ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 3, с. 298-311
УДК 551
РЕКОНСТРУКЦИЯ ПАЛЕОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕРХНЕЮРСКИХ КОНГЛОМЕРАТОВ КРЫМСКОГО ПОЛУОСТРОВА
© 2007 г. А. В. Лаломов
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
119017 Москва, Старомонетный пер. 35;
E-mail: lalomov@mail.ru Поступила в редакцию 24.04.2006 г.
Толща конгломератов и песчаников, относящаяся к верхнеюрскому отделу мезозойских отложений, слагает главную гряду крымских гор. Гранулометрические и текстурные особенности отложений свидетельствуют об активном гидродинамическом режиме среды осадконакопления. В небольших количествах конгломерат содержит экзотические гальку и валуны гранита и гранодиорита, которые, по всей вероятности, были принесены с Украинского докембрийского кристаллического щита, расположенного в 400 км к северу от Крымского п-ва. Палеогидродинамические параметры и механизмы транспортировки обломочных отложений моделировались с использованием различных методик, применяемых при инженерно-геологических расчетах. Полученные результаты продемонстрировали удовлетворительную сходимость данных. Вычисления показали, что исследуемая толща была сформирована в течение короткого (по геологическим меркам), но очень интенсивного эпизода осадконакопления, связанного с активными тектоническими процессами, которые явились причиной активизации гидродинамических и седиментационных процессов в палеобассейне.
Верхнеюрские конгломераты и песчаники (ВКП) главной гряды Крымских гор чрезвычайно информативны с точки зрения реконструкции палеогидродинамических условий: их строение и состав позволяют рассчитать динамические параметры потока, в условиях которого происходили перенос и отложение осадков.
Конгломераты и песчаники относятся преимущественно к верхней части келловейского, окс-форскому и нижней части кимериджского ярусов и входят во второй структурный ярус крымского орогена [Хаин, 2001]. Чаще всего они резко несогласно залегают на подстилающем флише таврической свиты триаса, представляющем первый структурный этаж. Эрозионная поверхность между этими комплексами свидетельствует об интенсивном механическом размыве.
Эти отложения по простиранию не выдержаны и прослеживаются в виде линз в основании верхнеюрского отдела на всем протяжении Горного Крыма от Феодосии на востоке до мыса Фи-олент на западе на расстоянии 150 км. Мощность ВКП на отдельных участках достигает 700-800 м. Наиболее полно эти отложения представлены в районе г. Ю. Демерджи (рис. 1).
Выше по разрезу конгломераты и песчаники перекрываются толщей известняков. Граница между конгломератами и известняками часто выражена нечетко: на отдельных участках наблюдается постепенный переход, связанный с уменьше-
нием содержания галечного материала и увеличением известковистости песчаников вплоть до их перехода в песчанистые известняки.
ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЕРХНЕЮРСКИХ КОНГЛОМЕРАТОВ И ПЕСЧАНИКОВ
В строении толщи ВКП выделяются три горизонта, различающиеся по вещественному и гранулометрическому составу и текстурным особенностям отложений. Выделение этих горизонтов производится с некоторой степенью условности -переходы между ними постепенные; в пределах одной литологической разности могут существовать линзы и прослои из соседних горизонтов.
Гранулометрический состав отложений был исследован путем измерения размеров крупного гравия, гальки и валунов, а также протяженности участков заполнителя (частиц менее 5 мм) вкрест простирания толщи. Результаты, усредненные по горизонтам, представлены в табл. 1.
Снизу вверх по разрезу выделяются:
ВКП-1. Нижний горизонт представлен валун-но-галечным конгломератом с песчано-глини-стым заполнителем (матриксом). Цемент конгломерата базальный: крупный материал (галька и валуны) "подвешен" в плохосортированной вмещающей массе, содержание которой в среднем для горизонта составляет 37%. Заполнитель со-
Рис. 1. Обнажение верхнеюрских конгломератов на юго-западном склоне г. Демерджи.
стоит из разнозернистого песка с алевритом и монтмориллонит-гидрослюдистой глиной [Геология..., 1969]. Алеврито-глинистый материал составляет до 20% заполнителя. Валуны и галька преимущественно средне- и слабоокатанные. По петрографическому составу преобладают средне-мелкозернистые окварцованные песчаники, алевролиты, сланцы; содержание гальки кварца не более 10-15%. Преимущественной ориентации крупнообломочного материала не наблюдается. Размер отдельных валунов песчаника достигает 0.8 м (рис. 2). Градационная слоистость проявлена нечетко. Иногда в верхней части горизонта наблюдаются линзы грубозернистого песка с косой слоистостью мощностью 0.3-0.6 м и протяженностью 3-8 м. Максимальная мощность этого горизонта достигает 300 м.
ВКП-2. Средний горизонт представлен средне и хорошо окатанным валунно-галечным конгломератом со среднесортированным песчаным по-
ровым заполнителем (около 30%). Отложения этого горизонта в основном хорошо стратифицированы. Слои и линзы средне- и грубозернистого песка с косой слоистостью потокового типа [Ло-гвиненко, 1974] толщиной до 0.5 м составляют до 20-30% от мощности всей толщи и чередуются со слоями валунно-галечного материала мощностью до 2-3 м. По простиранию слои не выдержаны, часто наблюдается их выклинивание и смена литологического состава на расстоянии в первые сотни метров.
Уплощенная галька ориентирована преимущественно параллельно плоскости напластования. Длинные оси галек ориентированы в основном с запада-северо-запада на восток-юго-восток. Градационная слоистость выражена уменьшением крупности обломочного материала в пределах каждого слоя снизу вверх по разрезу, а также увеличением толщины песчаных слоев в верхней части горизонта. Косослоистые серии имеют паде-
Таблица 1. Гранулометрический состав верхнеюрских конгломератов и песчаников
Гори- Класс крупности, % Диаметр крупнообломочных частиц, мм Стандартное
зонты <5 мм (матрикс) 5-10 мм 10-20 мм 20-40 мм 40-80 мм 80-160 мм >160 мм максимальный средний отклонение
ВКП-1 37.0 37.0 3 .0 40.0 4 .9 44. 9 13. 3 58. 2 11. 4 69. 6 22. 8 92. 4 7.6 100 780 91 42.8
ВКП-2 28.6 28.6 5 .4 34. 0 3 .0 37. 0 19. 2 56. 2 24. 2 80. 4 19. 6 100 0.0 100 370 62 33.9
ВКП-3 69.0 69.0 7 .3 76. 3 9 .2 85. 5 9 .8 95. 3 2 .0 97. 3 2.7 100 0.0 100 200 30 18.0
Примечание. В числителе - содержание класса; в знаменателе - кумулятивные содержания.
Рис. 2. Валуны диаметром до 0.8 м.
ние слоев на юг-юго-восток под углом 20°-25°. Мощность серий достигает 1-1.2 м.
В конгломератах Демерджи и Чатырдага кроме местных пород изредка встречаются хорошо окатанные валуны и галька биотит-роговообман-ковых гранитов, гранит-порфиров и гранодиори-тов (рис. 3). По данным, полученным в Лаборатории абсолютного возраста горных пород Института геологических наук АН УССР, эти гранитоиды имеют позднепротерозойский возраст, что указывает на транспортировку обломочного материала не только с близкорасположенных участков суши, но и с удаленных кристаллических массивов [Геология..., 1969]. Поскольку основное поступление материала происходило с севера, то источником этих пород, скорее всего, являлся Украинский кристаллический массив, находящийся на расстоянии около 400 км [Добровольская, 1966]. В районе г. Ю. Демерджи мощность
этого горизонта приблизительно 250 м. Верхняя граница нечеткая; она выделяется по существенному уменьшению содержания и крупности галечника и увеличению толщины песчаных слоев.
ВКП-3. Верхний горизонт состоит преимущественно из разнозернистых песчаников с гравием и мелкой галькой. Содержание крупнообломочной гравийно-галечной составляющей изменяется от 30-40% в нижней части горизонта до 10-15% в верхней. Песчаники, как правило, имеют явно выраженную слоистую, реже - массивную (преимущественно в верхней части горизонта) текстуру. Слоистость подчеркивается прослоями мелкого гравия толщиной до нескольких сантиметров. В песчаных слоях встречается косая однонаправленная слоистость потокового типа. Толщина ко-сослоистых серий составляет 0.6-1.0 м. Падение слоев преимущественно на юг (азимут 140-200°) под углом 15-20°. Галька, как правило, хорошо
окатанная, мелкая. Встречаются единичные валуны до 15-20 см.
Мощность горизонта приблизительно 200 м. Верхняя граница выражена постепенным переходом (на протяжении не более 3-5 м) к перекрывающим известнякам. Нижняя часть известняков содержит песок (до 10%) и мелкую хорошо окатанную гальку (не более 5-10%).
Преобладающее направление падения косо-слоистых серий указывает, как правило, на направление потока [Кутырев, 1968]. Соответственно можно заключить, что перемещение обломочного материала в бассейне накопления ВКП происходило в южном - юго-восточном направлении. На это же указывает северное-северо-западное расположение возможного источника гальки гранитов. Во всей толще конгломератов и песчаников наблюдается уменьшение крупности материала по направлению палеопото-ка: в юго-восточном направлении конгломераты сменяются одновозрастными песками и песчанистыми известняками [Геология ..., 1969, рис. 24.3]. Наиболее полный разрез ВКП описан в районе г. Демерджи, где их мощность достигает 750-800 м. На других участках мощность ВКП уменьшается до 200 - 400 м; в отдельных районах (Никитская яйла) отложения конгломератов и песчаников в подошве верхнеюрских отложений не прослеживаются [Геология ..., 1969, рис. 23].
Сортировка отложений последовательно улучшается от подошвы к кровле толщи. Данные исследования гранулометрического состава, а также текстурные особенности позволяют предположить, что в изучаемом разрезе имеется одна трансгрессивная последовательность отложений, отражающая значительное уменьшение гидродинамической активности бассейна в конечной стадии седиментации.
МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТИРОВКИ ОСАДКА
Транспортировка осадка происходит в результате сочетания нескольких механизмов переноса и удержания частиц в потоке, поэтому наиболее достоверно определение способа транспортировки, основанное на анализе максимально возможного количества факторов. Более того, соотношение различных процессов может меняться в хо
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.