научная статья по теме ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО И ВЕРХНЕГО МИОЦЕНА ТАМАНСКОГО ПРОГИБА (СОСТАВ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ) Геология

Текст научной статьи на тему «ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО И ВЕРХНЕГО МИОЦЕНА ТАМАНСКОГО ПРОГИБА (СОСТАВ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ)»

УДК 551.782.1 (470.62)

ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ СРЕДНЕГО И ВЕРХНЕГО МИОЦЕНА ТАМАНСКОГО ПРОГИБА (СОСТАВ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ) © 2012 г. Ю. В. Ростовцева, В. Л. Косоруков

Геологический факультет Московского государственного университета 119899 Москва, Ленинские горы;

E-mail: rostovtseva@list.ru Поступила в редакцию 27.10.2010 г.

Впервые рассматривается состав глинистых отложений большей части региоярусов миоцена Таманского прогиба. Выделены основные вещественные разновидности изучаемых глин и прослежена их изменчивость по разрезу. Установлено, что в составе исследуемых толщ в основном отражается влияние седиментационных, а не постседиментационных факторов литогенеза. Наиболее высокие содержания гидрослюды (до 73%) отмечаются в отложениях, формирующихся при активизации орогенеза и действии значительных регрессий (конец тархана, сармата и нижнего понта). Преобладание и повышенные концентрации смектитовой составляющей свойственны отложениям, отвечающим трансгрессивным фазам развития бассейна. Мелководные отложения, характеризующиеся заметной фациальной неоднородностью, от глубоководных осадков отличаются большей пестротой состава глин. Выявленные закономерности распределения глинистых минералов могут быть использованы при литостратиграфическом расчленении рассматриваемых толщ, обедненных фауной моллюсков.

Совершенствование палеогеографических реконструкций и всестороннее изучение современных осадков вызывают повышенный интерес к проблеме влияния "обломочного фона" (источников сноса) и фациальных обстановок на состав и распределение глинистых минералов в осадочных толщах [Шнюков и др., 1985; Сорокин, Лук-ша, 2002; Староверов, Савко, 2004 и др.]. Средне-верхнемиоценовые отложения Таманского прогиба являются уникальным объектом для выявления особенностей накопления глинистых толщ и определения значимости седиментологических факторов, контролирующих их формирование. Эти отложения в краевых частях Таманского прогиба характеризуются широким распространением известняков, в его центральной области они представлены в основном глинами, мощность которых без учета пород майкопской серии составляет более 1000 м [Андрусов, 1961; Колесников, 1940]. Отложения слабо дислоцированы, в синклиналях перекрыты более молодыми образованиями и вскрываются в крыльях антиклиналей в береговых обрывах Азовского, Черного морей и Керченского пролива. Отложения по степени вторичной измененности отвечают в основном начальной (диагенетической) стадии породооб-разования, позволяющей еще проведение корректных (как бы напрямую) палеогеографиче-

ских построений. Большая часть глин размокает в воде. Присутствующее в породах кремневое вещество, слагающее обычно створки диатомей, представлено рентгеноаморфным опалом. Согласно данным В.Н. Холодова и Р.И. Недумова [2001], полученным в ходе изучения керна Кубанской сверхглубокой скважины, заметные вторичные преобразования в отложениях миоцена могут наблюдаться только в породах древнее чокрак-ского возраста. Для палеогеографических построений важным является и то, что условия современного осадконакопления в рассматриваемом районе имеют во многом сходные черты (по расположению основных источников сноса, речных потоков и др.) с обстановками, существовавшими здесь с конца миоцена [Popov et al., 2004]. Последнее обстоятельство дает возможность широко использовать метод актуализма при интерпретации полученных данных.

Целью рассматриваемого исследования было выявление видового состава и характера изменчивости ассоциаций глинистых минералов в отложениях среднего и верхнего миоцена Таманского прогиба. В указанном районе работы такого рода с подробным описанием полученных результатов по опорным разрезам большей части региоярусов миоцена ранее не проводились. В настоящее время имеются многочисленные пуб-

Рис. 1. Расположение района исследований.

а — схема расположения основных источников сноса в миоцене в пределах Керченско-Таманского прогиба, по [Popov et al., 2004] с упрощением: 1 — район исследования, 2 — области суши, 3 — источники сноса (CR — Крым, CU — Кавказ, USH — Украинский кристаллический щит, DH — Донецкая возвышенность);

б — схема расположения изученных разрезов отложений среднего и верхнего миоцена Таманского прогиба: 1—5 — Керченский полуостров: 1 — урочище Скеля, 2 — оз. Тобечик, 3 — с. Заветное, 4 — мыс Коп-Такыл (майкоп-караган), 5 — мыс Коп-Такыл (сармат); 6—11 — Таманский полуостров: 6 — мыс Железный Рог, 7 — г. Зеленского, 8 — мыс Попов Камень, 9 — мыс Тузла, 10 — ст. Тамань, 11 — п. Приазовский.

ликации, посвященные изучению четвертичных глинистых осадков Азовского и Черного морей, смежных с описываемым районом [Шнюков и др, 1974, 1985; Сорокин, Лукша, 2002; Иванников и др., 2003 и др.].

МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Отложения среднего и верхнего миоцена изучались на Керченском (ур. Скеля, м. Коп-Такыл, с. Заветное, оз. Тобечик) и Таманском (ст. Тамань, м. Тузла, м. Попов Камень, г. Зеленского, м. Железный Рог, п. Приазовский) полуостровах, входящих в структуру Таманского прогиба (рис. 1). В основу исследования были положены данные по-

лученные в результате опробования наиболее полных и хорошо обнажающихся разрезов отложений, сложенные преимущественно глинами. Рассматриваемые разрезы в районе г. Зеленского, м. Попов Камень, м. Железный Рог рекомендованы отечественным межведомственным стратиграфическим комитетом по неогену [Унифицированная ..., 2004] в качестве опорных соответственно для сарматского, мэотического и понтического ре-гиоярусов южных регионах Европейской части России. Изученные в урочище Скеля породы верхнего майкопа-чокрака слагают восточное крыло антиклинали, в западном крыле которой установлен гипостратотип этих отложений — раз-

рез урочища Малый Камышлак [Гончарова, 1989].

После детальных послойных описаний рассматриваемых толщ породы исследовались в шлифах. Более 200 образцов глин (включая основное и дополнительное опробование), равномерно отобранных по разрезам, были изучены рентгеноструктурным методом в ориентированных препаратах во фракции <0.001 мм, реже <0.1 мм в воздушно-сухом, прокаленном виде и насыщенных этиленгликолем. Часть образцов анализировалась в порошке методом Дебая. Количественное соотношение глинистых минералов определялось по методу П. Бискае [Biscaye, 1965]. Рассчитанные по этому методу содержания являются лишь приблизительной оценкой абсолютных концентраций глинистых минералов и используются в работе, учитывая массовость измерений и послойное изучение толщ, только для выявления общей тенденции изменения количества отдельно взятых компонентов. Ассоциации глинистых минералов выделялись по результатам изучения основных литологических типов глин. Данные по эпизодически развитым отложениям (глинам с брекчиевой структурой, горизонта устойчивой стагнации и т.д.) также учитывались в соответствии с взаимосвязью обычного и аномального режимов седиментации. Определения состава глин выполнялись на дифрактометрах ДРОН-3 в лабораториях кафедры литологии и морской геологии геологического факультета МГУ и ГИН РАН (аналитики В.Л. Косоруков, В.Г. Шлыков и Е.В. Покровская).

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ

В тонкодисперсной фракции изучаемых глин среднего и верхнего миоцена было установлено наличие гидрослюд, смектитов, смешанослойных минералов, каолинита и хлорита (табл. 1). В виде примеси обычно наблюдаются кальцит, доломит, кварц, полевые шпаты (в основном плагиоклазы), гипс и др. Гидрослюды отмечается повсеместно, практически везде встречаются смектиты, каолинит и хлорит, смешанослойные образования развиты неравномерно и местами отсутствуют.

Гидрослюды характеризуются серией базаль-ных отражений, кратных 9.8—10.2 Â, неизменяющихся при обработке образцов. Соотношение 1

Id002/Id001 составляет от 0.10 до 0.85, что указывает на наличие гидрослюд с разной степенью желе-

1 Оценка железистости гидрослюды приводится по [Рентге-

новские ...., 1965].

зистости. Широкое распространение высокожелезистой гидрослюды выявлено в изучаемых отложениях Таманского полуострова (в основном 0.20—0.34, г. Зеленского и 0.13—0.33, м. Попов Камень), маложелезистой — в толщах тархана (обычно 0.48—0.64, ур. Скеля) и верхнего сармата (обычно 0.43—0.72, м. Коп-Такыл) Керченского полуострова. В целом преобладают гидрослюды с железистостью от 0.27 до 0.5. Гидрослюды часто гидратированы. В нижней части исследуемых отложений в глинах тархана установлено наличие гидрослюд политипов 1М и 2М1.

Смектиты представлены в основном монтмориллонитом с базальными отражениями 14.3— 15.5 А и 12.5—13.0 А в воздушно-сухих препаратах, 16.8—17.0 А в насыщенных этиленгликолем и 9.6-9.8 А в прокаленных образцах. Диагностируется присутствие разных модификаций монтмориллонита, где обменными катионами являются №+, М§2+, Са2+, редко К+. Чаще всего встречаются разновидности этого минерала, содержащие в том или ином количестве магниевый компонент. Изучаемые толщи юго-восточной части Керченского полуострова, за исключением глин верхнего сармата (м. Коп-Такыл), отличаются наиболее широким распространением кальциевого монтмориллонита.

Смешанослойные минералы присутствуют в основном в виде неупорядоченных, реже упорядоченных образований типа гидрослюда-смектит с различным соотношением пакетов от 85 : 15 до 30 : 70. Наиболее высокие количества этих минералов установлены в отложениях мэотиса и понта. В отдельных случаях выявлено наличие хлорит-смектитовых упорядоченных и неупорядоченных смешанослойных минералов. Образования этого типа отмечаются в отложениях конки и в единичных прослоях глин мэотиса.

Каолинит обычно встречается в примесных количествах в виде плохо ограненных кристаллов и устанавливается по уменьшению интенсивности отражения 7.16 А, общего с хлоритом. Только в кровле нижнего понта в разрезе м. Железный Рог в глинах выявлено преобладание каолинита (34%), характеризующегося высокой степенью окристаллизованности.

Хлорит представлен железистыми, реже магне-зиально-железистыми разновидностями, присутствующими, подобно каолиниту, в основном, в малых количествах. Наличие повыше

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