ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 1, с. 45-62
УДК 551.735/736+631.851(470.5)
ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ ЮЖНОУРАЛЬСКИЙ ФОСФОРИТОНОСНЫЙ БАССЕЙН: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ФОСФАТОПРОЯВЛЕНИЙ, ИХ ФАЦИАЛЬНАЯ И СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
© 2007 г. Б. И. Чувашов, Л. П. Яковлева
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7; E-mail: chuvashov@igg.uran.ru
Поступила в редакцию 05.10.2005 г.
На основе детализированной биостратиграфии всего полифациального осадочного комплекса Пред-уральского прогиба показано распространение позднепалеозойских (средний карбон-пермь) типов фосфатопроявлений и месторождений фосфоритов, прослежена их генетическая связь с развитием прогиба и фациальный контроль в локализации. Обоснован новый взгляд на природу Ашинского и Домбарского месторождений, по иному трактуется возраст первого из них. Высказаны предложения о перспективах их промышленного освоения.
Находки фосфоритов на территории западного склона Южного Урала известны с середины тридцатых годов прошлого века. Описанию разномасштабных фосфатопроявлений (ФП) посвящена небольшая серия публикаций [Ворожева, 1937, 1939, 1941; Мизенс, 1990; Плотникова, Смирнов, 1959; Уфлянд, 1941], а также более многочисленные рукописные отчеты. Большинство из опубликованных работ и отчетов касаются отдельных рудопроявлений или небольших их групп. Немногие попытки обобщения сведения по всей территории сводились к их сводке. Общим недостатком описаний отдельных ФП и обобщающих работ по этой проблеме являлась несовершенная, а порой и ошибочная стратиграфия. Ниже мы попытаемся дать системное изложение материала, базируясь на обширной фондовой литературе, публикациях и собственных наблюдениях.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФОСФОРИТОНОСНОГО БАССЕЙНА
Многолетние работы по изучению верхнепалеозойских отложений, их детальной стратиграфии и сопоставлению разнофациальных толщ Западного Урала и прилегающих участков Русской платформы позволили нам выделить основные типы ФП, установить их палеотектониче-скую и фациальную природу, максимально точный геологический возраст. На основании этих, большей частью новых сведений целесообразно обосновать выделение Южноуральского позднепа-леозойского фосфоритоносного бассейна (ЮФБ), все рудопроявления в границах которого целиком определяются закономерностями развития Пре-дуральского краевого прогиба (ПП) [Чувашов, 1998], а точнее его южной части, начиная от широты г. Красноуфимска (56° 37' с. ш.) на севере, до Прикаспия на юге (рис. 1). Другими словами, в состав ЮФБ входят следующие структурные эле-
Рис. 1. Обзорная карта южной части Предуральского краевого прогиба (ПП).
I - положение западной границы ПП в московский век; 2 - положение западной границы ПП в гжельский век; 3 -Стерлитамакский тип рифовой системы, трассирующей западную границу ПП (обособленные ассельские рифы, несколько смещенные к западу стерлитамакско-раннеартинские рифы); 4 - Дуванский тип рифовой системы на западной границе ПП (совмещенные ассельско-стерлитамакские рифы); 5-9 - положение западной границы прогиба: 5 - в ассельский век, 6 - в тастубское время сакмарского века, 7 - в раннеартинское время, 8 - в позднеартинское время по линии Саргинских рифов, 9 - в раннекунгурское время по линии Сылвинских рифов: I - Дуванская рифовая система;
II - Стерлитамакская рифовая система; 10-13 - географическое распространение основных типов проявлений фосфоритов: 10 - кластических, 11 - конкреционных, 12 - пластовых, 13 - конкреционных и пластовых; 14 - Ашинский тип месторождения фосфоритов; 15 - связанных с осадками, перекрывающими рифы.
Цифрами на схеме обозначены известные проявления и месторождения фосфатов, из них рассматриваемые в тексте: 4 - Тастубское; 5 - Улькундинское; 11 - Симское; 16 - Ашинское; 20 - Улутауское; 25 - Воскресенское; 26 - Красно-усольское; 27 - Юрак-Тау; 29 - Шах-Тау; 32 - Тра-Тау; 36 - Селеукское; 43 - Сирять; 44 - Иштуганово.
56°
52°
Пермская область
Дуванская группа
4
5 ДУ,ан
Ашинская группа
12
13
10
157 911
л 16 11
Аша 17
14
Уфа
Сатка
Усть-Катав Катав-Ивановск
Карабаш
Златоуст ©
Миасс
II 27
Стерлитамак
32
Ишимбай
18
19 э20 22 21
24 23
25 26
Красноусольский
Белорецк
V1/
33
Селеукская
Верхне-Уральск
Челябинская область
36-38 43
44 45 ^Кумертау4«в
группа
49
50
I 50
53
55
57
58
51
52 54
56
59
60
Оренбургская область
увандык
Медногорск
6
Рис. 2. Обобщенный разрез предфлишевой формации Предуральского прогиба.
Флишевая формация 7 Песчаниковый флиш
• • -X ■ • -X• •
• • -X ■ • -X• •
• • *Х • • *Х • •
• • -X • • -X• •
6 •!•••! • • • Глинисто-карбонатно-песчаниковая пачка Рассеянные микростяжения и обломки фосфоритов
I' 1
1 1 1
• • -х ■ ■ ■ х■ •
1 1 1
•X • • • X• • •
Предфлишевая формация 5 •!• ••!••• X • Песчаниково-карбонатно-глинистая пачка
1 1 1
• Х- • "X • • • X •
1 1 1
•X" • -X • • • X • •
4 1 1 1 Горизонт пластовых фосфоритов Глинисто-карбонатная пачка Горизонт желваковых фосфоритов
1 1 1
1 1 1 1
1 ~ 1 ~ 1 ~
1 1 1
1 ^ 1 ^ 1
1 1 1
3 1 1 Глинисто-кремнистая пачка с тонкими прослоями известняков и доломитов
......
2 зДш Пачка пелитоморфных слоистых известняков с прослоями аргиллитов
Карбонатная платформа 1 Верхняя часть карбонатной формации-субформация слоистых карбонатов и субформация органогенных построек
-Гфициьг
1 1 1 1 1 1
' 1 ' 1 ' 1
' 1 ' 1 ' 1 1 1 1 1 1 1
менты Предуральского прогиба (с севера на юг): Юрюзано-Айская впадина, Симская мульда, Вельская и Актюбинская впадины. Можно также предсказать, что южным замыкающим продолжением ЮФБ будет и Прикаспийская депрессия, учитывая историческую связь этой крупной структуры с ПП и общие закономерности их развития [Chuvashov, Crasqшn-Soleau, 2000].
В литературе имеются также сведения о фосфо-ритоносности пермских и триасовых отложений се-
верной части ПП [Чалышев, 1968]. В артинских и кунгурских отложениях этой территории невысокие содержания фосфора обнаружены в карбонатных конкрециях, залегающих среди глинистых пород флишевой формации. Только в одном случае (из 21 анализа) содержание Р2О5 составило 18%, в двух анализах - 4—7%, в остальных - 1-3%. Более значительные содержания фосфора (до 30%) зафиксированы в верхнеоленекском подъярусе нижнего триаса р. Большая Сыня. По всей веро-
Проявления фосфоритов (ПФ-1У группы), связанные с осадками, покрывающими рифовый массив
Уровень моря на момент образования ПФ
2 4
Главная зона фосфатонакоплення, связанная с осадками предфлишевой формации
Фациальные зоны, бесперспективные на обнаружение значительных запасов фосфоритов
17
Рис. 3. Фациальная и палеотектоническая позиция основных типов фосфатопроявлений на широтном профиле через Предуральский прогиб.
I - зона рассеянного фосфатопроявления в породах флишевой формации; II - главная зона фосфатонакопления: достоверные и предполагаемые (?) поля распространения конкреционных фосфоритов; III - участки развития пластовых фосфоритов.
1 - линзообразные участки фосфорита в рифовых, слоистых известняках и доломитах, перекрывающих рифовые массивы; 2 - плащеобразные, обогащенные фосфором, мергельные и глинистые осадки, перекрывающие быстро погрузившиеся на глубину карбонатные массивы; 3 - нептунические дайки, заполненные глинистыми известняками и мергелями, обогащенными фосфором; 4 - нептунические дайки, заполненные продуктами разрушения ФП 1-3 подтипов; 5 - конкреционные фосфориты; 6 - пластовые фосфориты; 7 - конгломераты; 8 - гравелиты; 9 - песчаники; 10 - оли-стостромы; 11 - аргиллиты; 12 - мергели; 13 - известняки; 14 - пелитоморфные известняки; 15 - доломиты; 16 - известняковые брекчии; 17 - кремни. КП - карбонатная платформа.
ятности, Верхняя-Печорская и Большесынинская впадины ПП, для которых приводятся эти данные, представляют собой территории особого режима осадконакопления, с процессами концентрации фосфора, отличными от таковых в Южноуральском фосфоритоносном бассейне.
В настоящей статье мы ограничимся представлением сведений по части ПП в границах Юрюза-но-Айской впадины, Симской мульды и Бельской впадины, поскольку этого материала достаточно, чтобы решить поставленные задачи.
История развития ПП подробно освещена ранее [Чувашов, 1998]. Приведем только некоторые сведения, необходимые для понимания представленного материала. В основании ПП (рис. 2, 3) залегает карбонатная платформа, возраст кровли которой изменяется от раннебашкирского на востоке до артинского на западе. Карбонатные породы основания ПП выделены как карбонатная формация с подразделением ее на две субформации - слоистых карбонатов (СФСК) и массивных органогенных построек - биогермов и рифов (СфОП), которые надстраивают субформацию слоистых пород. Следующая выше предфлише-вая формация (ПФ) залегает на карбонатах СФСК или ОП. В Бельской впадине выше слоистых известняков присутствует пачка (до 30 м) пе-литоморфных известняков с подчиненными про-
слоями аргиллитов и мергелей, известная как ташлинская свита. Поскольку ташлинская свита генетически связана с ПФ, мы включаем ее в состав последней. Некоторые прослои известняков и мергелей этой свиты отличаются повышенным содержанием фосфора [Степанов, Гусева, 1939; Волков, 1974].
ПФ является основным носителем фосфатного материала и заслуживает более подробного описания. В наиболее полном виде ПФ состоит из следующих ассоциаций пород (см. рис. 3), залегающих выше карбонатной формации, которая на колонке обозначена цифрой 1.
2 - Ташлинская свита слоистых пелитоморф-ных известняков с кремнями развита локально и отражает начальную стадию разрушения существенно карбонатных пород в зонах денудации и накопления фосфатного вещества.
3 - Глинисто-кремнистая пачка, сложенная черными известковистыми аргиллитами с многочисленными (иногда редкими) прослоями черных кремней (толщина 1-15 см), тонкими (1-5 см) слойками пелитоморфных известняков и доломитов, пепловых туфов. Мощность пачки от 1-2 м до 5 м.
4 - Глинисто-карбонатная пачка составляет основную часть разреза ПФ (не менее 5
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.