научная статья по теме ВЕРХНИЙ КАМПАН–НИЖНИЙ МААСТРИХТ СЕВЕРА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ. СТАТЬЯ 2. УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ВЕРХНИЙ КАМПАН–НИЖНИЙ МААСТРИХТ СЕВЕРА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ. СТАТЬЯ 2. УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ»

СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 5, с. 77-96

УДК 551.763.3:551.86(470.61)

ВЕРХНИЙ КАМПАН-НИЖНИЙ МААСТРИХТ СЕВЕРА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ. СТАТЬЯ 2. УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ

© 2014 г. В. Н. Беньямовский*, А. С. Алексеев**, А. В. Подгаецкий***, М. Н. Овечкина****, В. С. Вишневская*, Л. Ф. Копаевич**, В. Г. Пронин*****

*Геологический институт РАН, Москва **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва; Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН, Москва ***Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Москва ****Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН, Москва; Отделение морской геологии Совета по геологическим наукам и Университета КваЗулу-Натал, ЮАР *****ФГУНТП "Аэрогеология" e-mail: vnben@mail.ru Поступила в редакцию 26.11.2012 г., получена после доработки 29.05.2013 г.

Излагаются результаты комплексного изучения белгородской и павловской свит верхнего кампана, суходольской свиты переходного от кампана к Маастрихту интервала, а также ефремово-степанов-ской свиты маастрихта. На основе анализа менявшихся литологических показателей и коррелятивно связанного с ними состава биотических сообществ выделены разделенные перерывами три стадии развития (белгородско-павловская, суходольская и ефремово-степановская) морского бассейна, обрамлявшего с севера приподнятое сооружение палеозойского Донбасса в позднем кампане и раннем маастрихте. Каждая стадия характеризовалась определенным типом осадконакопления, усилением или ослаблением сноса терригенного материала с Донбасса и, возможно, с Украинского щита, флуктуациями температуры и глубины, а также направлением биогеографических связей. На белгородско-павловской стадии морской бассейн был относительно глубоководным и умеренно тепловодным, с нормальной соленостью и преимущественно карбонатным осадконакоплением. Суходольская стадия с терригенным типом седиментации, преобладанием агглютинирующих фо-раминифер, наряду с обилием радиолярий, происходила при регрессии морского бассейна и похолодании и отвечает глобальному "кампанско-маастрихтскому пограничному событию". В первой половине ефремово-степановской стадии возобновилось существенно карбонатное осадконакоп-ление, имели место потепление, трансгрессия и углубление бассейна, которые сменились новой регрессией в конце этого интервала.

Ключевые слова: верхний кампан, нижний Маастрихт, условия осадконакопления, палеогеография, биотические и абиотические события, Ростовская область, Россия.

Б01: 10.7868/80869592X14050032

ВВЕДЕНИЕ

Более полувека прошло с выхода в свет статьи О.С. Липник и Т.О. Ткаченко (1960), посвященной верхнекампанским и нижнемаастрихтским отложениям северных окраин Донбасса. В ней описан разрез скважины, пробуренной у села Кружиловка на границе Луганской области Украины с Ростовской областью России вблизи приподнятого складчатого сооружения Донбасса. Этот разрез составлен тремя толщами (в настоящей работе это павловская, суходольская и ефре-мово-степановская свиты): нижней мергельной с богатыми комплексами секрецирующих извест-

ковистых бентосных фораминифер верхнего кампана; средней алевритовой, в которой наряду с секрецирующими очень существенную роль играют так называемые "примитивные" агглютинирующие бентосные фораминиферы, а также в массовом количестве встречаются радиолярии; и верхними мергелями с нижнемаастрихтским комплексом секрецирующих бентосных фораминифер.

Средняя терригенная толща (суходольская свита) широко распространена по северной окраине Донбасса, в том числе и на российской территории в пределах Ростовской области. Поскольку

севернее в Саратовском Поволжье известна близкая по составу кремнистая налитовская свита (Найдин и др., 2008), можно было бы предположить, что эти свиты одновозрастны и, следовательно, их появление в карбонатном разрезе могло быть вызвано сходными условиями седиментации в едином морском бассейне. Однако возраст их оказался разным — налитовская свита древнее, и поэтому расшифровка условий накопления отложений суходольской свиты стала актуальной проблемой, которой и посвящена данная статья. В ней излагаются результаты литолого-минера-логического анализа и реконструируется обстановка седиментации на рубеже кампанского и маастрихтского веков.

В первой статье (Беньямовский и др., 2012) приведено описание и подробно рассмотрено расчленение изученных разрезов (Тарасовский 1 и 2, Россыпное, Ефремово-Степановка и скв. 1А Знаменка; рис. 1); предложено новое свитное деление; по комплексам бентосных фораминифер, радиолярий, известкового наннопланктона и белемнитов выполнено зональное расчленение и определен возраст выделенных стратонов. В настоящей статье излагаются наши представления об изменениях условий осадконакопления и палеогеографии в позднем кампане—раннем маастрихте на северной периферии Донбасса на фоне региональных и глобальных событий.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для литолого-минералогического анализа были использованы образцы пород, отобранных через 0.5—1 м на микрофауну. Из образцов, собранных в разрезе Ефремово-Степановка, изготовлены 38 стандартных петрографических шлифов, которые были описаны А.С. Алексеевым с помощью поляризационного микроскопа Carl Ziess Axiolab.

Карбонатность пород (содержание СаСО3) разреза Ефремово-Степановка рассчитывали на основе содержания СО2, определенного в Геологическом институте РАН. Аналогичная процедура для разрезов Россыпное, Тарасовский 1 и 2, скв. 1А включала растворение растертых проб весом 10 г в 15%-ном растворе уксусной кислоты и расчет содержания СаСО3 по потере веса за счет выделения СО2 с точностью 2%. Всего карбонатность определена более чем в 100 образцах, графики ее изменения в разрезах Россыпное, Ефре-мово-Степановка и скв. 1А Знаменка приведены в первой статье (Беньямовский и др., 2012).

Рентгенометрическое определение фазового состава 24 образцов (рис. 2, табл. 1) проводили в Институте проблем комплексного освоения недр РАН по дифракционным спектрам порошковых проб на дифрактометре ДРОН 3.0. Препараты для

съемки готовили путем истирания проб в яшмовой ступке до крупности 0.063 мм и последующего их крепления в смеси с вазелином в кварцевой кювете. Съемка велась непрерывно в интервале 6°—80° 20. Условия съемки: СиК^-излучение, напряжение 35 кВ, сила тока 20 мкА, монохроматор, вращение, скорость счетчика 2° в минуту. Регистрацию и обработку спектра проводили на персональном компьютере по программе X-RAY (МГУ). Диагностику и исследования минералов глин, содержащихся в породах, выполняли на ориентированных препаратах фракции <0.002 мм, как воздушно-сухих, так и насыщенных глицерином, скорость счетчика составляла 1° в минуту. Результаты приближенно-количественного анализа приведены в процентах на кристаллическую фазу (т.е. без учета рентгеноаморфной компоненты). Содержание полевых шпатов указано суммарно: микроклин + плагиоклаз. Фаза "иллит", возможно, является ассоциацией иллит—смешанослой-ное соединение, р.а.ф. (рентгеноаморфная фаза) (d~ 7.0 Ä).

Рентгенометрический анализ нерастворимых остатков трех образцов позволил уточнить минералогию некарбонатной составляющей осадочных пород, в частности глинистых минералов (рис. 2). Удаление карбонатов проведено раствором холодной 3%-ной HCl научным сотрудником лаборатории палеофлористики Геологического института РАН Г.Н. Александровой.

Валовый химический состав трех типичных проб был определен с помощью силикатного анализа в Геологическом институте РАН по стандартной методике (табл. 2).

В статье использована классификация мел-мергельных пород, предложенная Г.И. Бушин-ским (1954) для верхнего мела соседней с рассматриваемым районом Днепровско-Донецкой впадины. Она удобна тем, что дает возможность выделения целого ряда градаций в тех интервалах карбонатности, где по другим классификациям выделяется только одна разновидность, что позволило подчеркнуть литологические различия между выделяемыми свитами.

ОСОБЕННОСТИ ЛИТОЛОГИИ

Для разреза Ефремово-Степановка, в котором вскрыты все свиты за исключением белгородской, проведено изучение шлифов, позволившее дать следующую литологическую характеристику пород.

Павловская свита (обр. ЕС-1—ЕС-3). Мергель алевритовый с гнездообразными скоплениями алевритовых и тонкопесчаных зерен кварца (до 10%), с округлыми и угловатыми зернами светло-зеленого глауконита размером до 0.1 мм (от единичных до 5%) и редкими листочка-

33

я -и х 33

3=

33 33

33 3=

п н -и

X н

Рис. 1. Географическая схема севера Ростовской области.

Показаны местоположения изученных разрезов: Т-1 и Т-2 — Тарасовский 1 и 2, РС — Россыпное, Е-С — Ефремово-Степановка, а также скважины 1-А Знаменка.

чо

16 24 32 40 48 56 64 72 (б)

3

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

16 24 32 40 48 56 64 72

со (в)

Кв

Сл

чо ^

СО

СЛ -,¿00

I 4

К

_|_I_I_

3 16 24 32 40 48 56 64 72

(д)

-

- Кв

Сл, Ц ^ - ^ со ^

чо 1 СЛ чс .СЧ С " 'сч сл и 1 Я ^ ' N ] с-^ 1 ^ 1 , -г й ^ °° оч,^ 111111

16 24 32 40 48 56 64 (е)

72

■-■„Д... .и^..,.'1_________

16 24 32 40 48 56 64 72 (ж)

32 40 48 2©, град

32 40 48 2©, град

Рис. 2. Рентгенодифрактометрическая характеристика карбонатных пород и их нерастворимого остатка в разрезе Еф-ремово-Степановка.

а, б — ефремово-степановская свита: а — глина опоковидная (табл. 2, обр. ЕС-50), б — мергель глинистый (табл. 2, обр. ЕС-40); в — суходольская свита, глина известковистая (табл. 2, обр. ЕС-21); г — павловская свита, мергель глинистый (табл. 2, обр. ЕС-2), д—ж — нерастворимые остатки образцов ЕС-40, обр. ЕС-21, обр. ЕС-2 соответственно. Сокращения главных минералов: Кв — кварц, К — кальцит, Сл — слюда, Ц — цеолит.

3

3

3

Таблица 1. Результаты рентгенометрического анализа пород разрезов Россыпное и Ефремово-Степановка

№ п/п

Номер пробы

Тип породы

Минеральный состав (главные минералы в % на кристаллическую фазу)

кальцит

кварц

полевые шпаты

слюда

цеолиты

Свита

Россы пное

1 РС-3 94.2 2.4 н/о 0.3 3.1

2 РС-5 2.6 0.6 2.7 белгородская

94.2 н/о

3 РС-6 79.1 12.9 н/о 1.6 6.5

4 РС-9 карбонатный 83.7 11.1 н/о 1.0 4.2

5 РС-13 83.6 9.1 н/о 1.8 5.6 павловска

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.

Показать целиком