Конкреционный анализ и условия образования раннесреднеюрских отложений - Методика конкреционного анализа на примере раннесреднеюрских отложений полигона Белая речка

В описываемом нами районе - западной части Северного Кавказа, в районе среднего и верхнего течения р. Белой, отложения ранней и средней юры образуют две крупные структуры: Дудугушский и Гудский прогибы, разделенные Даховским горстом. Начиная с плинсбаха и вплоть до байосса, в динамичных условиях здесь происходило морское осадконакопление, с образованием песчано-сероцветной формации. В разрезе пород этого возраста выделяют 4 серии [11]. Первая Серия соответствует по возрасту бугунжинской свите (сенемюр) и части нижней подсвиты псебайской свиты (плинсбах). Вторая Серия относится к позднеплинсбахскому времени, охватывает среднюю и верхнюю толщи псебайской свиты. Третья Серия объединяет образования тоара - аалена и относятся к средней и верхней подсвитам джигиатской свиты. Породы этой серии соответствуют кварц-гидрослюдисто-серицитовой субформации и сложены преимущественно аргиллитами с подчиненными прослоями и горизонтами алевролитов, песчаников, сидеритов, ожелезненных известняков. Разрез нижнетоарских пород сложен терригенным флишем. В основании серии наблюдаются базальные конгломераты. В верхней половине этой серии, выделяют три зоны верхнего тоара на основании находок Phymatoceras spp., Grammoceras spp. (р. Дах, руч. Грузинка) [4]. В верхах разреза появляются слои глинистых криноидных известняков. Они распростронены ограничено в бассейнах р. Сюк и руч. Грузинка.

Четвертой серией, завершающей разрез пород раннекиммерийской эпохи, являются отложения байосса, и вероятно, низов бата, соответствующие джорской и джангурской свитам. Породы этой серии относятся к отдаленно-вулканогенной монтмориллонитовой субформации и залегают с угловым, азимутальным несогласием на отложениях аалена. Она встречается в бассейне р. Белая в ядрах синклиналей (вершина г. Гуд на левобережье р. Белой, в верховьях руч. Догуако). Здесь развита верхняя подсвита джангуарской свиты. В ее основании залегают базальные конгломераты, с образованием криноидных известняков нижнего байосса, сидеритов, аргиллитов. Верхи разреза слагает пачка песчанистых криноидных известняков-хлидолитов. Образование этих пород происходило в условиях мелководья и повышенной гидродинамики среды.

В ранней юре в осевой части Большого Кавказа образовалась зона растяжения и рифогенный прогиб (Бзыбско-Казбекский трог), а вдоль его окраины возникла зона субдукции, с проявлениями магматизма и формированием островодужных комплексов [8,10,15]. В тоаре - аалене прогиб развивался, но роль активной окраины перешла к северному краю Закавказской плиты.

В тоарское время в нашем районе существовали специфические условия накопления осадков с характерными подводно-оползневыми образованиями, локальным флишоидным переслаиванием пород, смешанным песчано-карбонатно-глинистым составом отложений. Вероятно, на фоне относительно мелководного бассейна окраинного моря существовали участки переуглубления, связанные с растяжением и блоковой тектоникой южной окраины молодой Скифской плиты. В такие участки поступал не отсортированный материал "мусорного" типа, обогащенный растительным детритом, раковинами морских организмов, обломками пород и интенсивно ожелезненый. Железо поступало в морской бассейн в растворенном виде, выпадало в виде гидратов окиси железа, которое в восстановительных условиях среды, избытке сероводорода и углекислоты, при дефиците кислорода участвовало в образовании сидеритовых конкреций и прослоев железистых карбонатов.

Важным вопросом генезиса сидеритовых конкреций является источник СО2. Во вмещающей толще отсутствуют карбонатные породы, которые могли бы быть источником СО2. В соответствии со схемой Н, М, Страхова [17] образованию сидерита предшествует осаждение оксидов железа в среде с высоким содержанием органики. Окисление органики в условиях ограниченного доступа кислорода приводит к редукции двуокиси железа и образованию углекислоты: 2Fe2O3 +C= 4FeO+CO2 и затем FeO+CO2=FeCO3 Углекеислота, необходимая для перевода молекул FeO в FeCO3 образуется за счет окисления органики (С) кислородом морской воды.

Сидеритовые конкреции встречаются во всех типах пород данного разреза (аргиллитах, алевролитах, песчаниках), за исключением конгломератов. Но максимальное развитие они имеют в аргиллитовой толще низов верхнего тоаора. По составу среди них преобладают глинистые сидериты, при подчиненном значении алевритовых и песчанистых. Общим для них является неравномерное обогащение пород органическим веществом. Оно визуально представлено углефицированной древесиной, встречается в виде линзовидных прослоев и отдельных включений. Содержание его достигает первых процентов [22].

Форма сидеритов разнообразна: обычно уплощенная, лепешковидная, лапчатая, линзовидная, пластовая, реже шаровая и эллипсоидальная. Пласты имеют как однородную, так и желваковую структуру. Длинная ось конкреций вытянута вдоль активной поверхности конкрециеобразования, обычно совпадая с поверхностью наслоения породы. Короткая ось перпендикулярна этой поверхности. Величина отношения длинной и короткой оси колеблется обычно от 2 до 5, иногда достигая 10.

Конкреции по текстуре обычно однородные, массивные, реже концентрически-слоистые, септариевые. Встречаются мономинеральные, чистые сидериты, однако часты смешанные известковисто-сидеритовые, глинисто-сидеритовые. Содержане глинистого вещества колеблется от 5% до 20-30%, иногда достигая 50%. Кальцит обычно органогенный-включает обломки раковин аммонитов, двустворок, брахиопод, члеников криноидей. В ядерной части обычно присутствуют обломки минералов, раковин, органических остатков, которые являлись затравкой при образовании конкреций.

Структура конкреций микрозернистая, реже сферолитовая, иногда микробрекчиевая. Сидеритовове вещество представлено сильно известковистым сидеритом - сидеролитом, реже кальциево-магниевым сидеритом - сидероплезитом [18]. Примесь терригенного материала в шлифах незначительна и составляет около 10%, но иногда достигает 30%. Обычно это глинистый и обломочный материал. Практически всегда присутствует органическое вещество, составляя 0,5-1,5% от площади шлифа и часто встречаются мелкие кристаллики пирита. Сера для образования сульфидов, вероятно, также поступала при разложении органики.

Сидеритовые конкреции, как раннедиагенетические образования маркируют палеогеографическую обстановку осадконакопления. Встречаются они не только в глинистых, но и в песчаных породах в разрезе от верхнего тоара до аалена и даже нижнего байоса, но максимальное их развитие наблюдается в нормальных морских отложениях аргиллитовой толщи. Их сидеритоносность по визуальным подсчетам в отдельных участках развития аргиллитов верхнего тоара достигает первых процентов видимой мощности пород, а местами (в северном крыле Гудского прогиба, балки Злобина, Крапивная) 10%.

Как известно фациальный профиль сидеритовых конкреций включает разнообразный набор фаций - от предгорных озер, болот, речных пойм, до лагун, заливов и даже отчлененных островных глубоководных морей [Македонов]. Традиционно считается, что они связаны с глубинами бассейнов не более 200-300 м и гумидными ландшафно-климатическими зонами.

Общим условием сидеритового конкрециеобразования является их связь с отчлененными бассейнами, обогащенными органическим веществом с высокой генерацией СО2 в илах со спокойными, но не совсем застойными водами. Такими оптимальными геотектоническими обстановками могут являться краевые прогибы и активизированные окраины молодых платформ, к которым и относится рассматриваемая нами территория.

Сидеритовые конкреции Гудского прогиба наиболее широко развиты в довольно мощных, главным образом глинистых отложениях нижней юры. Их образование, возможно, происходило не в раннедиагенетическую, а в позднедиагенетическую стадию преобразования осадков в межслоевых пространствах в некотором удалении от поверхности накоплявшихся масс. Это подчеркивается структурно-морфологическими особенностями конкреций. Они имеют часто уплощенную форму и достигают крупных размеров, слагая линзовидно-пластовые тела.

Образование этих конкреций происходило в толще осадка на глубинах, где отсутствовали какие-либо течения, в том числе и донные, и где они не могли бы перемещать конкреционные массы, придавая им округлую форму. Это подтверждается также неотсортированностью конкреционного материала, смешанным карбонатно-терригенным составом пород. Такой механизм конкрециеобразования предложен И. А. Шамраем [19] для глинистых отложений юры и мела на Северном Кавказе. Он несколько отличается от механизма конкрециеобразования, предложенного и разработанного Н. М. Страховым [17]

Причина увеличения концентрации конкреций на отдельных горизонтах терригенных отложений Гудского прогиба связана, вероятно, с неравномерным содержанием в них органического вещества, являвшегося осадителем железа и источником углекислоты, для образования сидерита.

Причиной неравномерного распределения постседиментационных глинисто-сидеритовых конкреций в нашем районе является расчлененный рельеф дна бассейна, его гидродинамическая активность и скорость седиментации, которые связаны с тектогенезом территории в ранней и средней юре. Таким образом, количественный анализ конкрециеносности отложений Гудского прогиба может быть рекомендован для палеотектонических и палеогеоморфологических реконструкций слабостратифицированной толщи джигиатской свиты.

Вопросы для самоконтроля и проектное задание к разделу 4:

    1. Перечислить и охарактеризовать серии пород джигиатской свиты содержащие основную массу конкреций. 2. Какова роль и источник СО2 для формирования сидеритовых конкреций. 3. На какой стадии диагенеза обычно образуются сидеритовые конкреции. 4. С какими обстановками морских бассейнов связано образование сидеритовых конкреций 5. Каковы причины неравномерного распределения конкреций в толщах пород.

Проектное Задание: Построить палеофациальную схему раннесреднеюрских отложений южного крыла Гудского прогиба и нанести на нее условными знаками расположение горизонтов с конкрециями; указать степень конкрециеносности.

Похожие статьи




Конкреционный анализ и условия образования раннесреднеюрских отложений - Методика конкреционного анализа на примере раннесреднеюрских отложений полигона Белая речка

Предыдущая | Следующая