Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Условия образования и вещественный состав кайнозойских отложений эрозионно-карстовых депрессий Западного склона Среднего и Северного Урала в связи с их алмазоносностью

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Условия образования и вещественный состав кайнозойских отложений эрозионно-карстовых депрессий Западного склона Среднего и Северного Урала в связи с их алмазоносностью"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЭДЕРАЦ1И

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.М.ГОРЬКОГО

/

На правах рукописи УДК 55:549+651.44(470.53)

КАЗЫМОВ Константин Павлович

УСЛОВИЯ 0БРА30ВАШЯ И ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ КАЙНЭоОЙСКИХ ОТЛОЖЕШЙ ЭРОЗИОННО-КАРСТОВЫХ ДЕЛРЕСач, ЗАПАДНОГО СКЛОНА СРЕДНЕГО И СЕВЕРНОГО УРАЛА В СВЯЗИ С ИХ АЛМАЗОГОСНОСТЬ»

Специальность 04.00.01 - общая и региональная геология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Пермь 1992

Работа выполнена в Перкской государственном университете имени А.М.Горького.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук профессор Б.М.Осовецкий.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук профессор К,Н.Верзилин (С.-Петербургский университет);

кандидат геолого-минералогических наук доцент В.П.Наборщиков (Пермский политехнический институт).

Ведущая организация - Уральский региональный геологический комитет (г.Екатеринбург).

Защита состоится " 29 " ДекавРя 1992 г. в 00 часов

на заседании специализированного совета К 063.59.01 в Пермском государственном университете по адресу: 614600 г.Пермь, ГШ, ул. Букирева, 15, Пермский университет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского университета.

Автореферат разослан " 27 " НОЯБРЯ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

к.г.н. доцент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность тэты. Рыхлые кайнозойские отложения эрозионно-кар-стовнх депрессий (ЗКД) западного склона Среднего в Северного Урала с середтан 60-х годов являвгся объектом повышенного янтереса геологов в связи о обнаружением в них россыпной алмазоносности (Стороже-нко,1968; Степанов, 1970; Ипков,1970; Варламов,Зильберман, 1990 игр.). Сложность проблемы нахождения первоисточников алмазов на 7рале,отсутствие палинологических и биостратиграфических критериев возрастного расчленения алмазоносных отложений эрозионно-карстовых депрессий обусловливают необходимость комплексного литолого-фациального анализа, изучения их вещественного состава, геолого-структурного, тектонического и геоморфологического положения, палеогэографачеоках условий осадконакопяения. Эти данные представляют интерес при прогнозировании россыпных месторождений полезных нокопаемых, приуроченных к депрессиям.

Цель работы: выявление особоппосто2 строения, вещественного состава и условий образования кайнозойских отложений эрозиошто-карс-товых депрзссий западного склона Урала.

Основные задачи исследования:

- изучение геологического строения, тектонической позиции и геоморфологической обстановки района расположения депрессий;

- комплексный литолого-фациальный анализ кайнозойских отложений депрессий;

- установление литолого^ациальшх, минералогических и геохимических критериев возрастного расчленения и корреляции рыхлых кайнозойских отложений депрессий;

- терригенно-минералогическое районирование исследованной территории ;

- изучение минералов- возможных парагенэтических спутников алмазов в кайнозойских отложениях.

Научная новизна: проведено сопоставление геолого-структурной, тектонической обстановки и геоморфологических уоловий формирования депрессий; выполнены комплексные исследования вещественного состава их отложений; зчдэлены характерные разрезы кайнозойских отложений депрессий; установлены критерии расчленения и корреляции разновозрастных горизонтов; проведено терригенно-минералогическое районирование отложений депрессий и современного аллювия изученной террито-ра; установлены основные источника питания обломочного материала садожений депрессий; исследованы парагенетические спутники ал. ш

- 4 -

из отложений дзпраооий и современного аллювия.

¡¡2актач8ская_ц9ннооть. Материалы автора о веаэстванном состава отлоеэний депрессий, критериях их расчленения в корреляцан, минара-лах-парагенетических спутниках ас^аза использовались геологказ Центральной геологосъемочной партии (ГСП), Баварской и Яйванской геологоразведочных партий (ГРП) Пермской геологоразвэдочной экспедиции (ПГРЭ) при подготовка отчетов о проведения поисковось«кочных и геологоразведочных работ на западном сглоне Среднего н Северного Трала, что подтверждено актата о внедрении. Методика минералогического анализа и его результаты использованы при выполнении хоздоговорных работ по заданию Вяшерской и Яйвянской ГРЛ, Мойвянского и Елизаветинского ГСО Центральной ГСП.

В соавторстве с Б.М.Осовецким получено авторское свидетельство на изобретение "Способ определения плотности твердых тел"(1991). Данный способ использован при определении плотности минеральных зэ-рэн, в частности хрошпинелидов и циркона.

Методика исследования. Объектами изучения являлись рыхлые кайнозойские отложения эрозионво-карстовых депрессий западного склона Среднего и Северного Урала (по сироте - от р.Борезовой на севере до г.Кнэел на юге, по долгота - от меридионального участка русла р&кк Кадь на востоке до устья р. Б.Колчим на запада), а также соьрэкон-кый русловой аллювий рек данной территории. Автором собран и обработан материал по 18 эрозионно-карстовым депрессиям и аллювии 40 малых рек. При изучении вещественного состава отложений депрессий и современного аллювия использованы методы анализа: гранулометрический (300 анализов), петрографический (100), минералогический (840), химический (70), спектральный полуколичественный (ПО), дифрактоиа-трический (50), термический (50), электронномикроскопический (43), спектрофотометрический (З7), микрозондовый (5), определение плотности (780). Исходным материалом служил керн скважин и пробы, отобранные из шурфов. Особенностью методики минералогического анализа являлось раздельное изучение аутигенного (АУК) и аллотигенного(АЖ) комплексов.

Хромшпинэлиды и пиропы детально изучены в лаборатории термомагнитного и рентгеноструктурного анализа кафедры минералогии МГУ (зав. лаб. Г.П.Кудрявцева): электронномикроскопические исследования морфологии поверхности зерен на электронном сканирующем микроскопе фирмы "Джаол" (Япония), микрозондовые исследования химичеокого состава хромшпинелидов на электроннозондовом приборе УХА-50А той же

фзргла, запись ИК-спектров хрокшпшэлидов на инфракрасном спектрофотометра 1Р-435 фирмы гтас/гII , ОПТИЧвСКИв СПвКТрЫ ПИрСПОВ НЕ 0П-тлческоы спектрофотометра той же фирма.

ДичинЗ вклад. Автором диссертации шполиен весь об^ои полевых работ, за исключением опробования отлозакиЗ на мелкие алиазы. Описан керн оквагин по 12 депрессиям. Выполнены гранулометрический,петрографический и минералогический анализы. Осуществлены замеры плотности зерен хрошпинеладов и цирконов. Изучена типоморфныо особенности зерен циркона, хрошшянелидов, пиропов.

Апробация работа. Основные положэния работы докладовалясь на научно-технических конференциях молодых учешх и специалистов в Перми (1983,1986), Иркутске (1984), Свердловска (1985), II научно-технических совещаниях, конференциях и семинарах в Перст (с 1983 по 1991 гг.), Минске (1990), координационном совещании "Проблемы региональной шнералогяи Урала" (Сыктывкар, 1988), П региональном совещании "1/инэралогия Урала" (Миесс.1990). С 1983 г. автор работал по договорам о ПГРЭ (Вишерская и Ял вянекая ТРП, Центральная ГСП); основная часть подученного им материала вопяа в 4 производственных отчета и 2 отчета по договору о содрузгаства.

Публикации. По то'*э диссертации опубликовано 20 научных работ, вкгазчая авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав п заключения. Общий объем 259 е., з том числа 136 с. текста, 37 таблиц, 76 рисунков. Список литературы 99 наикэнований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ео взедэнии обоснована актуальность теш, сформулированы цэль я задачи исследования, показана их научная новизна н практическая данность, огшоана изтодика исследований. Б первой главе рассмотрены гоолого-твктоняческое строение района исследования я основные этапы фор:лзро2ания депрессий, геоморфологические и климатически а условия, литвдаго-петрографическая характеристика пород обранлэния депрессий. Вторая глава посвящена описанию и систематика разрезов кайнозойских отлога кий в депрессиях, характеристике вещественного состава основных генетических типов. В третьей главе приведены критерии расчленения и корреляции разновозрастных горизонтов кайнозойских отложений, анализ эволюции минеральных ассоциаций во времени. Содержание четвертой главы посвящено терригенно-манералогичеокому районировании отлогоний депрессий и современного аллювия изученной территории. В пятой глава рассмотрены прикладное значение выполненных автором

исследований и их результатов для уточнения палеогеографической обстановки осадконакопления, выявления литолого-фациальных критериев алмазоносности, использования при поисках минералов-спутников алмаза (пироп, хромшпинелид), оценки роли мелких алмазов как поискового критерия. В заключении обобщены основные результаты исследований. Краткие выводы приводятся в конце каждой главы.

Обоснование защищаемых положений.

I. В результате анализа геологического строения, тектонической позиции и геоморфологической обстановки изученной территории западного склона Урала обоснованы закономерности положения депрессий.

Все ЭКД исследованного района расположены в пределах Западно-Уральской внешней зоны складчатости. Наиболее важное значение для их формирования имел мезокайнозойский этап тектонического развития Урала (Сигов, 1969; Вербицкая, 1977; Иванов, 19Ь6).

мезокайнозойский этап подразделяется на 5 тектонических циклов (мезозойский,олигоценовый.миоценовый,плиоценовый,четвертичный). В мезозое происходило заложение глубоких эрозионно-структурных депрессий,чему способствовал жаркий и влажный климат той эпохи.Б олигоцене под влиянием активных тектонических движений и связанных с ними процессов эрозионной и карстовой деятельности мезозойские депрессии расчленялись и обособлялись в виде изолированных ЭКД протяженностью Т0-15 км,редко до 50 км (Максимович,1903; Степанов,0ычкин,19Ьи;1ью4; Горбунова, 19Ьэ; Цыкин,198Ь; Прокопчук др. Д9ь«). Ь периоды относительного покоя под влиянием процессов пекэлленизации осуществлялось накоплен??и захоронение рыхлых отложений Вдепрессионных раинах, а условиях активных тектонических движений и более холодного климата четвертичного периода депрессии заполнялись разнообразным комплексом генетических типов отложений. Денудация практически не затронула отложений депрессий вследствие перестройки речной сету.

На изученной территории выделено 6 геолого-структурных участков (Кизеловский, !1икманский, Сирьинский, Колчимский, Акчимский,1>ервзо-вский), в пределах которых депрессии приурочены к крыльям,реже сводовым частям антиклинальных структур и имеют направление, согласное с их простиранием (северо-западное и меридиональное) (Соболев,1983). Положение депрессий контролируется разрывными нарушениями среднеюр-ского, реже каменноугольного и кембрийского возраста и зонами развития карбонатных пород девона и карбона (Плюснин, Т9Ы).

Соеди терригенных толщ, распространенных в районе исследования, выделено 9 основных комплексов: верхнерифейский,нижне- и верхневен-

дскпй, вэрхнеордовикский, ниянесилурийский, сраднедевонский, верхнэ-девонскпй, нижнбкамэнноуголыый и няжнвпермский. Последние четыре составляют основное геологическое окружение депрессий. Состав тяжелой фракция этих терригенннх комплексов однообразен и соответствует обычно турмалин-лейкоксен-цпрконовой минеральной ассоциации (Геология СССР,1965; Бакасова,1970; Чалов,1975; Смирнов,1977; Аблазян и др.,1982; Курбацкая,Г985).

2. Установлены основные особенности разрезов и вещественного состава отложений депрессий, как слоеного геологического объекта,в котором представлены,разнообразные, генетические,типы континентальных сбоазованпй.

Отложения ЭКД представляют собой комплекс гетерогенных континентальных отложений остаточного, склонового и плювиального генетических рядов. При Еыдалении гекетич8ских_тлпов_отлог!енлй, участвусгоях в строении депрессий, принимались во внимание структурные, текстурные признала л ео:пэстеснезй состав (Еанцар,1956; Рухзн,1969; Фролов, 1984). Флювиалышй генетический ряд представлен адлювпалышет, про-лювзалышш, лимничесюши, болотными и смешанными по гэкззасу отло-генпянл. Наибольшее развитие получила озерно-болотные (мощность до 20 м) я аллвЕиально-пролтаяалъкые (до 10 м) отложения. Склоновый генетический ряд включает делювиальные, делюваально-пролввиальиые п дэлввиально-солвфлвкциояшэ образования. Они наиболее распространены в разрезах. Модности меняются от первых гатров до 10-15 м.Остаточный гонатпчзсхий ряд представлен контактово-каротовыми образования-га, зключагщиия злэвиальнке, т?'--гольнзо г другие генетические типы отложений, существенно переработанные карстоЕЫка и диагенетпчос-киьга процессами (Цыкин,1985)* Они залегают в основании болышнотва депрессий на карстуицомся субстрате. Мощность обычно 2-6 м.

Выделено три основных варианта разрезов. Первый характеризуется поллгенетическим комплексом отлогеняй, включающим флввиальннй,склоновый и остаточный генетические ряды. Оки залегают на ступенчатом плотике, подобно цокольным террасам полугорных рек, на неровной сильно закарстованной и ровной поверхности плотика корытообразной или V -образной формы. Полигенетическяй разрез характерен для Коляиисао-го участка. Депрессии с подобным, наиболее сложный, разрезом приурочены я водоразделам или их склонам и часто на выражены в современном рельефе.

Второй вариант разреза характеризуется преобладанием отложений склонового ряда, которые залегают на нахлонном или субгоризонталь-

- в -

ном плотика с неровной сельпо закарстованной поверхностью. Встречен на всей исследованной твррлторпп. Залоганзв и развитие таких депрессий происходило б основном за счет процессов карстообраэозания вне зон врозаонной деятельности мезозойских и неогеноЕах речных систем. В современной рельефе слабо Бнрааены.

К третьему варианту относятся разрезы, с'.окенше в основной аллювиальными отлогенияшз, которые залегают па неровном плотика.Встречена только на Чикманскои участка. Б геоморфологическом отношении -депрессии чаото приурочена к хоропо шргщэнкыы в рельефа долинам рек первого и второго порядков. Главную роль в их формировании играет эрозионная деятельность иэзозоИских и палеогеновых речках систем.

Гран2глоиатрач9ски2_сосгав оглоезшШ депрессий свидетельствует об отсутствии оортировки, высокой глинистости, за исключенном алго-вля ,3 тетврогенности .Аллюзнолъные и аллюниально-пролювиальные судио-гоепя отличаются наиболее грубообломочнын составом, делгоиальнао и дэлдалпдъно-солифлакционныэ - наиболее тонкообломочным, остальные -песчано-глинистым.

Петрог2£^ичвсгай_состсв обломков довольно постоянен. В целом преобладают песчаники, кварцзтопесчаники, кварц, кремень, известняки. Для аллювия характерна обломки устойчивых к вотиранию пород и более разнообразный их петрографический состав. Контактово-каротоше образования характеризуются постоянным присутствием (до 80 %) обломков пород плотика (изеоотнякп, дологаты).

Минеральный состав песчаной легкой фракции отлояэний представлен кварцеи ьОломкаш кварцевых песчаников, роге встречаются кремни, долом:.г, фосфаты, полевые шпаты.

В тягелой фракции выделены две составляющие - аутигонный и олло-тигенный комплексы минералов. Выход тяжелой фракции почти целиком определяется АУК. Максимальные еуо значения (в средней,%) характерны для контактово-карстовых образований (3,5), высокие - аллвЕяаль-но-пролювиальных (2,6), делювиально-пролювиальных (2,5) и озерно-болотных (2,1), средние - делювиальных (1,1) и делювиально-оолифлю-кционных (1,2), минимальные - озерных (0,3) и аллювиальных (0,2).

В качестве индикаторов фациальных условий осадконакопления могут быть использованы следующие компоненты АУК: гидрокоиды железа, гематит, сидерит, оксида марганца и фосфаты, а также содержание АУК в тяжелой фракции (табл.Г). По минеральным ассоциациям различаются озерно-болотные отложения (лимонит-сидеритовая), контактово-карсто-Еые (сидерит-гаматит-лимонитовая), озерные (лимонитовая), аллювиаль-

но-пролввиальные и дэлввиально-пролзэвпалыше (гематит-лзшокитовая).

Таблица I

Минеральный состав аутигзнного комплекса тяжелой фракции, %

Генетический ТИП 0ТЛ02.ЭНЯЙ Содержание АУК Гпдрокси-ды галаза Гематит Сидерит Оксиды марганца Прочла Число проб

Аллювиальный 73,7 89,3 9,6 0,5 0,6 _ 36

Аллззэ • —пр олюз. 83,8 65,7 27,5 1.1 5,7 - 67

Делювиальный 80,9 77,2 15,1 2,2 0,7 4.8 24

Далюв.-с олифлюк. 83,8 85,7 9,3 1.1 3,9 - 36

Делюв.-пролив. 83,9 71,4 21,3 2,3 5,0 - III

Озарный 43,3 92,0 3,7 - 4,3 - II

Озерно-болоткнй 79,6 36,3 3,0 59,0 1.4 0,3 12

Контактово-карст 87,5 77,0 10,8 10,4 1,8 - 12

В составе АЛК тяяалой фракция опрздолзпо около 30 компонентов, которые разделает на два группы: усто2чпгло и неустойчиво. К первой относятся больстнство кскпоп-эптои АЛК. Оопошто из ппх (%) - .г^Згок-сэн (до 62\циркон (до 37), турмалин (до 20), пльнэнит (35) - :.иродэ-ляот минеральную ассоциация тяжелой фракция практически всех гзпэтл-чэскях типов оглосэтЯ. Ко второй относятся минеральные вида групп оплдота (до 80 %), пяроксенов (до 60болов (до 102). характерные в основном для аллювиальных отлоезний. Эпидот, кроме того,встречается в контактово-карстовах образованиях.

Глинистая фракция отложений депрессий представлена каолинитом, монтморяяяопятом, гидрослодой, рапэ - скэсаннослойншп иянераладя и хлоритом. В аллэвлалькых и аллюзиально-пролювиальных оглогеяиях присутствуют (з среднем,%) гпдрослюда (80) и каолинит (20); озерно-бо-лотнах - монтмориллонит (50), хлорит-монтмориллонит (10); отлогани-ях склонового ряда - ассоциация каолинита (25), гпдрослэдн (25), монтмориллонита (30) и смесаннослойных минералов (10).

По х^1.^чэс1!с??у_цосталу оутигэнного ко.'.стлепса еыдоляэтся озерпые отлогонпя, характеризупцяеея относитзльно высокими еодэряаниями (в срэднем, %) СС03]2' (7), СаО (2) и МпО (1,8) и мишшаяьнш.щ -Ре203 (35), 7702 (0,4). Аллззиально-пролюзиалышо отличаются какоакаль-шпа содэрканяяиа ^ег03 (65), 770, (0,9), для склоповых откачано повыпашгао содераанаа А/г03 (5). ГеохпызчеоЕНэ показателя е203 + + Т/02 + А1г03): (ГеО + СаО + МдО + На20) и Ге203 : РеО, характеризуете отноеэнпо содержаний наименее подвиянах компонентов и лог-

ко мигрирующих, оказались весьма информативными при установлении генезиса отложений. Максимальные значения данных показателей свойственны для аллювиальных и аллювиально-пролювиальных (соответственно 19 и 37) отложений, минимальные - для озерно-болотных (2 и 3), промежуточные - для склоновых (6 и 16) и контактово-карстовых (15 и 22).

Аутигенные компоненты являются активны™ сорбентами элементов (Осовецкий,1985). Характерно, что в минералах-сорбентах из контакто-во-карстошх образований содержания большинства малых элементов очень низкие. Обычно это признак аутогенных новообразований. Для других генетических типов отложений депрессий характерны повышенные концентрации в ьшнералах-сорбентах некоторых малых элементов (в среднем, п. -Ю-3^): марганца (260), кобальта (6), хрома (32), вольфрама (21), цинка (48), меди (Т,7), свинца (18). Это может указывать на присутствие среди источников питания обломочного материала депрессий рудоносных кор выветривания.

кие_критерии расчленения и корреляции отлоаэний депрессий.

Изучение вещественного состаза отложений депрессий позволило выделить следующие критерии расчленения и корреляции разновозрастных горизонтов: литолого-фациалыше; выход тяжелой фракции; состав аути-генного, аллотигенного комплексов тяжелой фракции и глинистой фракции; геохимические. Эти критерии отражают временную изменчивость физико-химических условий седиментоганеза и диагенеза, климата, источников питания, геоморфологической и тектонической обстановок. На основе схемы возрастного расчленения кайнозоя Урала (Сигов, 1Цуб,Лидер, 1983; Вербицкая,Т977; Цаур,Якушев,1982; Степанов и др.,Т987) в строении депрессий выделяется шесть стратиграфических горизонтов: олдго-ценовый, миоценовый, плиоцен-нижнеплэйстоцэновый, средноплеЯстоцено-вый, вэрхнзплейстоценовый, голоцэновый.

Олигоценовый горизонт, приуроченный к основанию толщи, характеризуется гетерогенным комплексом отложений, "в котором ссчетаются элювиальные, инфлювиальные, пролювиалыше и лимнические (контактэво-карстовые)образования (Степанов,1974). Обломочный материал представлен известняками, реже обломками мастных терригенных пород. Выход тяжелой фракции высокий (в среднем 3,5$). В составе АУК преобладают гидроксиды железа (более 70$), присутствуют гематит и сидерит. При общей устойчивой ассоциации минералов АЛК могут встречаться повышач-ные содержания эпидота (до 10%). В составе глинистых минералов первостепенную роль играет каолинит.

Миоценовый горизонт представлен главным образом отложениями ал-лювиально-пролювиального генезиса. Окраска красных тонов. Выход тяжелой фракции наиболее высокий (в среднем 4,8 %). Аутигенный комплекс минералов представлен (в среднем,%) лимонитом (57), гематитом (37) и пиролюзитом (3,6).

Плиоцен-няжчеплейстоценовый горизонт представлен делювиально-прэлювиальными и аллювиально-пролювнальными отложениями. Окраска желто-бурая за счет множества ожелезненных прослоев. Много марганцовистых новообразований, придающих отложения?! темный оттенок. Выход тяжелой фракции понижается (в среднем) до 2%. В состав АУК входят (в среднем,%) пиролюзит (13), гематит (ТБ), лимонит (68),причем содержание пиролюзита вике, чем в других горизонтах.

Среднеплейстоценовнй горизонт существенно отличается от более древних по многим критериям. Характерны(Я для него являются сильно глинистые озерно-болотные отложения, окразенные в заленовато-синие тона. Встречаются склоповне отложения бурого и охристо-коричневого цвета. Выход тяжелой фракции средний (1,5/5). Состав АУК различается для озерно-болотных ("О* сидерита) и склоновых генетических типов (70л гпдроксидов железа). В аллювиальных отложениях средйеп^е"сто-ценового возраста фиксируется появление неустойчивых минералов - пи-ооксенов (до 60 %). Пелитовая фракция имеет существенно гидрослюдистый состав. В озерных осадках может преобладать монтмориллонит (до 50%) и присутствовать хлорит-монтмориллонит (до 15%).

Рэрхнеплейстоценовый горизонт характеризуется близким к средне-четвертичному сочетанием фаций. Состав АУК склоновых отложений характеризуется высоким содержанием гидроксидов железа (82?) и минимальным - гематита (Г?5). 3 аллювиальных отложениях среди аллотигенных компонентов много неустойчивых минералов (в среднем 35 %).

• элоценсвый гоппзонт, кроме аллювиальных, характеризуется преобладанием глинистых (до 9С%) делювиальных отложений. Выход тяжелой фракции минимальный ¡в среднем 0,4"?). А'Т представлен гидроксидами железа (жо Аллствгочиый комплекс характеризуется высоким содержанием гпуппы неустойчивых минералов (в основном эпидста - до .

Значения геохимических показателе? различаются по горизонтам и отражают изменение климата и источников питания (тасл.

Наиболее четко устанавливается граница между палеогеновыми и неогеновыми отложениями. В строении четвертичных отложений заметно выделяется среднеплейстоценовнй горизонт. Гля больаей части разрезов депрессий эволюция минерального состава тяжелой фракции в кайнозое

проявляется в несущественных изменениях количественного соотношения шнералов АЛК. В разрезах депрессий, сломанных аллювиальными отло-Евнзяш (Созьпкская), уотановлэн четкий "минералогические рубах" на граница изогона и антропогопа: сиэиа ассоциации устойчишх кзнора-лов ассоциацией неустойчивах. Ока обусловлена изменениями источников питешщ (сниЕзкпе роли кор швотравания) и климата. Эволеция состава АУК правде всего отражает измэнение климата (Ворззлин,Т979; Веклнч,1987). В частности, максимальное содержание гематита, установленное для АУК шоцэношх отлогоиий, связано с аридизацией климата.

Таблица 2

Среднао значения гаохгмргческих показателей ддя горизонтов (по Котельникову,1986; Акулыаной,1990)

Возраст горизонта Глинистая фракщщ Число анализов Аутигенгай комплекс

А1г03 + Ti02 + Fe203 ъго3 Число анализ. Мультепли катив, ковф. {Ni* Со* Cr) Число анализ.

А1г03 Alz03

FeO + МдО + СаО + A'oJJ FcO

ЫагО Ti02

1?/к 16 12 3 1,4 1,7 3 780 19

0. 20 12 6 3,2 6,8 6 980 31

9„ 26 13 7 8 9,8 7 870 38

34 14 6 12 15 8 580 12

30 15 8 .20,3 30 12 320 29

- - - 14 23 4 20 16

4. При терригенно-канвралогичоском районировании отлог.зняй аро-здонно-каротовых депрессий рнделэно 4 района - Кизелозскяй, Чикман-ский. Колчимский, Березовский. Обоснована их связь с основную ео-точника>а питания - кора'.а гчвэтривания и торригенньшз порода'-'л девонского. кижнекауюнноутодьиого п пермского возраста. Для соврзмэн-

ного слзлот^я шдзлено 5 терригенно-мпнерадогических районов и_7_

участков.

Отложения депрессий характоризуются однообразной ильмэнит-тур-малин-цнркон-лейкоксеновой минеральной ассоциацией тяхзлой фракции. Кизелогский террвгенно-щнералогичзский район характеризуется тур-ыалин-циркон-лейкоксеновой ассоциацией, Чикманский - туршлин-пль-шнит-цирЕон-лейкокоеновой, Колчимский - тур5£шга-циркон-леЁкоксе-новой, Березовский - эпидот-ыагнетит-лейкоксеновой. В отдельных депрессиях состав тяжелой фракции весьма специфичен (например, пирок-сеновая ассоциация - в Сюзьинской, впидотовая - в Новокол^цмокой), что обусловлено влиянием локальных источников питания. Изучение еэ-

¡явственного состава отлогзнза 5КД а ого содоставлапзе с составом более древних пород показало,что основцшя источниками питания обломочного материала являлись террягешше порода бляжайсого геологического округзнзя: давояскло(такатгяская а пспЗская спзты), нагнакаг-зн-ноутольвуо(зштадкоуральскгя свита), нз2пзпар?:скзэ(артннский ярус)н поры ШБЗтравания, при этой главэнствуюцуг) роль пгралз такатаноете торрпгэшше породы. В зависимости от гзолого-структурного положения депрессий допатштальтст нсточкакша плтания нсгля быть протерозоЗ-ск£з пороот(ргф0Йскпе,Е8ндсшэ), ранп8пал9озойскпэ(базальнн9 слоз ко-лчлшзкой свнты оаяура, полюдовская свита ордовика),а такжэ магматические комплексы основного н ультраосновного состава Центрально-Уральского поднятия п Полэдоео-Колчзгского мэгантзклзпорая.

АллювзЗ совроиэптшх глалых роя характеризуется большш разнообразием минеральных ассоциаций(Лунев,1967; 0совэцеий,1988). 0б~зй особенностью является постоянное прясутствзо зилота(содэргашо болээ 10%). В предагах Внпэрсг.оЗ п КосьвпкскоЗ торригенно-'-гзггорзлог^чзсклх подпроЕзкзпЭ созромзнного аллэзпя(0совоцгяй,1986) установлено 5 тзр-рягош!0-[янэралоглчйсгл^ ргДопоз: КизэлопскиЯ, ЧиЕишскпй.СзрьпноЕна, Колчкгокпй,Березовский.Они в свои очередь долятся на 7 участков: Ча-и^аясгшй ,Срз дко.пйвзнс:™2, Вархкоя^гянокай, Моллюспзй .Сарьанскзй, 2ор-новскяй.Ерзнковокий. ТСззэловскзЗ район характеризуется приоутстпззм магнэтзта, Чшшанскяй - ильиэнита, СирьиноетЗ - лаЗкоясэна я ильтяз-та, КолчпмскиЗ- турмалина,цзркона.лзЙЕоксэна, БзразозскиЁ - опидота. Состав тяшзлой фракции терригенно-ганвралогзчоскпх участков отражает влияние местных источников питания.

из отлоу.аний дэпрэссгй я оовреязнного аллювия сохраняют признаки_пн-тансивноЗ гпнаргенной обработки а корах гтаэтрпгакия и продолжительной транспортаровкл. Среди ках ветрочета разновидности ультрзоснов-пого парагенезиса, но не алмазной субфмтя.

В отлозоняях ЭКД иикералы-парагэнатичоскяе спутники алмаза являются весьма редкими компонентами тяжелой фракции. Нами обнаружены п исследованы хромзптинелиды из депрэссий Колчимского района. По кристаллографическим особенностям выделяются I) идиоморфные октаэдрачес-кзе кристаллы и 2) ксеноморфные многогранники с многочисленными кэл-кими гранями. Грели идиоморфных кряоталлоз выделены две разности -неокатаяннэ слабокорродярованныа и окатанные. Коррозия обусловлена воздействием на минарал магматического расплава или гипергенвых процессов (Афанасьев и др.,1981). Встречаемость наокатанных кристаллов очень низкая (до 8£). Наиболее распространены окатанные: с сильно

корродированной поверхностью (до 30 %) и некорродированные (до 12 %). Последние характерны для высокохромистых хромшпинелидов. Микрорельеф и формы коррозии свидетельствуют о высокой степени их гипергенного изменения. Ксеноморфные многогранные зерна хромшпинелидов встречаются в отложениях депрессий часто (до 50 %). Их микрорельеф отражает неоднородность химического состава и высокую железистость. Плотность зерен изменяется от 4,и'/ (хромпикотит с содержанием Сгг 03 около 5Ь %) до 4,95 г/см3 (высокохромистые хромиты с содержанием Сг203 более 60 %). На диаграмме Н.В.Соболева ( 1у83) изученные хромшинэлиды ложатся в поле пород ультраосновного парагенезиса (возможно кимберлитов), но не алмазной субфации.

Ореолы рассеяния зерен пиропов обнаружены в современном аллювии Сирьинского района и переотложенных корах выветривания Чик-манского. По морфологическим особенностям выделены разности со следами постмагматической (28 %) и гипергенной коррозии (62 %), а также с признаками механического воздействия. Результаты оптической спектроскопии пиропов говорят о принадлежности их к ульт-рабазитам (Харькив, 1986; Мацюк, 1985). При этой для них характерен разнообразный комплекс парагенезисов глубинных пород, не связанных с алмазной субфацией кимберлитов. Источник питания пиропов расположен в полосе развития терригенных комплексов нижнего венда.

По своим характеристикам изученные хрошшшелидн и пиропы близки к таковым из такатинских терригенных пород (Пьянкова, 1985, 1990).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты исследований сводятся к следующему.

1. Эрозионно-карстовые депрессии западного склона Урала сформировались в условиях неоднократной смены тектонической активности, климатических условий и геоморфологической обстановки в течение нескольких этапов мезокайнозойского цикла. Их положение контролируется тектоническими структурами и зонами распространения карбонатных пород. Карстовые и эрозионные процессы играли основную роль в образовании депрессий.

2. В строении депрессий принимают участие разнообразные по генезису отложения, относящиеся к склоновому, флювиальному и остаточному генетическим рядам. Вещественный состав отложений закономерно связан с их генезисом.

3. Наиболее отчетливо в разрезе депрессий выделяются олигоцэ-новыЯ, миоценовый и среднеплейстсценовыЯ горизонты. Для разрезов, сложенных аллювием, установлена смена ассоциации устойчивых минералов ассоциацией неустойчивых на границе неогеновой и четвертичной систем.

4. Минеральная ассоциация тяжелой фракции большинства депрессий однообразна (лейкоксен, циркон, турмалин, ильменит) и унаследована от основных источников питания - терригенных пород девона, карбона, перми и кор выветривания, «.инэральныв ассоциации для современного аллювия значительно более разнообразны и отражают влияние многих локальных источников питания.

5. Палеогеографическая обстановка осадконакопления в кайнозое была благоприятной для накопления в депрессиях гетерогенного комплекса отложений и их сохранения.

6. При изучении проблемы алмазоносчости отложений депрессий важную роль играет вывод и корах выветривания как источниках питания их обломочного материала (особенно в дочетвертичное время). Алмазоносность депрессий зависит от строения разрезов, в частности присутствия в них тех или иных генетических типов отложений.

V. "ипомор{:ны8 ссооеннисти пиропа и хромшпинелидов из отложений депрессий и современного аллювия свидетельствуют об их принадлежности к ассоциациям ультраосновного парагенезиса, но не алмазной суофации. Ряд признаков минералов указывает на продолжительное гипергенное воздействие ^коры выветривания) и механическую ооработку при переносе.

Ь. н отложениях депрессии повсеместно присутствуют мелкие алмазы, которые встречаются чаше, чем крупные. 'Осколки крупных алмазов могут оыть использованы в качестве поискового критерия.

9. Содержания других ценных компонентов в отложениях депрессий (золота, монацита, титано-циркониевых) незначительные, что не позволяет ставить вопрос о комплексной разработке месторождений алмазов.

10. Основными задачами дальнейших исследований являются сопоставление данных оо алмазоносности депрессий с установленными автором особенностями строения и вещественного состава отложений, продолжение исследований минералов-спутников алмазов и мелких алмазов, выявление общих признаков строения и развития эрозионно-карстовых депрессий для различных территорий.

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. О комплексной оценке погребенных россыпей западного склона Урала // Комплексная оценка и разработка песчано-гравийных месторождений: Тез. докл. ков}. Пермь, 1983. С. 21-22.

2. О латолого-минералогических критериях корреляции отложений эрозионно-карстовых депрессий западного склона Урала // Молодые ученые и специалисты - одиннадцатой пятилетке: Тез. докл. конф. Пермь, 1983. С. 59-60.

3. К методике изучения вещественного состава погребенных россыпей // XI конференция по геологии и геофизике Восточной Сибири: Тез. докл. Иркутск, 1964. С. 68-69.

4. Методические аспекты расчленения и корреляции рыхлых отложений Ц Методы геологических исследований: Тез. докл. конф. Пермь, 1984. С. 38-39.

5. Минералогические особенности алмазоносных рыхлых отложений западного склона Северного Урала // Минерально-сырьевые ресурсы Урала и проблема их освоения: Тез. докл. конф. Свердловск, 1985. С. 47-48.

6. Аутигенный комплекс минералов-индикаторов палеогеографической п фациальной обстановок осадконакоплешзя в кайнозое на западном склоне Урала // Достижения молодых ученых в области геологии, географии, геофизики: Тез. докл. конф. Пермь, 1986.

С.35-36.

7. Лятолого-шнэралогические критерии расчленения и корреляции отлохсений Фадинской эрозионно-карстовой депрессии // Геологическая среда и рациональное использование минеральных ресурсов Пермской области: Тез. докл. совещания. Пермь, 1986. С. 22-23.

8. Опыт шлихогаохимических поисков с использованием винтового шшза Ц Геохимия в локальной ыэталлоганическом анализе: Тез. докл. Всесоюзного симпозиума. Новосибирск, 1986. С. 152-154.

9. Вещественный состав кайнозойских отложений Фадинской депрессии (западный склон Урала) // Геология и геохимия полезных ископаемых Западного Урала / Перш. ук-т. Пермь, 1987. С. 30-58. Деп. в ВИНИТИ 11.06.87, & 4275.

10. К методике комплексного изучения минералов тясалой фракции алмазоносного аллювия на западном склоне Урала Ц Комплексная оценка аллювия как строительного материала, мелких ценных

минералов и основания инженерных сооружений: Тез. докл. семинара. Пермь, 1987. С.15-17.

11. Плотность минеральных зерен - критерий выявления источ-.шков питания и генетического расчленения кайнозойских образований Урала // Новые методы поисков, разведки и анализа месторождений полезных ископаемых в связи с комплексным изучением недр Западного Урала: Тез. докл. совещания. Пермь, 1567. С. 24-25.

12. К проблеме детального терригенно-минералогического районирования Среднего и Северного Урала // Комплексное исследование недр Западлого Урала - путь ускоренного развития народного хозяйства региона: Тез. докл. совещания. Пермь, 1968. С. 29-30.

13. Результаты оптако-спектроскопических исследования гранатов из россыпей Среднего Урала // Аллювий Западного Урала - источник многих полезных ископаемых: Тез. докл. семинара. Пермь, 1988. С. 11-12 (соавтор Чайковский И.П.).

14. Терригвнно-минералогпческое районирование кайнозойских отложений Западного Урала // Вопросы региональной минералогии Урала. Свердловск, 19Ь8. С. 25-32 (соавтор Осовецкий Б.;...).

15. К методике изучения кайнозойских образований эрозионно-структурных депрессий Урала в связи с их алмазонооностыо // Новые протезсивные способы комплексного изучения недр Урала -путь ускоренного развития народного хозяйства региона: Тез. докл. совещания. Пермь, 1989. С.14-15.

16. Минералы-спутники алмазов россыпей западного склона Урала // Мелкие ценные минералы и их народохозяйствонное значение: Тез. докл. конференции, минск, 1990. С.13-14.

Г/. Характеристика хромапинелидов из аллювия притоков рек Зишеры и Березовой // минералогия Урала: Тез. докл. П регионального совещания. ;<,иасс, 1990. С. 1-2-176 (соавтор Чайковский И.Я. ).

ть. Эволюция минерального состава отложений Якунихинской эрозионно-карстоЕой депрессии // Геологические исследования и охрана окруяаюцей среды на Западном Урале: Тез. докл. конференции. Пермь, 1991. С.24-25.

19. Использование литолого-^еохимических критериев для расчленения осадочных толщ и палеогеографических реконструкций // Мелкие ценные минералы в магматических, метаморфических и осадочных породах: Тез. докл. конференции. Пермь, 1991. С. 33-34.

20. Способ определения плотности твердых тел: а.с. Л 1698705, зарегистрировано в Гос. реестре изобр. СССР 15.08.91 (соавтор Осовецкий Б.!.;.).