научная статья по теме ОГЛЕЕНИЕ И ПАЛЕОПОЧВЫ В ДЕВОНСКИХ КРАСНОЦВЕТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО ТИМАНА Геология

Текст научной статьи на тему «ОГЛЕЕНИЕ И ПАЛЕОПОЧВЫ В ДЕВОНСКИХ КРАСНОЦВЕТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО ТИМАНА»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 4, с. 323-335

УДК 631.48+552.144(551.734.5)

ОГЛЕЕНИЕ И ПАЛЕОПОЧВЫ В ДЕВОНСКИХ КРАСНОЦВЕТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО ТИМАНА

© 2014 г. И. Х. Шумилов

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН 167000 Сыктывкар, ул. Первомайская, 54; E-mail: shumilov@geo.komisc.ru Поступила в редакцию 23.04.2012 г.

На основании исследования литологических особенностей девонских красноцветных отложений на Среднем Тимане, заключенных в них палеопедокомплексов, анализа локализации захороненных растительных остатков и зон оглеения произведены реконструкции онтогенеза осадочной толщи. Сделан вывод о разобщенности во времени процессов педогенеза и глееобразования.

DOI: 10.7868/S0024497X14040053

На протяжении последних 30—40 лет возрастает интерес к палеопочвенным образованиям со стороны специалистов различных научных дисциплин: стратиграфов, палеоботаников, минералогов, почвоведов, географов, археологов и многих других. Что и понятно, поскольку почвенные покровы являются природными феноменами, фиксирующими в своем строении и составе этапы развития и эволюции жизни на Земле, содержат информацию о климатических, экологических и седиментационных обстановках их становления и осадочной толщи в целом [Алексеева и др., 2009; Петров, 1991; Юдович, Кетрис, 2008; Якименко и др., 2000; ЯйаИаек, 1990].

Подавляющее большинство погребенных почв обнаружено в красноцветных отложениях различных эпох, которые хорошо заметны благодаря вторичной флазерной текстуре, возникшей в процессах древнего почвообразования и выражающейся в появлении разноокрашенных контрастных генетических горизонтов. Немалую роль в палитре пестрой окраски играют разнообразные по морфологии и масштабу зоны оглеения. Это и пластообразные тела в кровлях палеопочв, и линзы различных размеров, и пятна, и тонкопрожил-ковые текстуры, образованные вдоль остатков инситных корневых систем [Арефьев, 2010; Арефьев, Наугольных, 1998; Иноземцев, Таргульян, 2010; Ярошенко, Арефьев, 2010].

Анализ литературных данных показывает, что исследователи практически единодушно усматривают неразрывную связь между процессами древнего почвообразования и оглеения пород субстрата, т.е. рассматривая их в парагенезисе. Нередко на этом основании производятся палео-ландшафтные реконструкции, свидетельствующие о подпруживании грунтовых вод вплоть до поднятия их до дневной поверхности. Таким образом, воссоздаются условия, при которых по со-

временным представлениям возможно развитие глеевых процессов в почвах [Добровольский, 2007; Зайдельман, 1998; Непомилуев, Козырев, 1970; Фролов, 1992].

Целью предлагаемой статьи является демонстрация разобщенности во времени древнего педогенеза и оглеения на примере результатов исследований красноцветных девонских отложений на Среднем Тимане.

КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Исследования в бассейне р. Цильмы уходят корнями в древние времена — о медных рудах Ти-манской меденосной провинции достоверно известно со времени правления Ивана III, отправившего за государственный счет первую русскую геологоразведочную экспедицию на берега р. Циль-мы в 1491 г. [Карамзин, 1991; Шумилов, 2008]. Тем не менее, несмотря более чем на пятивековую историю с момента открытия и первых попыток освоения медных рудопроявлений, в геологическом отношении рассматриваемый район до сих пор исследован слабо и остается наименее изученным по сравнению с аналогичными объектами с медной минерализацией на Русской платформе [Асаналиев и др., 1990].

На Среднем Тимане в бассейне р. Цильмы широко развиты терригенные отложения нижнего и среднего подъяруса франского яруса верхнего девона. К нижнему подъярусу относятся осадки яранского (яранская свита), джьерского (лиственничная и валсовская свиты) и тиманского (цилемская и устьчиркинская свиты) горизонтов. Верхнему подъярусу принадлежат саргаевский (устьярегская свита) и доманиковый (крайполь-ская свита) горизонты (рис. 1). Следует отметить, что некоторые исследователи [Цыганко, 2006] от-

D3kp

Dзuja

D3cl + иС

D3vl

D3ls

PD3kt

PD3vl

I-

Рис. 1. Схема геологического строения района исследований. 1, 2 — отложения саргаевского горизонта крайпольской (1) и устьярегской (2) свит; 3—5 — пестроцветные терригенные отложения цилемской и устьчиркинской (3) свит тиманско-го горизонта, валсовской (4) и лиственничной (5) свит джьерского горизонта; 6 — канино-тиманский долеритовый ги-пабиссальный комплекс; 7 — валсовские базальтовые покровы и туфы; 8 — обнажения с палеопочвенными профилями в зеленоцветных (а) и красноцветных (б) породах; 9 — крупные тектонические нарушения.

7

8

9

носят породы нижнего подъяруса к среднему девону.

На данном этапе исследований палеопочвен-ные профили уверенно выделены в отложениях объединенных цилемской и устьчиркинской свит, перекрытых со стратиграфическим, а локально и с угловым несогласием мелководно-морскими породами саргаевского горизонта.

Отложения цилемской и устьчиркинской свит относятся к пестроцветной формации и представлены в основном переслаивающимися осадками глин, алеврита и песка в разнообразных пропорциях и разной степени литификации: от слабоалевритистых глин до почти чистых песчаников. Преимущественные цвета пород — зеленовато-серый, зеленый, голубовато-зеленый, реже серый. В целом толща сложена многочисленными элементарными циклитами с песчаной нижней и глинистой верхней частями (рис. 2). Мощности циклитов варьирует от 0.5 до 5 м. Однако следует отметить, что текстурно-структурные

особенности пород в пределах пластов довольно сильно изменяются по простиранию, мощности колеблются в относительно широком диапазоне.

Отмечена смена фаций снизу вверх по разрезу и с запада на восток в плане, заключающаяся в следующем. В нижней части объединенные ци-лемская и устьчиркинская свиты представлены циклитами, часто завершающимися микроконкреционными слоями сидерит-родохрозитового состава, отмечающих перерывы в осадконакопле-нии [Шумилов, 2008; Шумилов, Филиппов, 2008]. Как правило, такие слои ассоциируются со скоплениями раковин рачков конхострак. Для циклитов данного типа характерны сравнительно большие мощности, изредка в них отмечаются крупные растительные фрагменты (рода СаШху-Шоп по определениям А. Л. Юриной, МГУ) захоронены по диагонали к напластованию пород, что косвенным образом указывает на импульсное (катастрофическое) поступление обломочного материала в область осадконакопления. Вполне очевидно, что такие циклиты образовались в мел-

Рис. 2. Зеленоцветные отложения объединенных цилемской и устьчиркинской свит: два элементарных циклита.

Алевролит песчанистый

... 2 ус.

—• \ у- ' . -

Г -г •-

ж

ч

«Г

Песчаник

Глина красная

Алевролит глинистый

Алевролит песчанистый

Песчаник

и Я й ы

н р

а т н е

Е

е л

т

ководно-морских условиях и водоемах типа озер и лагун.

Вверх по разрезу и с запада на восток циклиты приобретают несколько иной облик: здесь их кровля часто представлена красноцветным слоем толщиной до 15 см иногда с плохо сохранившимися редкими инситными корнями, со слабо проявленными признаками педогенеза. На поверхности некоторых из таких слоев отмечаются трещины усыхания, что свидетельствует о жарких засушливых периодах во время экспонирования данных отложений на дневной поверхности. Для отложений характерно довольно высокое содержание углефицированной растительной органики: от мелкого пылеватого рассеянного детрита в алевролитах до так называемых древесных свалов с фрагментами отдельных древесных стволов диаметром до 25 см и длиной до 3 м в песчаниках. Реже встречаются угольные линзы мощностью до 5 см и протяженностью до 15 м. В разрезах с цик-литами данного типа были зафиксированы многочисленные поверхности выравнивания с корытообразными промоинами, образованными, по-видимому, блуждающими временными водотоками. Как правило, палеорусла заполнены галькой (диаметром до 10 см) подстилающих пород, многочисленными крупными фрагментами растений, ориентированными вдоль русла. Обычно русловые фации заполняют не более половины глубины промоины. Ширина русел достигала 50, глубина вреза — до 3 м. Таким образом, данные отложения диагностируются как осадки прибрежной аллювиальной равнины, часто заболоченной.

Конкреционный анализ, литологические и минералогические признаки позволяют сделать заключение о том, что серо- и зеленоцветные отложения цилемской и устьчиркинской свит образовались в условиях теплого переменно-влажного климата.

Красноцветные отложения отмечаются по всему разрезу в виде тонких прослоев и маломощных протяженных линз, в большинстве случаев приуроченных к кровлям элементарных зеленоцвет-ных циклов. Частота их встречаемости и мощности тел постепенно возрастают вверх по разрезу и достигают максимума (до 40 м суммарной мощности) в районе устий рр. Космы и Рудянки. Преимущественным распространением пользуются бескарбонатные или слабокарбонатные (содержание С02 не превышает 1%) глинистые породы. Песчаники встречаются редко в виде маломощных протяженных пластов-линз мощностью до 0.5 м. Цемент в псаммитах, как правило, кальци-товый — от сгусткового до пойкилитового.

Одной из основных особенностей красноцвет-ной толщи является наличие довольно обильных фрагментов углефицированных девонских растений, захороненных на определенных стратиграфических уровнях — древних дневных поверхностях. При этом большая часть растительных остатков псевдоморфно замещена различными минералами, в том числе сульфидом меди — джарлеитом [Шумилов, Каблис, 2008; Шумилов, 2007]. Следует особо подчеркнуть непроницаемость красноцветных глинистых отложений, ска-

зывающейся в том числе на том, что сульфиды меди не окисляются до тех пор, пока не обнажаются на дневной поверхности. Другой характерной чертой рассматриваемых отложений является наличие в них многочисленных палеопочвенных профилей, зачастую располагающихся друг над другом с интервалом 0.5—2 м и образующих палео-педокомплексы [Шумилов, Мингалев, 2009].

ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРАСНОЦВЕТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Опробование красноцветных толщ, включающих палеопочвенные комплексы, производилось методом отбора коротких (5—7 см) вертикальных борозд че

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.

Показать целиком