ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 6, с. 594-612
УДК 551
ЛИТОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕНОМАНСКИХ ФОСФОРИТОВ В ДНЕПРОВО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЕ
© 2007 г. В. Н. Холодов, Р. К. Пауль, С. Ю. Маленкина
Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: kholodov@ginras.ru Поступила в редакцию 21.03.2007 г.
В статье расматриваются особенности залегания желваковых фосфоритов Полпинского и Щигров-ского месторождений - двух крупнейших сеноманских фосфоритоносных залежей Воронежской антеклизы. Исследуются строение разрезов, формы залегания фосфоритов, условия и последовательность аутигенного минералообразования в сеноманских песках, описываются разнообразные фосфатные фито- и зооморфозы. Вторая часть посвящена литолого-тектоническим закономерностям локализации сеноманских желваковых залежей. В ней рассматривается история зарождения и развития структурно-фациального анализа, показывается тесная связь локальных тектонических структур с размещением угля, нефти, солей и других осадочных полезных ископаемых и обосновывается зависимость размещения месторождений желваковых фосфоритов Днепрово-Донецкой впадины от локальных конседиментационных поднятий двух типов.
В предыдущей статье В.Н. Холодова [2006] были рассмотрены палеогеографические условия формирования сеноманских фосфоритов ДДВ. Было установлено, что в сеноманское время Дне-прово-Донецкий регион представлял собой обособленный морской палеоводоем, питавшийся за счет разрушения Украинского кристаллического массива. В строении последнего большую роль играли габбро-анортозитовые и щелочные массивы, существенно обогащенные магматоген-ным апатитом. В юрское и меловое время, в условиях господствовавшего на суше гумидного субтропического климата, здесь образовывались мощные латеритные коры выветривания и формировались многочисленные элювиальные и делювиальные россыпи титаномагнетита, апатита, ильменита, сидерита, реже - редкоземельных минералов.
Эрозия этих рудных образований в юрское и меловое время предопределяла обогащенность осадков палеоводоемов, прилегающих к Украинскому щиту железом, фосфором и титаносодержа-щими минералами. Тесная связь рудоносности юр-ско-меловых морских отложений районов, прилегающих к Украинскому поднятию, и цикличность его эрозии, была четко прослежена в статьях В.Ю. Кондрачука с соавторами [1971, 1976].
Задача, поставленная в данной работе, заключается в том, чтобы рассмотреть особенности лито-лого-минералогического строения фосфоритоносных отложений сеномана ДДВ и Воронежского поднятия в пределах Полпинского и Щигровского
месторождений, а также установить литолого-тек-тонические закономерности локализации желваковых фосфоритов на всей площади развития сеноманских отложений ДДВ.
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ СЕНОМАНСКИХ ЖЕЛВАКОВЫХ
ФОСФОРИТОВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО БОРТА ДДВ
Полпинское месторождение фосфоритов
Полпинское месторождение фосфоритов расположено северо-восточнее гор. Брянска, в пределах северо-западной части Воронежской антеклизы. Оно занимает площадь в 39.4 км2 и приурочено к Брянско-Севской группе конседиментационных поднятий. Близость к железной дороге и простота добычи фосфоритов в открытых карьерах издавна привлекала к этому месторождению внимание исследователей. После сельскохозяйственных опытов А.П. Энгельгардта в 1886 г., показавших высокую питательную ценность производимой из фосфоритов муки, С.Н. Никитин впервые в 1887-1888 годах исследовал условия залегания желваковых фосфоритов этого района и отнес их к сеноману.
Начиная с 1926 г., НИУИФ производит широкие геологоразведочные исследования и начинает разработку фосфоритовых залежей Полпинского месторождения.
Позднее брянские фосфоритовые месторождения исследовали П.П. Дрожжева и Е.В. Орлова
[1937], Г.И. Бушинский [1939, 1954], В.И. Фомин-ский [1973а, б, в], С.В. Мануковский, Ю.В. Олей-ник [1987], В.И. Беляев и др. [1992], А.Д. Савко с соавторами [1994], С.И. Маленкина [1999, 2002, 2003, 2005], A.V. Ilyin [1994], В.Н. Холодов [2006].
A
I
\ \ ч \
II
1 Ч 2 CZ
Брянск
Белые Берега Б
Карачев
-- ~ " 1 ' ^ ^ ^ ' л- \ ©
В
I /
Общеизвестно, что в районе треугольника г. Брянск - г. Карачи - г. Жиздра расположена целая группа фосфоритовых месторождений. В нее входят Подбужское и Полпинское месторождения, а также перспективные площади Бердовская, Пальцевская и Березовская (рис. 1). В пределах Полпинского месторождения разрабатываются Большеполпинский, Ольшанский и Батаговский карьеры; кроме того, здесь разведаны Малопол-пинский, Журиничский и Гореловский участки.
В центральной части Полпинского месторождения, вблизи от фосфоритового завода, в марте-мае 1956 г. была пробурена разведочная скважина, вскрывшая осадочные отложения мела и юры на глубину 120 м от поверхности. Изучение керна показало, что верхняя юра здесь представлена мощной толщей черных и бурых глин, содержащих повышенное количество органического вещества и многочисленные включения разнообразной юрской фауны. Местами глины содержат тонкие прослои зеленовато-серого слюдистого песчаника и многочисленные гнезда и включения пирита. Мощность глинистой толщи достигает 54.5 м.
Над этой толщей залегает бурый крупнозернистый песок с тонкими прослоями и линзами глины. Песчаная пачка имеет мощность 3.5 м и содержит фауну нижнего мела.
Дальнейшее описание фосфоритоносной части разреза В.Н. Холодов и Р.К. Пауль провели в западной части Батаговского карьера. Здесь в нижней части фосфоритоносной серии залегают:
1. Черная плотная и вязкая глина, содержащая значительную примесь алевритового материала. Под микроскопом видно, что последний сложен подугловатыми зернами кварца, округлыми включениями глауконита, сгустками черного и бурого ОВ, чешуйками мусковита, а также редкими мелкими фосфатными зернами и микрофосси-лиями. Часто встречаются рассеянные мелкие включения пирита. Глина содержит фауну альба. Видимая мощность - 3-6 м.
2. Выше, с размывом и карманами над глинистой частью разреза залегает пласт желваковых
I \
/ ч /
2
Рис. 1. Закономерности залегания желваковых фосфоритов района Полпино.
а - схема расположения различных участков и месторождений Полпинской группы [Савко и др., 1994]: I -Подбужское; II - Полпинское. Участки Полпинского месторождения: 1 - Батаговский, 2 - Журиничский,
3 - Ольшанский, 4 - Горелковский, 5 - Большеполпинский, 6 - Малополпинский. Перспективные площади: А - Бердовская, Б - Пальцевская, В - Березовская. б - литологический разрез Батаговского карьера Полпинского месторождения: 1 - песок кварц-глау-конитовый, 2 - глина алевритовая, черная, 3 - песчаник известковый, неравномерно сцементированный,
4 - мел, 5 - желваковые фосфориты, 6 - фосфоритовая плита.
а
4
фосфоритов, включенных в зеленовато-серый, местами черный песок (см. рис. 1). Среди фосфоритовых желваков встречены три разновидности. Чаще всего это крупные желваки-конкреции, представляющие собой крупнозернистый песчаник, сцементированный фосфатами, по составу приближающимися к курскиту. Песчаник слагается крупными подугловатыми и слабо окатанными обломками кварца, полевых шпатов, мусковита (рис. 2). Размер желваков - 10-15 см в поперечнике. Глауконит заполняет трещинки в терригенных обломках и каналы кремневых спикул губок, формирует оторочки вокруг обломков, но чаще образует мелкие округлые зерна-конкреции.
Кроме глауконита в конкрециях встречаются фосфатизированные раковинки радиолярий и многочисленные кремневые спикулы губок, зубы акул и слуховые косточки китов. Реже обнаруживаются окатанные и плоские, обычно более мелкие фосфатные конкреции - гальки, хорошо окатанные и переотложенные. Их размеры 5-7 см. В центральных частях этих образований содержатся реликты глинистых диатомитов, включения трепеловидного фосфата, а также многочисленные терригенные обломки и зерна аутигенного глауконита.
Третьей разновидностью фосфатных желваков являются фосфатные стяжения, развитые по плохо отсортированному рыхлому песчанику и обладающие в связи с этим характерной шершавой поверхностью.
В отложениях нижнего фосфоритового пласта часто встречаются включения фосфатизирован-ной древесины, нередко содержащей многочисленные следы древоточцев, заполненные фосфатами (см. рис. 2), иногда окремненные. По данным Г.И. Бушинского [1954] древесина принадлежит кипарисовым рода Cupressinoxylon Kiprijanovi merk. В некоторых фосфатных конкрециях обнаружены остатки аммонитов рода Mortoniceras (Schloenbachiacf). Inflatum Sow. - типичных форм верхнего альба; по мнению Г.И. Бушинского, это свидетельствует в пользу глубокого размыва альбских отложений и заимствования части сено-манских фосфатных галек-конкреций из подстилающих толщ нижнего мела.
Содержание Р205 в конкрециях достигает 20%. Толщина пласта - 0.30-0.40 м.
3. Выше располагается пласт алевритового кварц-глауконитового песчаника зеленовато-серого цвета, местами окрашенного в желтый цвет благодаря развитию гидроксидов железа. Под микроскопом видно, что порода отличается крайней неоднородностью; участки преимущественного скопления кварцевых обломков в ней чередуются со скоплениями сгустков фосфорита, напоминающих копролиты или микрофоссилии. Глауконит очень часто корродирует обломки квар-
ца или сгустки фосфатного материала. Многие обломки окружены фосфатными оболочками.
В кровле располагается прослой желваковых фосфоритов, содержание Р2О5 в них достигает 11-12%. Толщина прослоя - 1.2-1.3 м.
4. Выше располагается средний горизонт желваковых фосфоритов, местами переходящий в фосфоритовую плиту (хардграунд).
Очень часто пласт представлен крупными желваками-конкрециями песчанистого фосфорита. Фосфатные конкреции, размером в 10-15 см в диаметре, заключают в себе массу равномерно-зернистого кварцевого и глауконитового песчаника; здесь широко распространены кварц, микроклин, серицит, глауконит, сцементированные сгустковым фосфатом. Для этого пласта весьма характерны остатки фосфатизированных губок и их обломков.
Местами конкреционный пласт переходит в фосфатную плиту, морфология которой была описана в работах А.Д. Архангельского и И.И. Никшича [1913] и Г.И.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.