ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 6, с. 563-574
УДК 553.62 +553.611.2(470.21)
ПОРОДНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЫ ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫХ ДЕЛЬТ (НА ПРИМЕРЕ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ)
© 2007 г. В. Я. Евзеров
Геологический институт Кольского научного центра РАН 184200 Апатиты, ул. Ферсмана, 14; E-mail: yevzerov@geoksc.apatity.ru Поступила в редакцию 17.10. 2005 г.
Породные парагенезисы флювиогляциальных дельт отражают климатическую цикличность. Климатические циклы обусловливали накопление входящих в парагенезис отложений гидродинамических, обломочных и мутьевых потоков. Гидродинамические потоки сначала формировали галечно-валунную привершинную часть дельты, а затем ее передовой склон посредством отложения наклоненных в сторону водоема галечных, песчано-галечных или песчаных, реже галечно-валунных слоев. Энергия потоков в водоеме снижалась, вследствие чего уменьшался размер частиц в пределах каждого наклонного слоя, и по мере формирования дельты крупность слагающего ее материала убывала в дистальном направлении. После образования передового склона дельты на нем зарождались обломочные и мутьевые потоки, распространявшиеся по дну морских и пресноводных водоемов и последовательно отлагавшие гравийный материал, пески различной зернистости и ленточные глины. К отложениям рассматриваемого парагенезиса в регионе приурочены месторождения песка, песчано-гравийных смесей (до 40% от общих запасов Мурманской области) и практически все разведанные месторождения кирпичных глин.
Парагенетическая связь отложений флювиогляциальных дельт с ленточными глинами при-ледниковых озер была достаточно давно установлена в Швеции ^е Geer, 1940] и Канаде [Вапефе, 1973]. Позднее парагенетическая связь отложений флювиогляциальных дельт как с озерно-лед-никовыми, так и с ледниково-морскими толщами глин была выявлена на Кольском полуострове [Евзеров, 1988, 2000], причем в толщах глин были встречены отложения обломочных потоков [Евзеров, 1988; Bakhmutov et а1., 1993 ]. Однако в полной мере их место и значение в рассматриваемом породном парагенезисе удалось установить только в последние годы при обследовании наиболее глубоких карьеров, вскрывших отложения флювиогляциальных дельт.
Интерес к изучению породных парагенезисов флювиогляциальных дельт обусловлен тем, что к ним приурочены крупные месторождения песка и песчано-гравийных смесей, суммарные запасы которых составляют около 40% общих запасов указанного вида сырья в Мурманской области, и практически все разведанные в области месторождения кирпичных глин. Выявленные автором закономерности строения и образования указанных парагенезисов успешно использовались для расширения сырьевой базы строительных материалов района исследований. Целью данной работы является реконструкция условий формирования породного парагенезиса флювиогляциальных дельт; их размещение в регионе показано на
рис. 1. Анализ схемы свидетельствует о концентрации дельт в западной части региона, что является следствием господства в ее пределах рассекающей дегляциации [Евзеров, 2000].
Породные парагенезисы флювиогляциальных дельт, сформировавшиеся в период деградации поздневалдайского ледникового покрова на крайнем северо-западе России (на территории Мурманской области), включают в себя три составляющие. Это осадки флювиогляциальных дельт, сформированные талыми ледниковыми водами (гидродинамическими потоками), толщи глин, образованные мутьевыми потоками, и горизонты отложений обломочных потоков, преимущественно песчаных, залегающие под осадками флювиогляциальных дельт и в глинистых толщах.
Природа гидродинамических потоков не нуждается в дополнительных разъяснениях. Однако необходимы предварительные замечания, касающиеся принятой терминологии и условий существования обломочных и мутьевых потоков. Вслед за А.С. Поляковым [2001] мы полагаем вполне рациональным выделение среди гравитационных процессов перемещения обломочного материала как в морских, так и в пресноводных водоемах, помимо камнепада, крипа осадков, сползания блоков и оползней, всего двух видов потоков: обломочных потоков различного состава (песчаных, иловых и т.д.) и турбидитных течений низкой плотности или мутьевых потоков.
30° 36°
68°
66'
30° 36°
Рис. 1. Схема распространения флювиогляциальных дельт на территории Мурманской области. Дельты: Ур - Урагубская, С - Сайдагубская, Л - Луостарская, У - Усть-Пялкская.
Точного граничного значения плотности для выделения указанных потоков не существует. Тем не менее, вероятно, для мутьевых потоков низкой плотности это значение не должно превышать 1.14-1.16 г/см3 при плотности частиц, равной 2.65 г/см3. Такое значение отвечает 9% концентрации взвеси, при которой расстояния между частицами равны их диаметру и возникает вероятность столкновения частиц [Bagnold, 1954 и др.]. Обломочный материал в мутьевых потоках поддерживается во взвешенном состоянии посредством турбулентности, по мере ослабления которой происходит отложение все более тонких минеральных частиц. Обломочные потоки - это пластичные потоки, в которых обломочный материал поддерживается напряжением матрикса, дисперсионным давлением и равновесием плавучести (buoyant lift) [Shanmugam, 1996]. Они практически не оказывают эрозионного воздействия на подстилающие осадки. Осаждение из таких потоков происходит в определенный момент в результате одновременной остановки всего перемещающегося обломочного материала.
ОТЛОЖЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ
Дельты обычно приурочены к линейным депрессиям, реже к более или менее изометричным понижениям рельефа. К проксимальным частям дельт примыкают озы и ложбины стока, сформированные потоками талых ледниковых вод, которые поставляли обломочный материал в прилед-никовые бассейны. Размеры дельт варьируют от 0.3-0.5 до нескольких десятков квадратных километров. Мощность слагающих их отложений в среднем составляет 10-20 м, достигая на северо-западе региона 80 м. Форма дельт зависит, в основном, от формы вмещающей ее депрессии коренного рельефа. Выделяются прямоугольные, треугольные и изометричные дельты.
Модель строения и формирования флювиогляциальных дельт разработал А. Микалаускас [1985]. Согласно этой модели в строении дельты различаются три зоны осадконакопления: привершинная, центральная и дистальная. В привершинной зоне накапливались отложения грязека-менных оплывин, переслаивающиеся со слоистыми
песчано-гравийными и галечными отложениями, и косо- и горизонтально-слоистые осадки. Оплы-винная фация седиментации установлена только в дельтах ледниковых тоннелей и каналов. Для центральной зоны характерны диагонально косо-слоистые однонаправленные слои песчано-гра-вийного материала, перекрытые маломощными горизонтально-слоистыми прослоями отложений этих же размерных фракций. И, наконец, ди-стальная зона представлена преимущественно песчаными и песчано-алевритовыми флювиогля-циально-лимногляциальными отложениями с косой и волнистой слоистостью, переходящими в горизонтально-слоистые осадки.
В Мурманской области, как и в Прибалтике [Микалаускас, 1985], развиты дельты ледниковых тоннелей и каналов и дельты устьев долин стока и водноледниковых магистралей. Дельты тоннелей и каналов невелики по размерам и весьма ограниченно распространены на исследованной территории. Поэтому в статье основное внимание уделено характеристике строения широко развитых в регионе дельт устьев долин стока и водно-ледниковых магистралей - основных источниках песка и песчано-гравийных смесей. Эти дельты активно эксплуатируются и в настоящее время вскрыты многочисленными карьерами, наиболее "свежие" из которых дают возможность изучить их внутреннее строение. В Мурманской области валуны кристаллических пород не используются для производства гравия. Поэтому проксимальные части дельт, сложенные обычно крупнообломочным материалом, очень редко вскрываются карьерами. Нам удалось с разной степенью детальности, зависящей от сохранности выработок, исследовать привершинные части двух дельт, одной из которых является Сайдагуб-ская. В обоих местонахождениях разрез представлен валунно-галечным материалом (60%) с единичными прослоями и линзами песка. Валуны слабо, средне или плохо окатаны. Их размер обычно составляет 20-30 см в поперечнике, редко достигая 60-70 см. Промежутки между валунами заполнены смесью песка и гравия. Толщина прослоев песка с гравием и редкой галькой изменяется от 10 до 40 см. Песок средне- и крупнозернистый с неотчетливой горизонтальной слоистостью. Линзы также сложены средне- и крупнозернистым песком. Их длина измеряется первыми метрами, толщина достигает 30 см. В толще намечается субгоризонтальная дифференциация крупнообломочного материала по размеру и уменьшение размера обломков в дистальном направлении.
Наиболее интересна и в практическом и в генетическом отношении средняя часть рассматриваемых дельт. Она представлена диагонально-ко-сослоистыми отложениями и обнаружена во всех изученных дельтах. Эти отложения часто, а, возможно, и повсеместно имеют линзовидное строе-
ние. Ширина линз составляет от нескольких метров до первых десятков метров, длина по падению, как правило, несколько превышает ширину. Линзы, ориентированные под различными углами к оси дельты и падающие под различными углами, вложены друг в друга. В продольном разрезе видна диагональная слоистость с изменяющимися углами падения слоев. Примером может служить разрез Сайдагубской дельты. Здесь в средней части дельты (рис. 2а,б) обнаружены наиболее протяженные косые слои, длина которых составляет более 20 м при перепаде высот 15 м. Толщина слоев варьирует от 1 до 1.5 м. Один из слоев задокументирован в двух пересечениях. В верхнем пересечении (см. рис. 26, разрез I) слой сложен гравийно-галечным материалом с прослоями гравелистого песка, в нижнем пересечении в слое доминирует песок (см. рис. 26, разрез II). Иными словами, наблюдается убывание размера обломочного материала вниз по разрезу, что характерно для диагонально-косослоистых серий [Микалаускас, 1985].
Дистальная составляющая дельт, подобная выделенной в Прибалтике А. Микалаускасом [1985], в Мурманской области не обнаружена. В расс
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.