УДК 551
ПЕСЧАНИКИ МОЛАССОВОЙ ФОРМАЦИИ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПРЕДУРАЛЬСКОГО ПРОГИБА
© 2015 г. Г. А. Мизенс, А. В. Маслов
Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН 620075Екатеринбург, Почтовый пер., 7;
E-mail: mizens@igg.uran.ru Поступила в редакцию 20.02.2013 г.
Показано, что песчаники молассовой формации (верхняя пермь-нижний триас) южноуральского сегмента Предуральского прогиба являются граувакками, в составе которых преобладают обломки кремней, кварцитов и кварцитовидных песчаников, а также присутствуют фрагменты известняков, полимиктовых песчаников, основных и кислых магматических пород, серпентинитов. Цементирующее вещество в псаммитах представлено коррозионным кальцитом, нередко в песчаниках много цеолитов (анальцим и гейландит). Соотношение различных типов обломочных зерен позволяет утверждать, что рассматриваемые псаммиты сформированы, в соответствии с представлениями В. Диккинсона, за счет разрушения пород рециклированного орогена и складчато-надвигового пояса. По сравнению с фанерозойскими песчаниками средние содержания SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O и P2O5 в граувакках рассматриваемой молассы ниже, а MgO, CaO, MnO и Na2O выше (от ~1.4 до ~3.8 раз). Средние содержания подавляющего числа элементов-примесей в песчаниках верхней перми и нижнего триаса меньше, чем в породах верхней континентальной коры. Значения Th/Sc и Zr/Sc указывают на их преимущественно петрогенный характер. Сумма редкоземельных элементов в изученных песчаниках варьирует от 21 до 100 г/т. Наиболее высокие средние величины суммы РЗЭ, как и LaN/YbN, характерны для псаммитов татарского яруса. По всей видимости, в это время в области размыва были распространены магматические породы кислого состава. Судя по ряду геохимических особенностей песчаников, существенной дифференциации химического состава кла-стики во время ее относительно недалекого переноса не происходило. Положение точек псаммитов на диаграммах Qj/(F + R)—Qp/(F + R) и (Al2O3 + K2O + Na2O)/SiO2, а также достаточно низкие значения гидролизатного модуля свидетельствуют о формировании их в условиях аридного климата, что хорошо согласуется с геологическими данными. В целом, молассовые песчаники южноуральского сегмента Предуральского бассейна представляют собой один из немногих геологических объектов, где хорошо выражена сопоставимость между результатами реконструкции условий образования, полученными по геологическим и литогеохимическим данным.
DOI: 10.7868/S0024497X15050067
Предуральский прогиб представляет собой классическую предгорную (краевую) структуру, расположенную между платформой и коллизионным палеозойским Уральским орогеном. Прогиб выполнен осадочным комплексом изменчивой мощности (от 1—2 до 6—7 и более км), в составе которого доминируют отложения флишевой (С2— Р1) и молассовой (Р2—Т1) формаций [Мизенс, 1997а, б]. Шлировые (в основном на севере) и эвапоритовые образования развиты в меньшей степени. Петрографический состав отложений в пределах прогиба изучен относительно хорошо, чего нельзя сказать о литогеохимических особенностях этих пород. Сведения о них фрагментарны. Тем не менее, для более уверенной диагностики источников обломочного материала, определения их природы, эти данные необходимы.
За последние десятилетия индикаторная роль литогеохимических характеристик, как тонко-
зернистых обломочных образований, так и песчаников, многократно и на разных объектах подтверждена как отечественными, так и зарубежными исследователями [Тейлор, МакЛеннан, 1988; Юдович, Кетрис, 2000; Интерпретация ..., 2001; Маслов, 2005, 2012; Rollinson, 1994; Geochemistry ..., 2003 и др.]. Поэтому целью нашей работы было заполнить в какой-то мере все еще существующий пробел в представлениях о минералого-петрографических и литогеохими-ческих особенностях псаммитов верхней перми-триаса (собственно молассы) южноуральского сегмента Предуральского прогиба.
СТРОЕНИЕ РАЗРЕЗОВ МОЛАССЫ
Молассовые толщи в пределах Предуральского прогиба распространены почти повсеместно, в том числе и в его южной части (Актюбинская и Бель-ская впадины), где мощность этих образований
достигает 3000—4000 м [Стратиграфические...., 1993]. Как показано В.П. Твердохлебовым [2001а, б и др.], верхнепермские и нижнетриасовые отложения, слагающие молассу на рассматриваемой территории, формировались в условиях предгорной пролювиально-алювиальной равнины (баяды) и представляют собой отложения шлейфа предгорных конусов выноса, где развиты фации русловые, пойменные, озерные и другие, встречаются также и эоловые образования. На востоке в их составе распространены валунные и галечные конгломераты, гравелиты, песчаники, в западных разрезах преобладают песчано-глинистые породы с многочисленными горизонтами каличе, встречаются доломиты и гипсы.
В настоящей работе приведены результаты изучения минералого-петрографического и химического состава песчаников, обнажающихся на правобережье р. Сакмары ниже устья р. Большой Ик и вдоль правого борта последнего (рис. 1). Согласно Геологической карте Урала масштаба 1 : 500000 [Геологическая ..., 1979], они относятся к казанскому (обнажения 3030, 3035, 3036 и 3037) и татарскому (обнажения 3029, 3031 и 3032) ярусам верхней перми и к нижней части триаса (обнажения 3033 и 3034). Для сравнения в статье представлены также данные по песчаникам верхней части артинского яруса нижней перми (обнажение 3038, р. Белая, ниже устья р. Сырять).
Отложения верхнеартинского подъяруса представлены сероцветными песчаниками мелко-, крупно- и грубозернистыми, с многочисленными следами размывов, линзами гравелитов и глинистых образований. Текстура пород чаще всего массивная, но встречается и косая, преимущественно мелкая, и горизонтальная слоистость. На некоторых уровнях обнаружены морские органические остатки (фузулиниды, обломки мшанок и брахиопод), постоянно присутствует растительный детрит.
Казанские отложения преимущественно гру-бообломочные. В разрезах преобладают серо- и красноцветные разногалечные конгломераты, в различной степени сортированные и сгруженные, гравелиты и грубо-, крупно-, реже средне-зернистые песчаники, чередующиеся в виде неправильных линз (рис. 2). В песчаниках иногда видна крупная косая слоистость, ориентирован-
ная на запад. Среди галек в обн. 3030 преобладают известняки, много разнообразных кремней, присутствуют вулканиты, полимиктовые песчаники и жильный кварц. Гальки, за исключением кремней, хорошо окатаны. Состав их по простиранию, однако, меняется. В обнажениях 3036 и 3037 преобладают кремневые гальки, присутствуют вулканиты (базальтоиды и кислые разности), известняки, кварциты, редкие гальки жильного кварца. Очевидно, что в перечисленных обнажениях мы имеем дело с отложениями разных конусов выноса. Пачки грубообломочных пород в разрезах казанского яруса чередуются с песчано-глинисты-ми образованиями, отражающимися в рельефе в виде пониженных участков. Так, в придорожных карьерах у д. Аютово (обн. 3035) вскрыты красно-цветные глинистые породы мощностью в 30—40 м с многочисленными маломощными горизонтами комковатых каличе. Несмотря на красноцвет-ность, в этих глинах иногда встречаются неокис-ленные растительные остатки.
Отложения татарского яруса в целом более тонкозернистые, чем описанные выше, но и здесь имеет место чередование пачек с различным содержанием обломочного материала. Так, обнажения 3029 и 3032 представлены преимущественно глинистыми породами, содержащими горизонты каличе, прослои тонко- и мелкозернистых песчаников, реже пачки более грубых пород — песчаников от мелко- до крупнозернистых, иногда мелкогалечных конгломератов и гравелитов. Глинистые породы большей частью содержат примесь песчаного материала, реже аргиллиты чистые, без песка и карбонатных стяжений, тонко (ленточно) слоистые. Все эти породы преимущественно красноцветные, но встречаются пакеты зеленовато-серых песчаников и темных аргиллитов с многочисленными растительными остатками. Обнажение 3031 представляет глинистый интервал разреза данного стратиграфического уровня. Это красноцветные образования, слабопесчанистые с многочисленными горизонтами каличе толщиной 30—50 см, иногда до 2 м. Присутствуют включения окисленных растительных остатков. Иногда встречаются маломощные пакеты чередующихся аргиллитов и тонкозернистых песчаников (или алевролитов) с тонкой косой и косо-волнистой слоистостью, редко прослои мелкозернистых песчаников.
Рис. 1. Обзорная схема района работ (а), положение исследованного района в общей структуре Уральского складчатого пояса (б) и его схематическая геологическая карта (в), составленная на основе Геологической карты Урала масштаба 1 : 500000 [Геологическая ..., 1979].
1 — Предуральский краевой прогиб; 2 — Западно-Уральская зона; 3 — Центрально-Уральская зона; 4 — Тагило-Маг-нитогорская зона; 5 — Восточно-Уральская зона; 6 — Зауралье; 7 — Платиноносный пояс; 8 — Главная гранитная ось; 9 — исследованные обнажения. ГУР — Главный Уральский разлом. С-Р1 — каменноугольно-нижнепермские отложения; Р1к — кунгурский ярус; Р2и — уфимский ярус; Р2кг — казанский ярус; Р21 — татарский ярус; Т1 — нижний триас; Т2 — верхний триас; — неоген-четвертичные образования.
Рис. 2. Текстурные особенности верхнепермско-нижнетриасовой молассы.
а, е, ж — нижний триас, обнажение 3033; б—д — казанский ярус верхней перми, обнажение 3030; з — татарский ярус верхней перми, обнажение 3031: а — линзовидное чередование песчаников и конгломератов; б — линза плохо сортированного конгломерата среди песчаников; в — конгломераты в разной степени сортированные и сгруженные, местами с неотчетливой косой слоистостью; г — чередование гравелитов, конгломератов и песчаников; д — конгломераты хорошо сгруженные; е — линзовидное чередование конгломератов и песчаников, массивных и косослоистых; ж — песчаники плохосортированные, косослоистые, сменяются конгломератами по границе размыва; з — карбонатные стяжения (каличе) в глинистой породе.
Нижний триас (обнажения 3033 и 3034) представлен красноцветными грубообломочными породами — конгломератами от мелко- до валунно-галечных с линзами плохосортированных песчаников, грубо- 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.