СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2012, том 20, № 1, с. 18-48
УДК 562/569:551.735.15(470.311)
СЕРПУХОВСКИЙ ЯРУС КАРБОНА В ТИПОВОЙ МЕСТНОСТИ: СЕДИМЕНТОЛОГИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, СОПОСТАВЛЕНИЕ РАЗРЕЗОВ
© 2012 г. П. Б. Кабанов*, Т. В. Алексеева**, А. О. Алексеев**
*HCL Geological Consultants Ltd., г. Калгари, Канада e-mail: kabanovp@gmail.com **Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Поступила в редакцию 13.07.2010 г., получена после доработки 20.05.2011 г.
Приведены послойные характеристики разрезов Новогуровский, Дашковка, Заборье в типовой местности серпуховского яруса международной стратиграфической шкалы. Детально сопоставлены разрезы Новогуровский и Заборье. В нижней части тарусского горизонта установлено слабо развитое форинское несогласие, выше которого вплоть до кровли стешевского горизонта наличие суб-аэральных горизонтов не подтверждается. Показан бассейновый характер стешевской пачки "лоба-товых" монтмориллонитовых глин. Минералого-геохимическое изучение разрезов Новогуровский (нижнесерпуховская часть) и Дашковка выявило кислородный минимум и, вероятно, наибольшее для раннесерпуховского времени углубление бассейна в нижней части "лобатовых" глин. Дана палеогеографическая интерпретация "стешевского бассейна", развивавшегося как мелкая депрессия в карбонатной платформе перед фронтом дельты; охарактеризовано развитие данной системы осад-конакопления от относительно глубоководных монтмориллонитовых "лобатовых" глин к мелководным "дощатым" палыгорскитовым.
Ключевые слова: карбон, серпуховский ярус, стратотипические разрезы, ихнофации, цикличность, минералогия, геохимические индикаторы дефицита кислорода, "стешевский бассейн".
ВВЕДЕНИЕ
Серпуховский ярус карбона — один из пяти "российских" ярусов каменноугольной системы международной стратиграфической шкалы (МСШ), имеющих (кроме башкирского яруса) стратотипы в центральных районах Восточно-Европейской платформы (Menning et al., 2006). Ли-толого-фациальная изученность этого яруса в типовой местности совершенно недостаточная. До сих пор отсутствует обоснованная корреляция опорных разрезов внутри верхнетарусско-сте-шевского интервала, граница между тарусским и стешевским горизонтами проводится предположительно (Осипова, Бельская, 1965а; Бельская и др., 1975; Махлина и др., 1993; Arendt, 2002; Gib-shman et al., 2009). Такое положение вызвано отсутствием надежного сиквенс-стратиграфиче-ского каркаса для местного сопоставления разрезов, хотя и надо признать, что задача осложняется фациальной изменчивостью серпуховского яруса. Палеогеографические модели бассейна серпуховского времени также отличаются несогласованностью и слабой фактической основой (Оси-пова, Бельская, 19656; Фомина, 1969; Кабанов, 2003). Важность изучения цикличности серпуховского яруса определяется также тем, что именно
честерское/серпуховское время является переходом к высокоамплитудным гляциоэвстатическим колебаниям уровня моря (Bishop et al., 2009).
Название "серпуховский ярус" было введено С.Н. Никитиным (1890), который в качестве "наиболее типичных и фаунистически охарактеризованных" разрезов серпуховского яруса указал разрезы окрестностей г. Серпухова — Заборье, Подмоклое, Лужки и р. Скнижка. Лектострато-тип серпуховского яруса в карьере Заборье (Гибш-ман, 2003; Кабанов, 2003) постепенно утрачивает свое значение из-за ухудшения обнаженности. В качестве опорного разреза серпуховского яруса принят разрез Новогуровский (ранее известный как Гуровский разрез; Бельская и др., 1975), который, помимо серпуховского яруса, вскрывает окский надгоризонт визейского яруса (рис. 1а; табл. I, фиг. 1; Махлина, Жулитова, 1984; Gibsh-man et al., 2009). Общая последовательность отложений серпуховского яруса в типовой местности и примыкающих районах (города Алексин, Таруса, Калуга) описывалась разными исследователями следующим образом (Швецов, 1932, 1938; Би-рина и др., 1971; Махлина и др., 1993). В основании серпуховского яруса залегает известняковая, вверху глинисто-известняковая толща мощностью до 12 м, относимая к тарусскому горизонту и
(а)
(б)
Горизонт
Стешевский
Тарусский
Веневский
Михайловский
Алексин-ский
Тульский
в
с
g
С
Фораминиферовые зоны (Alekseev, 2009)
< si
C1st1
C1vn2
Civni
"C®
Конодонтовые зоны (Alekseev, 2009, с изменениями по данным А.С. Алексеева)
Aljutovella aljutovica
Brenckleina rugosa
Eostaffella paraprotvae Eostaffellina decuria
Pseudoendothyra globosa
Neoarchaediscus postrugosus
Eostaffella tenebroza
Eostaffella ikensis
Eostaffella proikensis Endothyranopsis compressa
Declinognathodus donetzianus
Adetognathus unicornis
Lochriea ziegleri
Lochriea nodosa -?-
Gnathodus bilineatus
Разрезы в данной работе
Св I
w I m 1
о w
й I
tíl
Москва
3 ,2
Civ
D3fm
C1s
6
5 4r
и
f»
фТула Civ
Разрезы, описания и колонки которых даны в тексте:
1 — Новогуровский
2 — Заборье
3 — Дашковка
Разрезы, упомянутые в тексте:
4 — Форино, 5 — Малиновка 6 — Парсуково
Рис. 1. Стратиграфическое расчленение и положение рассматриваемых разрезов.
(а) — стратиграфическая схема окско-серпуховских отложений южного крыла Московской синеклизы (Махлина и др., 1993; А1екееу е! а1., 2004; Д1ек8ееу, 2009). Волнистые линии показывают главные несогласия, ограничивающие окско-серпуховский "мегасиквенс". Подсвиты приведены по (Махлина и др., 1993), но, по мнению П.Б. Кабанова, нуждаются в ревизии и далее в тексте не рассматриваются. Пенс. — пенсильванская подсистема, Моск. — московский ярус карбона. (б) — местоположение разрезов на Геологической карте России (2004) со снятыми мезокайнозойскими отложениями.
C
2
Citr
C,tr
iL±i
C,mh
C,mh
C,mh
Cial
^±3
Cial
ia±2
C.al
Ctl
нижней части стешевского горизонта. Выше залегает пачка "лобатовых" глин — черных пластичных глин с линзами известняков и обильными макрофоссилиями, среди которых особенно многочисленны брахиоподы Eomarginifera lobata (Sow.), давшие название пачке. Вверх по разрезу количество скелетного материала сокращается, "лобатовые" глины постепенно переходят в глины "дощатые' или "картонные" (распадающиеся на тонкие, довольно прочные листы), содержащие прослои доломитовых мергелей. "Дощатые" глины содержат палыгорскит (Зхус, 1956). Единая толща "лобатовых" и "дощатых" глин имеет мощность от 14—15 м в районе Алексина до 7— 10 м в районе Серпухова, далее на север и восток постепенно сокращаясь в мощности за счет замещения известняками. В районе Рязани верхнесте-шевские глины имеют мощность всего 2—3 м (Би-рина и др., 1971). Западнее и северо-западнее Калуги в верхнестешевской толще также возрастает роль известняков. Кровля стешевского горизонта проводилась по пачке мелководных окремнелых известняков с онкоидами и строматолитоподоб-ными текстурами мощностью до первых метров. При этом граница выбиралась то внутри или в кровле этой пачки (Швецов, 1938, 1948), то в ее подошве (Бирина и др., 1971). В подтверждение мнения М.С. Швецова в кровле окремнелых известняков с онкоидами было установлено суб-
аэральное несогласие, получившее название даш-ковского (Кабанов, 2004). Протвинский горизонт представлен фациально однородными нормально-морскими биокластовыми известняками мощностью от первых метров до первых десятков метров (в среднем 20—23 м; Махлина и др., 1993), причем колебания мощности связаны с сильным карстованием и развитием коры выветривания в башкирское время (Швецов, 1938; Кабанов, 2004).
В данной работе приоритет отдается комплексной и подробной характеристике разрезов как основе для дальнейшей корреляции, седи-ментологической и палеогеографической интерпретации типовых отложений серпуховского яруса МСШ. При этом для краткости опускаются биостратиграфические аспекты, которым всегда уделялось повышенное внимание (Никитин, 1890; Семихатова, 1936; Раузер-Черноусова, 1948; Барсков, Алексеев, 1979) и которые освещены в ряде недавних публикаций (Махлина и др., 1993; Skompski е! а1., 1995; Гибшман, 2003; О^ктап е!а1., 2009).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В данной работе приводятся послойные описания и результаты минералого-геохимического изучения трех разрезов (рис. 1а, 2): Новогуров-
Таблица I. Разрез Новогуровский. Полевые наблюдения.
Нумерации слоев справа на фиг. 2—4, 7, 10 соответствуют таковым в тексте и на рис. 2; мерная лента на фиг. 3, 5, 7, 9 в см и мм.
1 — общий вид, стратиграфическое расчленение в соответствии с рис. 2, см — маркирующий слой сапонитового мергеля в кровле михайловского горизонта; пмкв — предмосковская (позднесерпуховско-башкирская) кора выветривания; 2 — муратовское несогласие с выраженным микрокарстом в кровле веневского горизонта; 3—5 — форинское несогласие, отмеченное слабо развитым карстом, r — трубчатые структуры, предположительно аппендиксы стигмарий, некоторые трубки могут представлять собой либо Scolithos, либо аппендиксы стигмарий (r ?), z — отпрепарированный растворением спрейт Zoophycos, v — полая каверна растворения, ch — канал растворения, развитый по аппендиксу стигмарии или норе Scolithos, pb — галька мелоподобного известняка; 6—9 — ихнотекстуры: 6 — зоофикусовая текстура: уплощенные спрейты (жирные стрелки) в мергелистом слое 29 создают псевдослоистость, гипс присутствует в виде желваков (gy) и щеток селенита (se), 7 — норы Scolithos в слое 28b, 8 — разнообразный ихноценоз с участием Scolithos (белая стрелка) и Zoophycos (черная стрелка) на вертикальном сколе слоя 30, 9 — Chondrites на плоскости напластования, "лобатовые" глины, слой 34; 10 — слои 34а—34d, переслаивание известняков и пластичных "лобатовых" глин, стрелка указывает на маркирующий охристый горизонт в кровле слоя 34с.
ский (54°29' с.ш., 37°19' в.д.), Дашковка (54°54' с.ш., 37°19' в.д.) и Заборье (54°53' с.ш., 37°27' в.д.). Координаты даны в системе WОS84. Описания разрезов Новогуровский и Дашковка приводятся полностью. Послойное описание разреза Новогуровский, выполненное П.Б. Кабановым в 2000—2001 гг., приведено в работе (О^И-тап е! а1., 2009). Значительные уточнения получены при посещении карьера в декабре 2009 г. В частности, в нижней части пачки "ло
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.