиктовое (средний, поздний фран)—^зрелое(поздний фран, фамен) - отражает закономерную смену источников сноса, особенности мобилизации вещества и многократность переотложения (коры

выветривания—и юроды фундамента—•вулканический источник—Лиеремываемые осадки девона). Эволюция карбонатонакоплсния определялась развитием животного, растительного и бактериального мира. При этом жизнедеятельность автотрофов послужила главной причиной фаменского доломитообразования.

В главе 4 «Своеобразие седиментофонда - индикатора процессов седиментации в девонском периоде ВА» рассматриваются нижеследующие аспекты.

4.1. Анализ терригенной седиментации.

В эйфеле терригенная седиментация на территории ВА проявлена в морсовское и черноярское время; на протяжении всего живетского времени роль терригениого осадконакопления преобладала; начиная со среднефранского времени (саргаевский горизонт) объем терригенного материала резко снижается, к фаменскому времени и на протяжении всего фамена становится минимальным. В среднефранско-фаменское время терригенный материал в виде отдельных прослоев или примеси в карбонатных отложениях фиксируется лишь по периферийным частям осадочного бассейна.

Результаты минералогических подсчетов, нанесенные на классификационный треугольник В.Д. Шутова [1975] (Приложение, рис.4), показывают, что в эйфелъское время породообразующим минералом песчаников и алевролитов был кварц (р) (>90%); содержание полевых шпатов (ПШ) - 5-7%; обломков пород и фемических минералов (Я) -до 2-3%. Мономинеральный кварцевый состав обусловлен размывом кор выветривания. Дальнейшее разрушение выветрелых пород в сочетании с неизмененными или слабоизмененными породами их основания приводит к формированию апосапрогенного литокласто-кварцевого парагенеза живетского времени. Содержание кварца в составе этого парагенеза 65-85%; Я — 5-25%, ПШ не более 10%. Минеральные парагенезы раннефранского (ястребовского и чаплыгинского) времени отвечают преимущественно составу кварцевых граувакк (р - 25-75%, Я - 25-75%, ПШ не более 10%), составляющих петро-апосапрогенный комплекс; его накопление связано с переотложением выветрелых и слабоизмененных пород основания, а также примесью компонентов вулканитов. С этого времени в составах литокластов значительную роль начинают играть обломки осадочных пород из нижележащих горизонтов. На крайнем юго-востоке изучаемой территории в ястребовское время формируются собственно граувакки вулкано-терригенного комплекса. Этот комплекс сформирован продуктами вулканических извержений, проявлявшихся синхронно на близлежащей территории.

В среднефранско-раннефаменское время существенную роль играют литокласты осадочных пород девона. Многократное переотложение материала приводит к его вызреванию вплоть до мономинеральных кварцевых составов.

4.2. Анализ состава и распределения глинистых минералов во времени и на площади выявил (Приложение, рис.5), что ассоциации глинистых минералов эйфелъского, живетского и франского времени одинаковы - иллит-каолинитовая, с малой примесью хлорита, смектита и смешанослойного минерала. Резкое отличие в составе глинистых минералов фаменского времени (каолинит - 0-22%, иллит, палыгорскит) связано с комплексом причин: снижение роли источника сноса (кор выветривания), большая устойчивость и распространенность иллита по сравнению с каолинитом; аридизация климата, появление солеродных замкнутых лагун, способствующих аутигенному формированию палыгорскита.

4.3. Анализ состава и эволюции состава карбонатных пород. Карбонатные породы

встречаются во всех горизонтах, за исключением раннего эйфеля, позднего живета и раннего франа. Они представлены большим спектром литотипов с нормально-морской стеногалинной разнообразной фауной брахиопод, пелеципод, гастропод, кораллов, мшанок, криноидей и др. организмов, а также с эвригалинными формами остракод, двустворок и большой группой микробиальных организмов.

На протяжении позднеэйфелъского и франского времени составы карбонатных пород, выявленные карбонатным анализом и нанесенные на диаграмму С.Г. Вишнякова [1957], приурочены к линии «известняк-нерастворимый остаток» (не более 5% доломита). К концу франского времени состав отложений становится более магнезиальным. В ливенских отложениях количество доломита — 10-15%. Начиная с фаменского времени, состав карбонатных пород меняется: сокращается доля нерастворимого остатка и увеличивается доломитовостъ отложений вплоть до максимальных содержаний. Раннефаменское время характеризуется различным составом, приуроченных к линии «известняк-доломит» (доломит - 10-75%; нерастворимый остаток до 5%); и к области, характеризующей содержание известняка 15-85%, доломита 5-25% , нерастворимого остатка 1-50%. Более разнообразными по составу являются позднефаменские отложения (содержание известняка - 10-80%, доломита - 10-95%, нерастворимого остатка - 1-50%). Наибольшее содержание доломита наблюдается в отложениях среднефаменского времени. На диаграмме поле их составов характеризуется преобладанием доломитов: чистых, известковистых и известковых с содержанием нерастворимого остатка от 0 до 40%. Максимум развития доломита совпал с максимальной аридизацией климата, хотя она не была главной причиной доломитообразования (см. ниже). Повышения содержания нерастворимого остатка на всем протяжении девонского периода связано с периодическими активизациями процессов привноса терригенного материала.

Способы формирования карбонатных пород и анализ биоценозов.

Различные составы карбонатов определяются развитием морских сообществ и их эволюцией. Прежде всего, роль организмов проявлялась в осаждении карбонатного вещества биогенным способом: организмы извлекали из морской воды карбонат кальция и строили свой скелет из кальцита, арагонита или высокомагнезиального кальцита. Это организмы широко представлешше в отложениях позднего эйфеля, живета и франа: брахиоподы, остракоды, кораллы, мшанки, криноидей, строматопороидеи, реже фораминиферы и моллюски. Другой (биохемогенный) способ осаждения карбонатного вещества обуславливался жизнедеятельностью водорослей и цианобактерий, которые в результате фотосинтеза усваивали растворенную углекислоту и меняли рН среды таким образом, что возникали условия, вызывающие выпадение карбонатов. Эти образования развиты в фаменском веке: строматолиты, микробиальные пленки, корки, желвачки; кальцибионты (гирванеллы, ренальцисы, эпифитоны), оолитовые и микритовые образования.

Определяющее значение биоты установлено при анализе причин фаменского доломитообразования, которое традиционно объяснялось аридизацией климата и повышением солености вод [Окороков, 1998; Савко, 2001 и др.]. Обзор современной литературы по проблемам доломитообразования [Baker, Kastner, 1981; Vasconcelos, McKenzie и др., 1995; Кузнецов, 2000, 2003 и др.] позволяет сделать вывод о том, что повышенная соленость не являлась фактором, определявшим формирование доломита.

Современное доломитообразование происходит в водоемах различной солености: от пресных до ультрасоленых. Осаждение магнезиальных соединений определяется рН раствора. Этому не противоречит предпринятое автором сопоставление результатов карбонатного анализа исследуемых пород и их породообразующих организмов (Приложение, рис. 6).

Выявлены следующие закономерности. Во-первых, противоположность в этапах максимального развития группы организмов (фораминиферы, брахиоподы, остракоды, моллюски, строматопороидеи, кораллы, мшанки, криноидеи), и группы цианобактерий и водорослей. Вероятно, максимальное развитие цианобактерий и водорослей происходит и фиксирует периоды неблагоприятные для жизни. Во-вторых, максимальное развитие группы цианобактерий и водорослей совпадает с максимальным развитием доломитообразования: морсовский и оптуховско-плавский надгоризонты. Следовательно, жизнедеятельность автотрофов, извлекающих растворенную в воде углекислоту, продуцирующих кислород и повышающих рН среды, является определяющим фактором доломитообразования. Совпадающая по времени аридизация климата, и как следствие, возможное повышение солености воды, является благоприятствующим, но не определяющим фактором.

Произошедшее на границе фран-фамен событие массового вымирания повлекло существенные изменения состава бентоса: исчезают 2 отряда брахиопод, 2 отряда трилобитов; 1 — из наутилоидей [Алексеев, 1998]. Полностью вымирают тентакулиты и телодонты. Характер биопостроек живетско-франского и фаменского ярусов на территории ВА существенно различен. Живетско-франские биопостройки более распространены, имеют большую мощность и сложены преимущественно кораллами и строматопороидеями в биоценозе с брахиоподами, мшанками, криноидеями. В фаменском веке отсутствуют каркасообразующие формы, все постройки образованы цианобактериями и водорослями с оолитовыми известковыми образованиями.

ПОЛОЖЕНИЕ 3 - в главе 5

3. К специфическим особенностям девонской седиментации на В А относится ее частая прерывистость — с длительностью пауз, значительно превысившей время накопления осадочного вещества. Установленные в разрезах «синседиментационные перерывы» и сопутствующие им и маркирующие их вещественно-структурные образования типизированы, их признаки конкретизированы. Это «глинистые прослои», панцири, биотурбиты, гальмиролититы, каменистые развалы и перлювиальные образования.

В главе 5 «Дискретность процессов девонской седиментации на В А» отмечено, что при геологической съемке большинство картируемых границ характеризуется признаками, которые отражают структурные несогласия и свойственны стратиграфическим перерывам. Такого типа стратиграфические гиатусы ярко проявлены на границах Эйфеля и живета; живета и франа; среднего и позднего франа; франа и фамена; раннего и среднего фамена и подробно описаны предшественниками.

Кроме того, в осадочных толщах существуют перерывы, формирование которых происходило в процессе осадконакопления — «синседиментационные перерывы» [Найдин, Копаевич, 1988]. Перерывы этой категории слабозаметны, их диагностические признаки мало освещены в литературе. Автором установлена большая их роль в толще девона ВА, систематизированы их диагностические признаки и генетические особенности.

Специфические минерально-структурные перерывные образования встречаются преимущественно в карбонатных и глинисто-карбонатных отложениях позднефранского и фаменского времени. В результате их литологического изучения была составлена классификационная схема процессов, продуктов и признаков «синседиментационных перерывов» осадконакопления девонского времени ВА (табл.1), а также рабочий атлас таких образований.

При общем условии - замедлении или приостановке седимешации - выделяются 3 группы общих процессов, ведущих к формированию перерывных образований: химические (А), биологические (Б), физические (В). В каждой из этих групп определены процессы элементарные: основные и сопутствующие, ответственные за формирование конкретных образований. Далее расписаны их признаки и распространение в разрезах и на площади ВА.

«Глинистый прослой» - одиночный серо-зеленый прослой каолинит-иллитового состава, с малой примесью смешанослойного неупорядоченного минерала типа слюда-смектит и кальцита. Комплекс признаков свидетельствует, что растворение карбоната происходило сразу после его отложения, в осадке, при существенном замедлении седиментации. Подобные прослои были описаны в верхнем мелу Мангышлака и на севере Германии [Найдин, Копаевич, 1988; Барабошкин и др., 2002], в палеогеновых карбонатах В А [Цеховский и др., в печати]. В тех «глинистых прослоях» были обнаружены повышенные концентрации Бе, Мп, Р, А1 и др. элементов.

Следующие продукты перерывов седиментации объединены в 2 группы: «зрелый» и «незрелый» панцирь, т.к. входящие в него образования «твердое дно» в узком смысле слова, гальмиролититы, биотурбиты и каменистые развалы встречаются комплексно; процессы, отвечающие за их формирование (химические, биологические и физические) происходят тоже комплексно, предопределяют и подготавливают почву для дальнейших процессов.

Твердому дну, или панцирю незрелой стадии отвечают сильно литифицированные поверхности ненакопления, со слаборазвитой системой нор и следов поедания осадка.

Зрелые панцири продолжают в развитии незрелые дальнейшим усложнением ходов и нор организмов с глубиной проникновения до 30-40 см; ожелезнением кровли. Появляются сверления камнеточцев. Заключительная стадия - это расчленение верхней части панциря, образование каменистого развала. Горизонты твердого дна в разрезах девона ВА образуют элементарную и мезоцикличность, их формируют и им сопутствуют процессы биотурбации, физико-биохимической дезинтеграции и гальмиролиза.

Гальмиролититы — оставшиеся на месте продукты химических, физическо-химических и биохимических процессов преобразования осадков дна в условиях открытой по отношению к наддонной воде системы [Фролов, 1984] - двух типов: ферритолиты и глауконититы. Строение ферриоолититов отражает длительную геологическую историю их формирования, в которой фазы медленного роста чередовались с растворением и иной деградацией. Признаки глауконититов отражают возобновление глауконитоообразования при конденсировании.

Биотурбиты представляют собой отложения, которые, будучи осадком, были полностью переработаны илоедами и перемешаны норами роющих организмов (тип Б-1).

Табл. Процессы и продукты «синседиментационных перерывов» осадконакопления девонского времени территории ВА.

Процессы общие Процессы элементарные Образования Признаки Распространение

Основные Сопутствующие

Приостановка или существенное замедление темпов осадконакопления Химические (А) А-1 1. Растворение карбонатного вещества А-1 «Глинистые прослои» Ветвящиеся локальные прослои сильнокарбонатных глин или сильноглинистых известняков толщиной 0,5-5см в известняках. Имеют коррозионные структуры по границам, резко пониженные количества фауны; карбонатное вещество - сгустками; отсутствуют следы биотурбации Фаменские доломитовые известняки и глинистые известняки северо-востока ВА

А-11 1. Заполнение пор хемогенным кальцитом 2.Жизнедеятельность организмов 3.Подтягивание снизу различных веществ (железного, фосфатного, кремневого) и выпадение его на границе осадок-вода А-11 Метасоматоз (доломитизация) раскристал-лизация и инкрустация А-П Участки крепко сцементированного подводного дна («твердое дно» в узком смысле слова) Незрелый панцирь £ § 5 в Очень крепкие карбонатные породы, гомогенные, с субвертикальными поверхностями раздела. Верхняя граница - резкая, нижняя -постепенная. На зрелых стадиях -ожелезненная корка. Поверхность неровная, бугристая со следами сверлений. Парагенез -гальмиролититы, каменистые развалы. «Твердое дно» в узком смысле слова наблюдается часто в верхнефранских и фаменских карбонатах на всей территории ВА Зрелые панцири наблюдаются на крайнем северо-востоке и центральной части.

А-Ш 1 .Гальмиролитические: гидролиз, гидратация, окисление, восстановление, миграция и синтез новых минералов А-Ш Периодический перемыв и конденсация А-Ш Гальмиролититы ферритолиты глауконититы, с! Феррогелевые (лимонитовые ) оолитовые песчаники, частично сконденсированные; парагенез -перлювий. Глауконитовые слабосцементированные песчаники и пески толщиной 5-7 см, развитые в кровле зрелых панцирей. Глауконитовые накопления сконденсированы. Парагенез -биотурбиты (Б-П), развалы. В верхнефранских-фаменских карбонатах восточной части ВА В тех же отложениях центральной части ВА.

Продолжение табл.1

Биологические (Б) Б-1 1. Поедание осадка илоедами 2.Перемешивание осадков норами роющих организмов Б-1 Метасоматоз Б-1 Биотурбиты Полностью или частично гомогенизированные, однородные глины, глинистые известняки, известняки, иногда со «шнурковой» текстурой. Ходы и норы -вертикальные, разветвленные и субгоризонтальные, мм-10см длиной, до 2см шириной, выполнены кальцитом, глауконитом, пиритом; часто ожелезнены. Очень часто в глинисто-карбонатных отложениях на всей территории ВА. Ходы - в франско-фаменских отложениях востока и центра ВА.

Б-П 1. Сверление пород камнеточцами Б-И Б-П Биотурбиты В верхних частях зрелых панцирей, в останцах - следы сверлений от долей мм до 2см длиной, выполненных кальцитом. Парагенез - развалы. Верхнефранские и фаменские отложения центральной части ВА.

@ и и Б 1 В-1 1. Дезинтеграция пород и полузатвердевших осадков (под действием гидродинамики, биопроцессов и хим.разложения слабых и трещиноватых участков) В-1 Гальмиролити-ческие В-1 Каменистые развалы Монокомпонентный состав, неокатанность, несортированность. неслоистость; сложная морфология фрагментов: сочетание сглаженных и остроугольных контуров, нетранспортабельность, неотчлененность некоторых останцов от материнской породы. Заполнителем между останцами является кальцит, доломит, глауконит, часто присутствуют рудные минералы. Парагенез - гальмиролититы, биотурбиты (Б - II). Франско-фаменские карбонатные отложения северо-западной, центральной и восточной части ВА.

В-П 1. Перемываниеи конденсирование тяжелых и крупных элементов(под действием гидродинамики) В-И В-И Перлювий (горизонты конденсации) Монокомпонентный состав, слабая сортировка, неслоистость, более крупные размеры компонентов по сравнению с вмещающими породами; признаки многоактовости процесса Живетско-франские отложения юго-западной, восточной и центральной частей ВА.

Пачки бислурбитов отличает ржавая окраска на поверхности выветривания, крупная комковатость и изотропность. От первичного осадка остаются мелкие целики извилистых очертаний. Биотурбиты типа Б-П отличаются тем, что дезинтеграция организмами происходит не в рыхлом состоянии осадка, а уже полузатвердевшем или полностью сцементированном.

Каменистые развалы являются неперемещенными остатками физико-химико-биологической дезинтеграции пород дна и полузатвердевших осадков.

Перлювий (или горизонты конденсаиии) — топографически неперемещенные скопления остаточных компонентов осадка при его перемывании донными течениями и волнением [Фролов, 1984]. Составляющие перлювиальных компонентов являются всегда тяжелыми или крупными элементами первичного осадка, из которого вся легкая фракция вымывается и уносится На территории ВА выделяются 4 типа перлювиальных образований: оолитовые известняки с интракластами; оолитовые ферритолиты с интракластами; полибиокластовые известняки с 50% содержанием ферриоолитов; костяная рыбная брекчия.

В заключительном разделе главы предпринята попытка качественной оценки длительности выявленных перерывов седиментации, исходя из знания скоростей формирования образований такого рода. В частности, по литературным сведениям, известно, что наиболее быстрый процесс биотурбирования протекает со скоростью мм в год; образование панцирей - мм в десятки лет; еще медленнее происходит формирование каменистых развалов, а глауконитовые гальмиролититы образуются десятки тысяч лет. Приблизительная оценка периодов седиментация/перерыв изученных фрагментов девонских отложений ВА позволяет утверждать, что суммарное время перерывов намного превосходило суммарное время седиментации.

ПОЛОЖЕНИЕ 4 - в главе 6

4. Постседиментационные преобразования девонского комплекса в чехле ВА полистадийны, дискретны, латерально неоднородны. Им свойственны признаки стадий: гальмиролиза, диагенеза, начального катагенеза погружения и этапов наложенных инфильтрационно-гидрогенных процессов локально усиленной лнтификации. Катагенетические коррозионные процессы обеспечивали резерв веществ для их межслоевого перераспределения инфильтрационно-гидрогенными механизмами. Образования последних контролируются сочетанием фациальных и структурно-тектонических факторов.

В главе 6 «Стадиальный анализ постседиментационных преобразований» анализируются аугагенные минеральные парагенезы, постседиментационные структуры и текстуры, и последовательности их формирования относительно этапов геологического развития чехла В А.

Породные преобразования классифицированы (Приложение, рис.7) Классификация основана на стадиально-возрастном критерии (гальмиролитические, диагенетические, раннекатагенетические) и на временной соподчиненности - первичные (фоновые литогенетические изменения) и вторичные (наложенные). Основной признак классификации - морфологический, учитывающий, помимо изменения составов компонентов осадка (минеральных и органических), структурно-текстурные изменения. Полученные данные, привязанные к конкретным фациальным типам отложений, сопоставлены с цикличностью осадконакопления.

Наиболее полно и разнообразно в разрезах девона ВА представлены новообразования диагенетической стадии. Предшествующая ей стадия гальмиролиза (этап окислительного диагенеза, по Н.М. Страхову [1953, 1956, !960]) и соответствующие образования (феррогель, характеризующий окислительные условия формирования, и глауконит, формирующийся на окислительно-восстановительном барьере) описаны в главе 5. Диагенез понимается как существенно закрытая динамическая система физико-химических и отчасти биохимических процессов преобразования осадков в условиях поверхностной части стратисферы [Фролов, 1984].

6.1. Диагенетическое минералообразование наиболее интенсивно проявлено в терригенных и вулканогенно-осадочных породах и связано, в основном, с кристаллизацией аутогенных минералов железа.

Бертъерин образуется в восстановительных условиях; наибольшее развитие получил в специфических сидерит-бертьериновых прослоях (1-3 см), приуроченных к основанию ардатовских, муллинских и ястребовских отложений. Они связаны взаимопереходами с отложениями, содержащими оолиты феррогеля, и замещают их вверх по разрезу. С бертьерином ассоциируют глауконит и сидерит. Бертьерин в этих породах образует основную массу (I генерация) и оолиты (II генерация). Оолиты бертьерина переоткладывались и примешивались к терригенным породам указанных горизонтов.

Нередко наблюдаются более поздние относительно бертьерина участки кристаллизации феррогеля (иногда оолитового строения). Медленная и прерывистая седиментация способствовала чередованию окислительных и восстановительных условий гальмиролиза / диагенеза. Бертьерин, попадая в окислительные условия, терял Ре2+, деградировал, способствуя кристаллизации феррогеля (лимонитовой корочки), сам в тоже время переходил в смешанослойные минералы. Таким образом, наблюдается микроциклитовое строение, свидетельствующее о длительности, прерывистости и субупорядоченной вариабельности диагенетического / гальмиролитического минералообразования.

Сидерит - один из самых распространенных аутогенных минералов девона ВА. Наиболее часто встречается в живетских и нижнефранских глинисто-алеврито-песчаных отложениях лагун и междельтового мелководья. Выделяется несколько генераций. Одна — сферолиты с характерным радиально-концентрическим строением и крестообразным погасанием. Имеют, как правило, бизональное строение; одна зона иногда отделяется от другой концентром бертьерина или феррогеля. Примесь терригенного материала и аутогенного пирита незначительна. Сферолиты обжимаются глинистым осадком, что подтверждает полужидкую его консистенцию при рое1е сидеритовых кристаллов. Кроме того, вокруг сферолитов осветленные ореолы указывают на образование сидерита за счет гидроокислов железа в этом осадке. Другая, более поздняя, генерация — рассеянная вкрапленность или базальный цемент агрегатного микрокристаллического строения. Контакты с ранее выделившимися аутогенными минералами реакционны, нередко корродируют терригенные зерна, расположение которых не меняется. Сидерит третьей генерации более прозрачен и развит в прослоях сидерит-бертьериновых пород со значительной примесью гидроокислов железа. Ромбические кристаллы с искривленными гранями слагают внешние части прожилков, центральные части которых сложены кальцитом или пиритом. Образование его происходило, вероятно, в стадию позднего диагенеза в результате неоднородного уплотнения пород.

Пирит - самый распространенный аутигенный минерал, часто фрамбоидальный. Он развит по всему разрезу девонских отложений и образует псевдоморфозы по растительным остаткам, а также вкрапленность округлых и неправильных зерен различных размеров. Пирит характеризует восстановительную сульфидную обстановку диагенеза.

В карбонатных породах с диагенетической стадией связана кристаллизация халиедона и пирита. Халцедон слагает уплощенные конкреции размером 1-15 см, имеющие резкий контакт с вмещающими породами. Они приурочены к лебедянско-плавскому горизонтам. Пирит образует псевдоморфозы по остаткам растений, аналогичные таковым в терригенных породах.

В отложениях разных циклов, а также внутри их, наблюдается закономерная смена диагенетических минералов, которая связана с изменениями фациальной принадлежности (выразившейся через состав отложений), а также климата. Так, отложения, формирование которых происходило в условиях аридного климата, наиболее бедны аутигенными образованиями. Диагенетические минералы в них представлены, в основном, пиритом.

В конечном итоге обеспечивалась законченность диагенетического минералообразования, когда все реакционно-способные органические и минеральные вещества реализовали себя. В стадию катагенеза погружения вступали, в основном, взаимно уравновешенные породные компоненты.

6.2. Фоновые раннекатагенетические изменения по вышеупомянутой причине не сильны и не обнаруживают признаков усиления сверху вниз по разрезу. Катагенетическая изменчивость выражена только в зависимости от разной фациально-генетической принадлежности отложений. Процессы фонового катагенеза находят свое отражение в структурных изменениях следующих 4 видов: возникновении механической конформности в мелководно-лагунных полимиктовых песчаниках и алевролитах эйфельского, живетского и раннефранского времени, насыщенных обломками пластичных пород и слюд; формировании структур коррозии кальцитом и пиритом кварца в хорошо отмытых от пелитового вещества кварцевых песчаниках фаций осадков подвижного морского мелководья и аккумулятивных форм; регенерации зерен кальцита в карбонатных морских и лагунных отложениях; массовой стилолитизации последних. Все эти процессы обеспечивали необходимый резерв растворенных веществ для их межслоевого перераспределения инфильтрационно-гидрогенными механизмами на постдевонских этапах тектонических перестроек структуры чехла ВА.

6.3. Наложенные (вторичные) изменения отложений широко развиты и относятся к инфильтрационно-катагенетическому типу, включая гравитационно-рассольный (по классификации В.Н. Холодова [1982]). Впервые показано, что активное проявление процессов вторичного минералообразования связано на ВА не только с циркуляцией нисходящих (гипергенных) инфильтрационных вод, но и с поступлением напорных восходящих (галогенных) растворов.

6.3.1. Вторичное минералообразование, связанное с гипергенными инфильтрационными водами, включая рассолы, происходит как за счет вещества, привносимого из поверхностной зоны, так и материала вмещающих пород. Развитию инфильтрационных процессов способствовали последевонские тектонические разнонаправленные движения, благодаря которым чехол ВА являлся открытой в гидрогеологическом отношении структурой. Выделяется 2 ассоциации вторичных минералов: 1) Кальцит-пиритовая ассоциация наиболее развита в среднедевонских и

раннефранских отложениях. Кальцит образует пойкилитовый цемент крупнокристаллического строения, содержащий реликты глинистого цемента и диагенетических минералов. Пирит представлен зернами ксеноморфной формы в пойкилиговом кальцитовом цементе, корродирует обломочные зерна, на контакте с реликтами глинистого цемента образует густую вкрапленность и стяжения неправильной формы. Показательны интенсивная карбонатизация и пиритизация девонских элювиальных мартитовых руд (г. Железногорск, р-он КМА), возникших при выветривании железистых кварцитов фундамента. 2) Халцедон-пирит-доломитовая ассоциация приурочена к карбонатным породам. Халцедон образует стяжения неправильной формы, имеющие постепенные контакты с вмещающими породами и прожилки. Доломит представлен идиоморфными ромбоэдрами среднекристаллического строения. Степень доломитизации различна - от рассеянной вкрапленности до образования мономинеральных доломитов. Пирит заполняет микротрещины, поры, пустоты, кристаллизуется на стенках каверн.

6.3.2. Вторичное минералообразование. связанное с гипогенными напорными

растворами. Значительное влияние на наложенный аутигенез оказали импульсы гидротермальной активизации. Так, в крупнозернистых песчаниках и гравелитах, состоящих из литокластов базальтов и КПШ, относящихся к дельтовым фациям раннефранского времени юго-востока территории, обнаружены цементирующие крустификационные каймы хлорита 5-ти генераций. Одновременно с хлоритом кристаллизовался в поровом пространстве «грязный» с хлоритовыми включениями халцедон I генерации. Более поздний - чистый халцедон II генерации, кристаллизующийся в остаточном поровом пространстве. Заключительная стадия процесса - формирование кварцевого цемента. Кварц - чистый с волнистым погасанием, свидетельствующим о его халцедоновой природе. В аналогичных отложениях другого разреза (Павловский карьер) фиксируются пламеневидные оторочки и наросты регенерационного кварца и полевого шпата, цементирующие соседние обломки. Комплекс таких изменений позволяет сделать вывод о проработке этих пород низкотемпературными кислыми гидротермальными флюидами, являющимися следствием раннефранского вулканизма в близлежащих районах. Сильно трещиноватая, с системами кольцевых структур и разнонаправленных разломов, структура докембрийского фундамента юго-востока ВА способствует проникновению флюидов в осадочный чехол.

6.4. Гипергенные изменения девонских отложений, которые были связаны с континентальными перерывами между этапами осадконакопления и выражены образованием кор выветривания, наиболее полно изучены А.Д. Савко [1979]. Самые мощные коры выветривания (до Юм) описаны на вулканогенно-осадочных породах ястребовского горизонта. Гипергенные изменения карбонатных пород выражены выщелачиванием с образованием пористых кавернозных пород. Такие изменения наблюдались на северном склоне ВА, фиксирующие континентальные перерывы между позднефранским (донским) и раннефаменским (липецким) циклами осадконакопления, а также в отложениях, выходящих на дневную поверхность.

Выводы.

1. Проведенное исследование выполнено на основании единого методологического подхода. Детальный комплексный литоло1Х)-фациальный анализ в сочетании с минералого-

петрографическими методами стадиального анализа литогенеза позволили комплексно подойти к восстановлению истории девонского осадочного палеобассейна на В А.

2. Разработана генетическая классификация отложений девона, в основу которой положены генетические признаки пород. Систематизирующим элементом явились генетические типы, фации и макрофации аллювиальных отложений прибрежно-континентальной приморской равнины, делювиально-пролювиальных отложений, отложений морских заливов и лагун, прибрежного мелководья, дельт, междельтовых пространств и относительно удаленных и западинных участков эпиконтинентального морского бассейна. Девонские отложения ВА формировались в разнотипных фациальных обстановках под влиянием ведущего климатического фактора, вулканизма и при малоамплитудных тектонических движениях.

3. На основании изучения распределения фациальных комплексов в разрезе и на площади ВА выявлена определенная закономерность, заключающаяся в последовательной смене континентальных образований, заливно-лагунными, а затем морскими отложениями. Цикличность седиментогенеза обуславливалась интегрированием результатов совместного влияния нескольких факторов: тектонических, эвстатических, климатических и эволюционно-биогенных.

4. Изучение минерального состава пород девонского возраста позволило установить 4 комплекса минеральных парагенезов для периодов терригенного осадконакопления, каждый из которых обусловлен генетически. Эволюция составов песчаных и алевритовых частиц является следствием смен источников сноса, особенностей мобилизации вещества и многократным его переотложением. Причинами различий в составах глинистых минералов послужили: эволюция источников их сноса, разная степень устойчивости и флуктуации климата, влиявшие на процессы диагенетических трансформаций.

5. Выявлены закономерности эволюции карбонатонакопления на территории ВА в девонском периоде. Методом анализа биоценозов установлено, что главным фактором доломитообразования послужила жизнедеятельность широко развитых в неблагоприятных условиях водорослей и цианобактерий. Детально проанализированы последствия события массового вымирания на границе фран-фамен для территории ВА.

6. Установлена большая роль «синседиментационных» перерывов осадконакопления, классифицированы их продукты и процессы. Предпринята попытка оценить время ненакопления осадков. По приблизительным подсчетам оказалось, что оно значительно превосходит время седиментации. По-видимому, это общая особенность седиментогенеза в пределах крупных положительных палеоструктур чехла кратонов.

7. Постседиментационные преобразования девонского комплекса в чехле ВА полистадийны, дискретны, латерально неоднородны. Им свойственны признаки стадий: гальмиролиза, диагенеза, начального катагенеза погружения и этапов наложенных инфильтрационно-гидрогенных процессов усиленной литификации. Аргументирован вывод о длительности и завершенности диагенетических процессов физико- и биохимического уравновешивания осадочных компонентов. Этим обусловлена слабая в целом раннекатагенетическая породная измененность. Ее вариации подчинены фациальному контролю, но не коррелируются с палеоглубинностью. Катагенетические процессы гравитационной коррозии и стилолитизации обеспечивали резерв вещества для их межслоевого перераспределения последующими инфильтрационно-гидрогенными механизмами. Их образования (карбонатизация, пиритизация, окварцевание) локальны и

контролируются определенными сочетаниями фациальных и структурно-тектонических факторов - территориально совместимы с некоторыми линеаментами кристаллического фундамента или с фрагментами послепалеозойских дислокаций чехла ВА (сводами антиклиналей, флексурами и др. зонами, благоприятными для водно-флюидных миграций).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Янаскурх О.В., Карпива Е.В.. Ростовцева Ю.В., Стукалова И.Е., Сухов А.В. Эволюция процессов литогенеза в рифтогенных и пострифовых бассейнах платформ и смежных с ними структур // Рифты литосферы: эволюция, тектоника, магматические, метаморфические и осадочные комплексы, полезные ископаемые. Тез. док. Межд. науч. конф.(\Т11 Чтения А.Н. Заварицкого). // Екатеринбург: ИГ и Г УрО РАН, 2002. С.282-285.

2. М.ГЛеонов, О.ВЛпаскурт, В.МНенахов, СЮ. Колодяжный, Е.В.Карпова. СЮ. Орлов Своеобразие постседиментационных преобразований платформенного чехла как следствие геодинамики формирования Воронежской антеклизы. //Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Мат-лы XXXVI Тект. сов. Том1.:М.:ГЕОС, 2003. С336-340

3. Карпова Е.В., Япаскурт О.В., Стукалова И.Е., Щербачев Д.К. Итоги литолого-фациального и стадиального анализов отложений живетского и франского веков юго-востока Воронежской антеклизы. // Генетический формационный анализ осадочных комплексов фанерозоя и докембрия. Мат-лы 3-го Всеросс. литол. совещания. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. С.83-86

4. Япаскурт О.В., Ростовцева Ю.В., Карпова Е.В. Постссдимснтационный литогенез терригенных комплексов и налеотектоникаУ/Литосфера. 2003. № 1. С.39-53.

5. Карпова Е.В. Особенности седименто- и литогенеза в живетско-раннефранском веках среднего-верхнего девона Павловского месторождения (юго-восток Воронежской антеклизы).// Вестник Мос.ун-та. Сер. 4. Геология. 2003. №5. С 47-56

6. Карпова Е.В.. Стукалова И.Е. Постседиментационные изменения минерального и органического вещества в верхнедевонских отложениях юго-востока Воронежской антеклизы.// Геология угольных месторождений: Межвуз. науч. темат. сб. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. Вып.П.С.169-178

7. Карпова Е.В. Признаки образований подводного выветривания в девонских отложениях Воронежской антеклизы.// Мат-лы науч. сессии, посвященной 20-летию кафедры литологии и морской геологии (26 декабря 2003 г.). М.: МГУ, 2003. С 9-13.

8. Карпова Н В.. Кирилишина Е.М. Литологическая и конодонтовая характеристика пограничных отложений франа и фамена Новохоперского района (Воронежская обл.) // Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Мат-лы молод. шк.-конф. XXXVII Тектонического совещания. - М.: ГЕОС, 2004. С 282-287.

9. Карпова Е.В. Глинистое вещество в седименто- и литогенезе отложений среднего и верхнего девона Воронежской антеклизы // Тез. докл. к межд. науч. конф. "Глины и глинистые минералы", 28 июня-3 июля 2004 г., Воронеж. - Воронеж.: Вор. гос. ун-т, 2004. С 66-67.

10. Цеховский Ю.Г., Карпова Е.В.. Голубовская Е.В. Глинообразование при гальмиролизе карбонатных отложений Воронежской антеклизы. // Мат-лы 6 Уральского регион, литол. сов. Екатеринбург ИГГ УрО РАН. 2004. С. 177-179.

11. Фролов В.Т., Ростовцева Ю.В., Щербакова М.Н., Карпова Е.В.. Клавдиева Н.В. Проблематика палеоисторических реконструкций (Стратегия и тактика палеогеографии и генетического анализа) //http: // students.web.ru/db/msg.html?mid=1170518.

12. Karpova E.V. Clastogenic mineral parageneses of Devonian deposits (a southeast part of Voronezh anteclise) // Geology of the Devonian system: Proceedings of the International Simposium/ Syktyvkar, Geoprint, 2002. P 263-266.

ПРИЛОЖЕНИЕ

уровень воды

Рис.2а. Схема седиментации в девонском периоде на территории ВА; гумидный климат. ю

уровень воды

Рис.2б. Схема седиментации в девонском периоде на территории ВА; аридный климат.

--— - —_ о о оХо*о 91 КУ .'?'■'» ] I • 1 * 1 -1 — н

- *штт У у. ♦ * * -1 г 1 • ] • — 1 — и ®

2 . , ,1 4 / -1 — 1

••• н Г Г Г" • •

II 1 1 1 II

1 .'..и и В 15 А 161-- - ' 1 '

9 18

Б В Г 7.4 Е 25 Ж 3

71 ГА •Л) 27

291

Ш1.

32 Условные обозначения: 1 — пески; 2—але— вриты; 3-глины; 4-переслаивание песков,алевритов,глин; 5—линзы и прослои ОВ; 6—переслаивание песков разнозернистых, дресвы; 7—песчаные известняки; 8— глинистые известняки; 9-известняки биокластовые и оолитовые; 10—известняки биокластовые; 11—известняки биоморфные: банки, биостромы; 12—переслаивание известняков и карбонатных глин; 13—переслаивание глин и известняков; 14— песчанистые доломитистые известняки; 15— доломиты; 16—переслаивание известковистых доломитови ангидритов; 17 — строматолиты и микробионты; 18-осадочные породы девона; 19-базальты; 20—породы кристаллического фундамента и развитые по ним коры выветривания; 21—32 обстановки- 21 —аллювиальные; 22—делювиально-пролювиальные конуса выноса; 23—прибрежные участки лагун и заливов с терригеняой седиментацией; 24-застойные участки лагун и заливов с терриген— ной седиментацией; 25—прибрежные участки лагун с карбонатной и эвапоритной седиментацией; 26—центральные участки лагун с карбонатной и эвапоритной седиментацией; 27 — прибрежно—морские; 28—подвижного мелководья и аккумулятивных форм; 29—отмели относительно удаленные от берега; 30—межотмельные пространства; 31—дельты малых рек и временных потоков и междельтовые участки мелководья; 32—западинные, удаленные участки бассейна.

(X CT ф| Ш )Щ pan «че tan ая гигра- ■ская я Циклы осадконакопления Субрегиональные стратиграфические подразделения а) г i Г я 5 Основны В пределах ВА е тектонические лбытия В пределах ВЕП (По Фокину,1998, с дополнениями авт) Изменения уровня моря для ВЕП (по A S Alekseev et al, 1996, с изменениями П А Фокина, 1998) Глобальные изменения уровня моря (Ross and Ross,1998, Johnson et al, 1985)

б! 2 Ё S О ё Р о о ä к 0 >s а. к 1 С Надгоризонт, горизонт is 2 i А i Г

К и к Ü I 0 II с И Верхним >5 0 1 щ S га е s I ä о OD Орловский i ■ ± \

"^ованский^^^4 Озерский

s X 9 Q. О Плавский Л

Л X 5 с и 5 О 3 о Оптуховский

Лебедя некий.- \ ,

tS s X X X I S ас 3" Ф С S с- Елецкий J

Змонскрй . „ , )

« £ о X (0 CL в ■s s X X Q. 0> m JS о X О X о а: Ливенский \ J

Евлановский \ k

Воронежский

/ v

I 4 о CL о *s я « n М Семилукский i \

Саргаевский )

« s X s s X s 2 2 Чаплыгинский Ястребовский_

Средний I >s s * ¥ Староос-кольский Муллинский J

Ардатовский

Воробьевский г J

«с s к Sä 1 »s О >s s X X Ф m ^ о а о а. л X Черноярский

Моссшовский I

Клинцовский j

Гпушан кпвгаий Дорогобужский f 1

' Рис.3. Схема климатических флуктуации, основных тектонических событий в пределах ВА и ВЕП, эвстатических колебаний уровня моря и колебаний уровня Мировой акватории в девонский период.

Условные обозначения:

1-4 -тектонические события: 1-растяжение; 2-сжатие; 3-общие тектоно-палеогеографические перестройки; 4-вулканизм; 5-крупные стратигра-фические несогласия; А - аридный климат; Г - гумидный климат.

Эйфельское-живетское-раннефранское время

* * *ПШ Франское-раннефаменское время

О!

. -' 2

4 €■=

ПШ

Рис.4. Результаты петрофафического изучения девонских кластолитов территории ВА.

1-6 минералогические подсчеты для отложений: 1-эйфельского (морсовское+черноярское) времени;

2-живетского; 3-раннефранского (ястребовского); 4-раннефранского (чаплыги некого); 5-средне-франского-раннефаменского времени (примесь в карбонатах), 6-мамонская толща; 7-кварц; 8-поле-вые шпаты, 9-обпомки пород+фемические минералы. Стрелкой показано направление эволюции обломочного материала.

■^■ЪЪ-ЬЪ'ЬЬ'Ъ'Ь -о ~ Изверженные Метаморфические

\ % \ Ъ <Ь Натрий-кальциевые плагиоклазы (выше №20)

•6 Ъ Натриевые плагиоклазы (до №20)

Диаграмма состава литокластов

Диаграмма состава полевых шпатов

КАОЛИНИТ

Карбонаты их кол-во

Общая стратиграфическая

Субрегиональные

стратиграфические

подразделения

Породообразующие организмы

Рис. 6 Сопоставление данных карбонатного анализа и породообразующих организмов

Рис. 7. Распределение минеральных и структурных новообразований в девонских отложениях ВА.

Цифрами на схеме обозначены: 1-3 -структурные изменения фонового катагенеза: 1- механоконформность; 2-коррозия; 3-стилолитизация. 4-6 - ассоциации аути-генных ми нералов инфильтрационно-гидрогенного генезиса: 4-кальцит-пири-товая; 5-хапцедон-пирит-доломитовая; 6-хлорит-халцедон-кварц-сидеритовая.

Заказ 615 Тираж 120 ГУЛ "Типография на Люсиновской" 115093 Москва, Люсиновская, 29

^23 2 28

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Карпова, Евгения Владимировна

Введение.

Глава 1. Общегеологическая характеристика района исследований.

1.1. Структурно-тектоническая характеристика Воронежской антеклизы.

1.1.1. Общие замечания.

1.1.2. Кристаллический фундамент.

1.1.2.1. Строение и рельеф.

1.1.2.2. Разломы.

1.1.3. Осадочный чехол.

1.1.3.1. Вендско-кайнозойский (плитный) структурный мегакомплекс.

1.1.3.2. Области динамического влияния разломов фундамента.

1.2. Стратиграфия объекта исследований.

1.2.1. Докембрийские образования.

1.2.2. Палеозойские отложения.

1.2.2.1. Девонские отложения.

1.2.2.2. Каменноугольные отложения.

1.2.3. Мезозойские отложения.

1.2.4. Кайнозойские отложения.

1.3. Общие данные о геологической истории развития Воронежской антеклизы.

Глава 2. История литолого-стратиграфического изучения объекта исследований.

Глава 3. Литолого-фациальный анализ отложений девона Воронежской антеклизы.

3.1. Литолого-фациальный анализ.

3.1.1. Общие замечания.

3.1.2. Характеристика макрофаций, фаций и генетических типов девонских отложений Воронежской антеклизы. Гумидный климат.

3.1.3. Характеристика макрофаций, фаций и генетических типов девонских отложений Воронежской антеклизы. Аридный климат.

3.2. Цикличность девонских толщ.

3.2.1. Общие замечания.

3.2.2. Строение циклитов.

3.2.3. Анализ циклов девонской седиментации.

3.3. Выводы.

Глава 4. Своеобразие седиментофонда — индикатора процессов седиментации в девонском периоде Воронежской антеклизы.

4.1. Анализ терригенной седиментации.

4.2. Анализ состава и распределения глинистых минералов.

4.2.1. Общие замечания.

4.2.2. Комплексы глинистых минералов и их распределение по разрезу и площади.

4.3. Анализ распределения и эволюции состава карбонатных пород.

4.3.1. Состав карбонатных пород и их распределение по разрезу.

4.3.2. Способы формирования карбонатных пород и анализ биоценозов.

4.4. Анализ органического вещества.

Глава 5. Дискретность процессов девонской седиментации на Воронежской антеклизе.

5.1. Общие замечания.

5.2. «Синседиментационные перерывы» в разрезах девона Воронежской антеклизы. Процессы и продукты.

Глава 6. Стадиальный анализ постседиментационных преобразований.

6.1. Общие замечания.

6.2. Стадия диагенеза.

6.2.1. Диагенетическое минералообразование.

6.3. Стадия катагенеза.

6.3.1. Фоновые раннекатагенетические преобразования.

6.3.2. Наложенные (вторичные) изменения.

6.3.2.1. Вторичное минералообразование, связанное с гипергенными инфильтрационными водами.

6.3.2.2. Вторичное минералообразование, связанное с галогенными напорными растворами.

6.4. Стадия гипергенеза.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы"

Актуальность работы. Предлагаемая работа «Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы» изучает аспекты одной из актуальных проблем литологии: раскрытие генетической сущности процессов и факторов осадконакопления (седиментогенеза) и постседиментационного породообразования (литогенеза) относительно различных геологических условий формирования и эволюции осадочных палеобассейнов (ОБ) на континентальных блоках земной коры. Исследование особенностей седименто- и литогенеза в ОБ, принадлежащих к различным структурно-тектоническим элементам осадочного чехла кратонов, было и продолжает оставаться предметом пристального внимания литологов, стратиграфов, геологов-нефтяников, исследователей твердых (металлических и неметаллических) полезных ископаемых и гидрогеологов. Однако до сих пор в данном аспекте разнотипные платформенные ОБ изучены весьма неравномерно. Объектами главного интереса литологов служат преимущественно депрессии - синеклизы, авлакогены, внутриконтинентальные рифты; а крупные положительные палеоструктуры исследовались реже и не так детально. Между тем, существовавшие на протяжении длительных геологических эпох обстановки чрезвычайно медленных, прерывистых и малоамплитудных погружений дна ОБ в пределах антеклиз влияли определенным образом на своеобразия фациальных принадлежностей и вещественных составов осадков, и на своеобразия механизмов их постседиментационных преобразований и изменений. Здесь по-другому, чем в соседних впадинах, происходила эволюция процессов аутигенного минералогенеза; по-другому осуществлялись синхронные трансформации органических и минеральных породных компонент; в иной степени сказывались влияния климатических, тектонических, фациальных, гидрогеологических и др. факторов на седиментогенез, литогенез и рудогенез (в том числе). Для раскрытия этих закономерностей удобным модельным объектом служит Воронежская антеклиза (ВА), стабильно сохранявшая свой палеотектонический режим на протяжении очень долгого времени — от позднего докембрия до наших дней.

Автор в 2001-2004 г.г. принимала личное участие в полевых и лабораторных исследованиях платформенного чехла ВА, акцентируя внимание на отложения девонской системы. Работа автора выполнялась в рамках госбюджетной темы кафедры литологии и морской геологии геологического факультета МГУ (регистрационный №01. 200. 1 134 37 §47): "Эволюция типов осадочного процесса, закономерностей седименто- и литогенеза на континентальных блоках земной коры (в фанерозое)". Вместе с тем, автор принимала участие (как исполнитель) в исследованиях 3-ех грантов РФФИ: 1) № 99-05-64740 (МГУ), 2) № 01-05-64281 (ГИН РАН), 3) № 04-05-64148 (МГУ), а также в работе Федеральной целевой программы «Интеграция академической науки и высшего образования» ГИН РАН - МГУ проект № ИО - 865/782, и в исследованиях гранта РФФИ № 03-05-64420 (МГУ).

Восстанавливая общие закономерности эволюции процессов и условий седиментации и литогенеза в девонском ОБ антеклизы, было сконцентрировано внимание на частных, но весьма актуальных научных вопросах - о неполноте геологической летописи (седиментационных паузах), о механизмах и стадиях доломитообразования и о соотношении экзо- и эндогенных факторов влияния на литогенез.

Актуальным в теоретическом и практическом отношении является также проблема расшифровки стадийности постседиментационных изменений в системе: минеральные, органические и флюидные компоненты. Этот аспект также находит свое нетрадиционное решение. Оно представит интерес для прогнозных оценок мест возможной локализации некоторых видов полезных ископаемых (титана, огнеупорного, химического, керамического сырья и др.).

Цель работы: Комплексное литологическое изучение девонских отложений В А для восстановления истории эволюции процессов и условий седиментации и постседиментационных изменений; создание модели седименто-и литогенеза применительно к обстановкам прерывистого и малоамплитудного погружения антеклиз.

Задачи исследования;

1. Выявление методом детального литолого-фациального анализа послойно описанных разрезов основных генетических типов и фаций девонских отложений ВА. Оценка их пространственных и временных соотношений.

2. Построение фациальных профилей и фациально-палеогеографических карт девона ВА.

Научная новизна; Для раскрытия условий седименто- и литогенеза отложений девона Воронежской антеклизы впервые применен метод комплексного литолого-фациального и стадиального анализа отложений. Единый методологический генетический подход позволил автору принципиально по-новому подойти к решению указанных выше задач.

1. Впервые разработана детальная генетическая классификация девонских отложений. Главными ее категориями являются генетические типы и фации, сгруппированные в шесть макрофаций отложений, которые включают континентальные, заливно-лагунные, прибрежно-морские, мелководно-морские эпиконтинентального морского бассейна. В основу этой классификации положены выявленные конкретные признаки исходных осадков. Построены детальные фациальные профили и фациальные карты для шести временных срезов, а также общая модель седиментации девонского периода территории Воронежской антеклизы.

2. Впервые на основе всестороннего изучения вещественного состава терригенных отложений девонской системы уточнены источники сноса терригенного материала, прослежена их эволюция во времени, выявлена зависимость состава и эволюции минерального вещества от климатических и тектонических факторов.

4. На основе изучения седиментогенных и биогенных компонентов карбонатных отложений девона ВА и анализа современной литературы по проблемам генезиса доломитов предлагается отличная от традиционных модель доломитообразования в фаменское время.

5. В целом, работа является вкладом в решение проблемы различия условий и процессов постседиментационнош литогенеза осадочных комплексов положительных и отрицательных платформенных структур. Объясняются механизмы породных изменений на антеклизах и влиявшие на них факторы.

Фактический материал: В основу работы лег обширный фактический материал, собранный автором в течение 2-х полевых сезонов. Исследования проводились на территории Липецкой, Воронежской, Белгородской, Курской и Тамбовской области (рис. 1). Этот материал значительно дополнен керном скважин, предоставленных кафедрой палеонтологии МГУ.

Всего описано до 1000 м керна скважин, детально изучены стенки 6 карьеров, описаны разрезы 10 обнажений. Изучено порядка 700 шлифов, свыше 100 дифрактограмм глинистой фракции, проанализировано 97 карбонатных анализов.

Рис. 1 Обзорная карта района исследований. Масштаб 1:2500000

Павловск - наблюдаемые объекты: д-скважины, «-карьеры, «-естественные обнажения.

Полученные данные дополнены анализом литературных и фондовых работ предшественников.

Методика исследований:

Для изучения девонских отложений территории ВА применялся широкий спектр методов литолого-фациального исследования. Кроме того, использовались минералого-петрографический, рентгено-фазовый, конкреционный, карбонатный и стадиальный анализы.

Метод литолого-фациального исследования заключается в комплексном изучении структуры отложений, отражающего характер седиментации; текстурных признаков, характеризующих динамику среды и способ осадконакопления; состава фауны; наличия или отсутствия органического вещества, в том числе наземного, свидетельствующего о глубине бассейна и близости континента; состава минеральных компонентов, отражающего источники сноса материала. Другими словами, метод основывается на анализе большого числа признаков, приобретенных осадками в стадию седиментогенеза, относящихся как к самим осадкам (ок.20), так и к их соотношению со смежными образованиями (свыше 10) [Тимофеев, 1998].

Под литологическим типом осадков и пород (литотипом) понимается терригенное, биогенное, хемогенное, вулканогенное, магматогенное вещество, обладающее всем комплексом признаков, приобретенных в процессе седименто-и литогенеза.

Под генетическим типом осадконакопления {генотипом) понимается один или несколько парагенетически связанных литологических типов осадков (литотипов), представленных совместно или раздельно терригенными, биогенными, хемогенными, вулканогенными, интрузивными и гидрогенными компонентами, обладающими совокупностью признаков осадков и отражающих общность их накопления.

Под фациальным типом осадконакопления (фацией) подразумевается как комплекс физико-географических (ландшафтных) условий среды осадконакопления, так и парагенетически связанные генетические типы осадков, обладающие определенным сочетанием генетических признаков осадков (условия+осадок).

Метод циклического анализа использовался как для корреляции разрезов, так и в целях генетического анализа. Осадочный цикл понимается как законченный круг взаимосвязанных явлений, приводящих к формированию геологического тела - циклита. Циклит - парагенез слоев, связанных более тесно друг с другом, чем со смежными парагенезами, от которых отделены границами большей резкости [Фролов, 1995]. Методический подход, используемый при выделении циклитов, заключается в сочетании структурно-морфологического признака с генетическим, т.е. выделенные по структурным признакам элементарные циклиты и разделяющие их границы получают четкую генетическую интерпретацию.

Метод стадиального анализа состоит в распознании в породе признаков, возникших после осадконакопления, расшифровке сложной и длительной многостадийной истории формирования осадочной породы. Стадиальный анализ основывается на изучении последовательных структурно-текстурных преобразований; минеральных преобразований и новообразований. Сущность стадиальных исследований сводится к анализу всех признаков изменений в породе ее седиментогенных компонентов (обломочных, биогенных, вулканогенных, либо хемогенных) и последовательности формирования парагенезов аутогенных минералов, вторичных структур и текстур путем наблюдений во множестве шлифов, с конкретной их привязкой к детально описанным геологическим разрезам [Япаскурт, 1991]. Стадиальный анализ осуществляется системно - на разных уровнях организации вещества: минеральном, породно-слоевом, фациальном.

Изучение пород проводилось путем макроскопического описания, а также изучения отложений в шлифах, когда существенно уточняется состав и структура породы. Микроскопическое изучение проводилось на микроскопе Ро1аш Ь - 213М.

Для диагностики состава глин и тонкодисперсных цементов обломочных пород, помимо микроскопического, использовался метод рентгено-фазового анализа фракции <0,005 мм в ориентированных препаратах в воздушно-сухом, насыщенном глицерином и прокаленном при 1=550 С состояниях на установке ДРОН-2.

Карбонатные породы, помимо изучения в шлифах, исследовались с помощью карбонатного анализа, позволившего определить точное содержание кальцита, доломита и нерастворимого остатка. Карбонатный анализ проводился с помощью автокальциметра.

Органическое вещество изучалось петрографическим методом и методом определения величин отражения, которые измерялись на микроскопе-спектрофотометре МСФУ-ЭВМ в отраженном свете в воздушной среде, при длине монохроматического света 546 нм с использованием эталонов "Искусственное стекло" К-8, ТФ-5, ТФ-10.

Конкреционный анализ применялся при изучении конкреционных стяжений карбонатного и кремневого состава, часто встречаемых в терригенно-карбонатных разрезах девона ВА.

Теоретическая и практическая значимость работы; заключается в разработке генетической классификации девонских отложений ВА; составлен рабочий атлас структур и текстур генетических типов девонских отложений.

Разработана классификация литогенетических процессов и их продуктов в условиях малоамплитудного или прерывистого погружения на примере девонских отложений ВА; составлен рабочий атлас минерально-структурных литогенетических парагенезов. Полученные материалы используются в учебном процессе по курсу «Литология» и «Стадиальный анализ».

Проведенное литолого-фациальное и стадиальное исследование представит интерес для уточнения прогнозных оценок мест возможной локализации многих видов полезных ископаемых: титана, огнеупорного, химического, керамического сырья, флюсового сырья для металлургических предприятий, строительного щебня, а также производства муки для известкования почв, и др.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались на Международной научной конференции VIII чтения А.Н. Заварицкого (Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 2002); XXVI Тектоническом совещании (г. Москва, МГУ, 2003 г); 3-ем Всероссийском литологическом совещании (г. Москва, ГИН РАН, 2003 г.), на научной сессии, посвященной 20-летию кафедры литологии и морской геологии (декабрь 2003 г.), дважды (2003 и 2004 г.) на заседаниях упомянутой кафедры, а также на Молодежной школе-конференции XXVII тектонического совещания (г. Москва, ГИН РАН, 2004 г.).

Благодарности - Автор глубоко благодарен научному руководителю проф. О.В. Япаскурту за постоянную и разностороннюю помощь в ходе подготовки диссертации, а также чл.-корр. РАН П.П. Тимофееву за благожелательные советы. Многие научные взгляды автора сформировались в процессе совместной работы и дискуссий с проф. В.Т. Фроловым, которому автор выражает свою искреннюю и глубокую признательность. Подготовка диссертации была бы невозможна без фактического материала, отобранного в совместных маршрутах с зав. лаб. ГИН РАН М.Г. Леоновым, общение с которым существенно обогатило знания благодарного автора. Фактический материал был бы не полным без кернового материала, любезно предоставленного сотрудниками и аспирантами каф. палеонтологии МГУ. Неоценимую помощь на различных этапах оказали сотрудница этой кафедры снс Л.И. Кононова, снс ГИН РАН И.Е. Стукалова; ст. преп. В.Л. Косоруков и другие коллеги по кафедре литологии и морской геологии. Им автор признателен за ценные советы, плодотворные дискуссии и критические замечания. Особую благодарность за предоставленные геологические материалы автор высказывает проф. А.Д. Савко и другим сотрудникам Воронежского государственного университета. Отдельно хотелось бы поблагодарить свою семью за безграничное терпение и всестороннюю поддержку и помощь.

Заключение Диссертация по теме "Литология", Карпова, Евгения Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенное исследование выполнено на основании единого методологического подхода. Детальный комплексный литолого-фациальный анализ в сочетании с минералого-петрографическими методами стадиального анализа литогенеза позволили комплексно подойти к восстановлению истории девонского осадочного палеобассейна на ВА.

2. Разработана генетическая классификация отложений девона, в основу которой положены генетические признаки пород. Систематизирующим элементом явились генетические типы, фации и макрофации аллювиальных отложений прибрежно-континентальной приморской равнины, делювиально-пролювиальных отложений, отложений морских заливов и лагун, прибрежного мелководья, дельт, междельтовых пространств и относительно удаленных и западинных участков эпиконтинентального морского бассейна. Девонские отложения В А формировались в разнотипных фациальных обстановках под влиянием ведущего климатического фактора, вулканизма и при малоамплитудных тектонических движениях.

4. Изучение минерального состава пород девонского возраста позволило установить 4 комплекса минеральных парагенезов для периодов терригенного осадконакопления, каждый из которых обусловлен генетически. Эволюция составов песчаных и алевритовых частиц является следствием смен источников сноса, особенностей мобилизации вещества и многократным его переотложением. Причинами различий в составах глинистых минералов послужили: эволюция источников их сноса, разная степень устойчивости и флуктуации климата, влиявшие на процессы постседиментационных трансформаций.

7. Постседиментационные преобразования девонского комплекса в чехле В А полистадийны, дискретны, латерально неоднородны. Им свойственны признаки стадий: гальмиролиза, диагенеза, начального катагенеза погружения и этапов наложенных инфилырационно-гидрогенных процессов усиленной литификации. Аргументирован вывод о длительности и завершенности диагенетических процессов физико- и биохимического уравновешивания осадочных компонентов. Этим обусловлена слабая в целом раннекатагенетическая породная измененность. Ее вариации подчинены фациальному контролю, но не коррелируются с палеоглубинностью. Катагенетические процессы гравитационной коррозии и стилолитизации обеспечивали резерв вещества для их межслоевого перераспределения последующими инфилырационно-гидрогенными механизмами. Их образования (карбонатизация, пиритизация, окварцевание) локальны и контролируются определенными сочетаниями фациальных и структурн0-те1сг0нических факторов - территориально совместимы с некоторыми линеаментами кристаллического фундамента или с фрагментами послепалеозойских дислокаций чехла ВА (сводами антиклиналей, флексурами и др. зонами, благоприятными для водно-флюидных миграций).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Япаскурт О.В., Карпова Е.В., Ростовцева Ю.В., Стукалова И.Е., Сухов A.B. Эволюция процессов литогенеза в рифтогенных и пострифовых бассейнах платформ и смежных с ними структур // Рифты литосферы: эволюция, тектоника, магматические, метаморфические и осадочные комплексы, полезные ископаемые. Тез. док. Межд. науч. конф.(У1П Чтения А.Н. Заварицкого). // Екатеринбург: ИГ и Г УрО РАН, 2002. С.282-285.

2. М.Г.Леонов, О.В.Япаскурт, В.М.Ненахов, С.Ю: Колодяжный, Е.В.Карпова. С.Ю. Орлов. Своеобразие постседиментационных преобразований платформенного чехла как следствие геодинамики формирования Воронежской антеклизы. //Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Мат-лы XXXVI Тект. сов. Том1.:М.:ГЕОС, 2003. С.336-340

4. Япаскурт О.В., Ростовцева Ю.В., Карпова Е.В. Постседиментационный литогенез терригенных комплексов и палеотекгоника.//Литосфера. 2003. №1. С.39-53.

6. Карпова Е.В. Стукалова И.Е. Постседиментационные изменения минерального и органического вещества в верхнедевонских отложениях юговостока Воронежской антеклизы.// Геология угольных месторождений: Межвуз. науч. темат. сб. Екатеринбург: Изд-во VIН А, 2003. Вып. 13. С. 169-178.

8. Карпова Е.В. Кирилишина Е.М. Цитологическая и конодонтовая характеристика пограничных отложений франа и фамена Новохоперского района (Воронежская обл.) // Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Мат-лы молод. шк.-конф. XXXVII Тектонического совещания. - М.: ГЕОС, 2004. С. 282-287.

9. Карпова Е.В. Глинистое вещество в седименто- и литогенезе отложений среднего и верхнего девона Воронежской антеклизы // Тез. докл. к межд. науч. конф. "Глины и глинистые минералы", 28 июня-3 июля 2004 г., Воронеж. -Воронеж.: Вор. гос. ун-т, 2004. С. 66-67.

10. Цеховский Ю.Г., Карпова Е.В. Голубовская Е.В. Глинообразование при гальмиролизе карбонатных отложений Воронежской антеклизы. // Мат-лы 6 Уральского регион, литол. сов. Екатеринбург ИГГ УрО РАН. 2004. С. 177-179.

И. Фролов В.Т., Ростовцева Ю.В., Щербакова М.Н., Карпова Е.В., Клавдиева Н.В. Проблематика палеоисторических реконструкций (Стратегия и тактика палеогеографии и генетического анализа) // http: // students. web.ru/db/msg.html?mid=l 170518.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Карпова, Евгения Владимировна, Москва

1. Алексеев A.C. Массовые вымирания в фанерозое. Диссертация в форме научного доклада д-ра геол. наук. М. МГУ. 1998. 76 с.

2. Бактериальная палеонтология. Под ред. А.Ю. Розанова. М.: ПИН РАН. 2002.-188 с.

3. Барабошкин Е.Ю., Веймарн А.Б., Копаевич Л.Ф., Найдин Д.П.

4. Изучение стратиграфических перерывов при производстве геологической съемки. Методические рекомендации. М.: Изд-во МГУ. 2002. -163 с.

5. Божко НА., Щипанский АЛ. Геодинамическая модель формирования фундамента Восточно-Европейской платформы. // Мат. сов. «Строение и история развития платформ Евроазии». М. 2002. С.12-13.

6. Буш ВЛ., Ермаков Ю.Н., Уйманова Л.Н. Геодинамическая модель формирования позднеархейских — раннепротерозойских структур Воронежского массива. // Геотектоника. 2000. № 4. С. 14-21.

7. Веймарн А.Б., Найдин Д.П., Алексеев A.C., Назаров МЛ. Методы анализа глобальных катастрофических событий при детальных стратиграфических исследованиях. Методические рекомендации. М.: Изд-во МГУ. 1998. 190 с.

8. Вишняков С.Г. Классификация осадочных карбонатных пород. // Труды Межвузовского Научного совещания по геологии и полезным ископаемым Центрально-Черноземной области. 1957.

9. Волков И.И. Геохимия серы в осадках океана. М.: Наука. 1984. 159 е.

10. Вылцан ИЛ. Геологические перерывы, несогласия, их диагностика, соотношение и классификация. // Геология и геофизика. 1989. №1. С. 19-26.

11. Геоисторический и геодинамический анализ осадочных бассейнов. М. 1999. 524 с. (МПР РФ, ЦГРЦ, Геокарг, МГУ)

12. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. Т.1. Геология. Кн.2. Осадочный комплекс. Под ред. Д.Н.

13. Утехина. М.: «Недра». 1972. 360 с.

14. Гойло ЭЛ. Процессы упорядоченности разупорядоченности при прогрессивных трансформациях каолинита и монтмориллонита. // Кристаллохимия минералов и геологические проблемы. М.: Наука. 1975. С. 164-171.

15. Девон Воронежской антеклизы и Московской синеклизы / Г.Д. Родионова, В.Т. Умнова, Л.И. Кононова и др. М.: 1995. 265 с.

16. Дриц ВЛ., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: слюды, хлориты. М.: Наука. 1991. 176 с. (труды ГИН РАН. Вып. 465).

17. Дриц В А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образования. М.: Наука. 1990. 214 с. (Труды ГИН АН СССР. Вып. 446).

18. Дриц ВЛ., Сахаров БЛ. Рентгеноструюурный анализ смешанослойных минералов. М.: Наука. 1976. 255 с. (Труды ГИН АН СССР. Вып. 295).

19. Кленова М.В. Геология моря. М. 1948. 500с.

20. Котельников Д.Д., Конюхов А.И. Глинистые минералы осадочных пород. М.: Недра. 1986. 247 с.

21. Котко В.Н. Тектоника юго-восточных районов Курской магнитной аномалии и некоторые общие закономерности локализации полезных ископаемых. // Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР. М. 1970. С. 291-299.

22. Крумбигель Г., Вальтер X. Ископаемые. М.: Мир. 1980. 334 с. Кузнецов В.Г. Палеозойское рифообразование на территории России и смежных стран. М.: ГЕОС. 2000. - 228 с.

23. Кузнецов В.Г. Эволюция карбонатонакопления в истории Земли. М.: ГЕОС. 2003.-262 с.

24. Лидер М.Р. Седиментология. Процессы и результаты. М.: Мир. 1986.439 с.

25. Лисицын А.П. Осадкообразование в океанах. М.: Нука. 1974. 438 с.

26. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. М.: Наука. 1978. -392 с.

27. ЛогвиненкоН.В., Сергеева Э.И. Методы определения осадочных пород. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та. 240 с.

28. Лучинина ВЛ. Epiphyton Born. типичный представитель Calcibionta -группы вымерших известковых водорослей. // Кембрий Сибири и Средней Азии. М.: Наука. 1988. С. 126-132.

29. Лучинина ВЛ. Кальцибионты известковые водоросли венда-фанерозоя. Автореф. дисс. Доктора геол. наук. Новосибирск. ИГиГ СО РАН. 1990. - 33с.

30. Ляшенко А.И. Атлас брахиопод и стратиграфия девона Русской платформы. М.: Гостоптехиздат. 1959. 451 с.

31. Ляшенко А.И. Воробьевский горизонт // Докл. АН СССР. Т. 92. № 1. 1953. С. 139-142.

32. Ляшенко А.И. Мосоловский горизонт. // Докл. АН СССР. Т. 91. №1. 1953. С. 149-152.

33. Ляшенко А.И., Ляшенко ТЛ., Родионова Г.Д., Тихомиров C.B., Умнова В.Т. Стратиграфическое расчленение верхнефаменских отложений Центрального девонского поля. // Граница девона и карбона на территории СССР. Минск: БелНИГРИ. 1986. С.57-60.

34. Максимова C.B. Очерки по прикладной палеоэкологии. М.:Наука. 1984. -93 с.

35. Маслов В.П. Атлас породообразующих организмов (известковых и кремневых). М.: Наука. 1973. 267 с.

36. Махлаев В.Г. Условия осадконакопления в верхнефаменском бассейне Русской платформы. М.: Наука. 1964. 234 с.

37. Махнач АЛ. Стадиальный анализ литогенеза: Учебное пособие. Минск: Изд-во БГУ. 2000. 255 с.

38. Международная тектоническая карта Европы и смежных областей масштаба 1: 2 500 000 (2-е изд.) / Гл. ред. A.A. Богданов, В.Е. Хаин. М.:

39. Комиссия по международным картам АН СССР, ЮНЕСКО. 1981.

40. Мейен С.В. Листья на камне: Размышления о палеоботанике, геологии, эволюции и путях познания живого. М.: ГЕОС. 2001. 493 с. (Труды ГИН РАН. Научно-популярная серия. Вып. 1).

41. Найдин Д.П. «Твердое дно» в эпиконтинентальных карбонатных разрезах верхнего мела. / Историческая геология: итоги и перспективы. Под ред. Е.Е. Милановского, И.А. Добрускиной. М.: Изд-во МГУ. 1987. С.242-262.

42. Найдин Д.П., Копаевич Л.Ф. Внутриформационные перерывы верхнего мела Мангышлака. М.: Изд-во МГУ. 1988. 141 с.

43. Наливкин Д.В. Проблемы перерывов. / Этюды по стратиграфии. Под ред. АЛ. Яншина. М.: Наука. 1974. С. 10-21.

44. Неручев С.Г., Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В. О шкале катагенезе в связи с нефтеобразованием. // Международный геол. конгресс. XXV сессия. Горючие ископаемые. М.: Наука. 1976. С. 47-62.

45. Ножкин А.Д., Крестин Е.М. Радиоактивные элементы в породах раннего докембрия. М.: Наука. 1984. 128 с.

46. Нургалиева Н.Г. Фрактальная природа стратиграфической записи: пермские осадочные разрезы стратотипической области. // Георесурсы. 2003. №2. С. 10-17.

47. Окороков ВЛ., Савко А.Д. Литология фаменских отложений Воронежской антеклизы. Воронеж: изд-во В ГУ. 1998. 124 с.

48. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1976. 120 с.

49. Раскатов Г.И., Лукьянов В.Ф., Старухин АЛ. Тектоника восточной части Воронежского кристаллического массива и его осадочного чехла. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1976. 120 с.

50. Раскатова Л.Г. Палинологическая характеристика фаменских отложений центральных районов Русской платформы. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1973.-192 с.

51. Раскатова Л.Г. Спорово-пыльцевые комплексы среднего и верхнего девона юго-восточной части Центрального девонского поля. Воронеж:1. Изд-во ВГУ. 1969. 168 с.

52. Решение межведомственного регионального стратиграфического совещания по среднему и верхнему палеозою Русской платформы, с региональными стратиграфическими схемами. Ленинград, 1988 г. Девонская система. Л., 1990. 58 с.

53. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л. 1969. 704 с.

54. Савко АД. Геология Воронежской антеклизы. // Труды научно-исследовательского института геологии Воронежского государственного университета. Вып. 12. Воронеж: Изд-во ВГУ. 2002. -165 с.

55. Савко АД. Глинистые породы верхнего протерозоя и фанерозоя Воронежской антеклизы. Воронеж.: Изд-во ВГУ. 1988. 192 с.

56. Савко АД. Эпохи корообразования в истории Воронежской антеклизы. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1979. -120 с.

57. Савко АД., Додатко А.Д. Коры выветривания в геологической истории Восточно-Европейской платформы. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1991.-148 с.

58. Савко АД., Леоненко И.Н., Окороков В.А. II Советская геология. № 4. 1975. С. 122-128.

59. Седиментологическое моделирование карбонатных осадочных комплексов / ред. Н.К. Фортунатова. М.: НИА Природа. 2000. - 249 с.

60. Синицын В.М. Древние климаты Евразии. Часть 3. Вторая половина палеозоя (девон, карбон, пермь). Л.: Изд-во Ленинград.ун-та . 1970. -134 с.

61. Сонненфельд П. Рассолы и эвапориты. М.: Мир. 1988. 480 с.

62. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном. М.: Недра. 1998.-504 с.

63. Страхов Н.М. Диагенез осадков и его значение для осадочного рудообразования. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1953. № 5. С.12-50.

64. Страхов Н.М. К познанию диагенеза. // Вопросы минеральных осадочных образований. Львов: Изд-во Львов, ун-та. 1956. Т.3-4. С. 726.

65. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. М.: Изд-во АН СССР. 1960. Т. И. 574 с.

66. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М. 1963.-299 с.

67. Структурная карта поверхности фундамента платформенных территорий СССР. Масштаб 1:2 5000 000 / Гл. ред. В.В. Семенович. М.: ВНИИгеофизика. 1983.

68. Структурно-тектоническая карта центральных районов Русской плиты масштаба 1: 1 000 000 / Ю.Т. Кузьменко, В.Н. Гордасников, Е.А. Гаврюшова и др. ПГО «Центргеология». М.: ВИЭМС. МИГ «Геоинформмарк». 1991.

69. Стукалова И.Е. Измерение величин отражения витринитов на оптико-электронном комплексе МСФУ-ЭВМ. // Геология угольных месторождений. Екатеринбург. Изд-во УГГТА. 1997. Вып.7. С. 203-213.

70. Тектоническая карта Русской платформы и сопредельных регионов. Масштаб 1: 1 500 000 / Ред. Т.Н. Спиражский. М.: ВСЕГЕИ. 1975.

71. Тимофеев П.П. Геология и фации юрской угленосной формации Южной Сибири. М.: Наука. 1970. 208 с. (Тр. ГИН АН СССР. Вып. 197).

72. Тимофеев П.П., Боголюбова Л.И. Седиментогенез и ранний литогенез голоценовых отложений в областях приморского торфонакопления (Колхида, Южная Прибалтика, Западная Куба, Флорида). М.: Наука, 1998. - 428 с. (Труды ГИН; Вып. 492)

73. Тихомиров С.В. Этапы осадконакопления девона Русской платформы // М.: Недра. 1967.- 267с.

74. Толстихина М.М. Девонские отложения центральной части Русской платформы и развитие ее фундамента в палеозое. М. 1952. 183 с.

75. Трегуб А.И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива. Труды научно-исследовательского института геологии Воронежского государственного университета. Вып. 9. Воронеж. Изд-во ВГУ. 2002. 220 с.

76. Уилсон Дж. Л. Карбонатные фации в геологической истории. М.: Недра. 1980.-463 с.

77. Умнова В. Т. О границе девона и карбона в центральных районах Русской платформы по палинологическим данным. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1971. №7. С. 109-122.

78. Умнова В.Т., Родионова Г.Д. Стратиграфия и палинологическая характеристика девона центральных районов Русской платформы // Стратиграфия и палеонтология девона, карбона и перми Русской платформы. Л., 1991. С. 47-53.

79. Филиппова М.Ф. и др. Девонские отложения центральных областей Русской платформы. М.: Гостоптехиздат. 1958. - 404 с.

80. Фокин ПЛ. Раннегерцинский этап развития Восточно-Европейской плаформы: палеогеография и палеотектоника: Дис. канд. геол.-мин. наук. М. 1998. 332 с.

81. Фролов В.Т. Литология. Кн.2: Учебное пособие. М.: Из-во МГУ. 1993. -423 с.

82. Фролов В.Т. Генетическая типизация морских отложений. М.: Недра. 1984.-222 с.

83. Фролов В.Т. Глобальность выветривания. Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. 1994. № 5. С. 31-42.

84. Фролов В.Т. Литология. Кн. 1: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 1992.-336 с.

85. Фролов В.Т. Литология. Кн.З: Учебное пособие.М.: Изд-во МГУ, 1995. -352 с.

86. Фролов В.Т. Наука геология. Статья 1. Вестник МГУ. Сер.4. Геология.2000. №6. С. 3-10.

87. Фролов В.Т. Наука геология. Статья 2. Вестник МГУ. Сер.4. Геология.2001. №1. С. 3-11

88. Фролов В.Т. Наука геология. Статья 3. Вестник МГУ. Сер.4. Геология.2002. №1. С. 6-14

89. Фролов В.Т. Циклы и циклиты атрибуты геологических процессов и формаций. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Геология. 1998. С. 3-11.

90. Хераскова Т.Н., Волож ЮЛ., Андреева Н.К. и др. Новые данные о строении и условиях накопления отложений рифея и раннего венда в Центрально-Русской системе авлакогенов. // Геолог, вестник Центральных районов России. М.: 2001. № 1. С. 10-22.

91. Холмовой Г.В. Новейшие континетальные формации Среднерусской возвышенности и Окско-Донской низменности (типизация, геологическое строение, полезные ископаемые). // Дисс. доктора геол.-мин. наук. М. 1989. 563 с.

92. Холодов В.Н. Новое в познании катагенеза. // Литология и полезные ископаемые. 1982. Ст.1. № 3. С. 12-48. Ст.2 5. С. 3-27.

93. Холодов В.Н. Основы геохимии осадочного процесса. Фазовые превращения как главный фактор дифференциации вещества. //

94. Литология и полезные ископаемые. 1993. № 2. С. 3-23.

95. Холодов В.Н. Роль геохимии осадочного процесса в развитии литологии./ Проблемы литологии, геохимии и осадочного рудогенеза. М: МАИК «Наука /Интерпериодика». 2001. С. 54-92.

96. Циклическая и событийная седиментация. Перевод с англ. под ред. В.Т. Фролова. М.: Мир. 1985. 499 с.

97. Чернышов Н.М., Ненахов В.М., Лебедев И.П., Стрик Ю.Н. Модель геодинамического развития Воронежского массива в раннем докембрии. // Геотектоника. 1997. № 3. С. 21-30.

98. Шатский Н.С. О тектонике Восточно-Европейской платформы // Бюлл. МОИП. Отд. геол.1937. Т.15. вып.1. С.4-17.

99. Шиндевольф О. Стратиграфия и стратотип. / Пер. с нем. под ред. М.А. Пергамента. М.: Мир. 1975. 136 с.

100. Шутов 2?.Д. Минеральные парагенезы граувакковых комплексов. М.: Наука. 1975 . 109 с. (Труды ГИН АН СССР Вып. 278).

101. Яблоков В.С. Перерывы в морском осадконакоплении и палеореки. М.: Наука. 1973. 216 с. (Тр. ГИН АН СССР. Вып. 248).

102. Япаскурт О.В. Катагенез осадочных горных пород: Учебное пособие. -М.: Изд-во МГУ, 1991. 120 с.

103. Япаскурт О.В. Предметаморфические изменения осадочных пород в стратисфере: Процессы и факторы. М.: ГЕОС. 1999. 260 с.

104. Япаскурт О.В., Карпова Е.В., Ростовцева Ю.В. Литология. Краткий курс (избранные лекции): Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 2004. -228 с.

105. Япаскурт О.В., Ростовцева Ю.В., Карпова Е.В.

106. Постседиментационный литогенез терригенных комплексов и палеотектоника.// Литосфера. 2003. №1. С. 39-53.

107. Alekseev A.S., Kononova L.I. and Nikishin A.M. The Devonian and Carboniferous of the Moscow Syneclise (Russian Platform): stratigraphy and sea-level changes. Tectonophisics 268.1996. P. 149-168.

108. Baker PA., Kastner M. Constraints on the formation of sedimentary dolomite.// Science. 1981. V. 213. P. 214-216.

109. Jonson J.E., Klapper G. and Sandberg C.A. Devonian eustatic fluctuations in Euramerica. Geol. Soc. Am. Bull., 96.1985. P. 567-587.

110. Microbial Sediments. Riding R.E., Awramik S.M. (eds.) Berlin: SpringerVerlag, 2000. 331 p.

111. Riding R. Microbial carbonates: the geological record of calcified bacterial-algal mats and biofilms. // Sedimentology. 2000. V.47. P. 179-214.

112. Ross CA. and Ross R.P. Late Paleozoic sea level and depositional sequens. Cushman Found. Foraminiferal Res., Spec. Publ., 24.1987. P. 137-149.

113. Shchipansky A.A., Bogdanova S. V. The Sarmation crustal segment: Precambrian correlation between the Voronezh Massif and the Ukrainian Shield across the Dniepr-Donets Aulacogen. // Tectonophysics 268 (1996). p. 109-125.

114. Vasconcelos Cr., McKenzie Ju., Brnasconi St, Grulic D., Tien A. Microbial mediation as a possible mechanism for dolomite formation at low temperatures. //Nature. 1995. V. 377. P. 220-222.

Информация о работе

Карпова, Евгения Владимировна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.06

Диссертация

Седименто- и литогенез отложений девона Воронежской антеклизы - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы