ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 1, с. 60-88
УДК 551
МУКУНСКИЙ БАССЕЙН: ОБСТАНОВКИ, ПАРАМЕТРЫ ПАЛЕОСРЕДЫ И ФАКТОРЫ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ТЕРРИГЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ РАННЕГО МЕЗОПРОТЕРОЗОЯ (НИЖНИЙ РИФЕЙ АНАБАРСКОГО ПОДНЯТИЯ СИБИРИ)
© 2014 г. П. Ю. Петров
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: petrov@ginras.ru Поступила в редакцию 16.05.2012 г.
Образование раннерифейских (около 1.58 млрд лет) кварцевых аренитов мукунской серии происходило исключительно в континентальных обстановках аллювиальной и эолово-флювиальной седиментации. Подчиненные флювиально-себховые отложения формировались в условиях внутрикон-тинентальных водоемов озерного типа. На основе палеогидрологических и гранулометрических данных, анализа распределения осадочных потоков и влияния биотической составляющей на процессы седиментогенеза проведены фациально-палеогеографические и бассейно-стратиграфиче-ские реконструкции. Выявлен своеобразный эолово-флювиальный тип микробиально-связанного осадконакопления. Показан масштаб и рассмотрены механизмы влияния континентальных микро-биальных экосистем на формирование архитектуры осадочных бассейнов и последовательности их отложений. Показано, что тотальное микробиальное связывание и биостабилизация осадков приводили к блокированию флювиальных потоков, изъятию из них значительных осадочных масс и формированию характерного эолово-флювиального ландшафта — системы сверхмелководных прудов, сообщавшихся между собой временными водотоками и разделенных изменчивыми эоловыми полями. Развитие таких ландшафтов явилось причиной формирования мощных континентальных толщ кварцевых аренитов. Микробиально-связанный тип эолово-флювиальной седиментации, характерный для бассейнов раннего протерозоя и начала рифея, кардинальным образом влиял на распределение масс песчаных осадков между континентом и шельфом.
DOI: 10.7868/S0024497X14010030
Отложения раннерифейского мукунского бассейна представлены мощной (более 750 м) толщей кварцевых аренитов, залегающей на кристаллическом фундаменте Сибирского кратона и вскрытой современным эрозионным срезом в пределах западного склона Анабарского поднятия [Комар, 1966; Злобин, Голованов, 1970; Сергеев, 2006] (рис. 1). В стратиграфической схеме района отложения мукунской серии слагают нижний горизонт рифейского осадочного чехла на площади Анабарской, Оленекской и Маганской тектонических провинций северных областей Сибирской платформы [Rosen et al., 1994; Khudoley et al., 2007; Frolov et al., 2011]. Мукунские песчаники согласно перекрываются сопоставимой по мощности (около 900 м) толщей глинисто-карбонатных отложений билляхской серии, которую со значительным (продолжительностью более 950 млн лет) стратиграфическим перерывом перекрывают венд-палеозойские отложения (см. рис. 1).
Благодаря присутствию разнообразных син-формационных вулканических тел и наличию большого числа изотопных датировок [Олейни-
ков и др., 1983; Горохов и др., 1991; 2001; Округин, 1999; Ernst et al., 2000; Худолей, 2003; Веселовский и др., 2006; 2009; Gladkochub et al., 2010] достаточно четко обозначены возрастные рамки формирования рифейской последовательности Приана-барья. В частности, данные по обломочному циркону из основания мукунской серии свидетельствуют о том, что накопление мукунских песков началось позднее 1690 ± 9 млн лет [Khudoley et al., 2007], а совокупность всех имеющихся данных позволяет заключить, что весь рифейский комплекс Анабарского поднятия сформировался в интервале 1580—1500 млн лет назад [Петров, 2011]. Таким образом, мукунская серия была сформирована в первой половине раннего рифея, а ее накоплению предшествовал длительный (около 100 млн лет) континентальный перерыв, отмеченный развитием мощных (до нескольких десятков метров) зрелых кор выветривания.
Мукунская серия подразделяется на три согласно граничащих друг с другом свиты: ильинскую (180—210 м), бурдурскую (230—420 м) и ла-базтахскую (150—170 м) (рис. 2). Две нижние сви-
Рис. 1. Расположение докембрийских объектов в пределах северо-восточной части Сибирской платформы (а) и общая стратиграфическая схема района исследований (б).
1 — архей-нижнепротерозойский (ЛЕ-РК^) кристаллический фундамент; 2 — рифейские отложения; 3 — пострифей-ские венд-нижнепалеозойские (У-Рг^ и более молодые отложения; 4—6 — основные типы рифейских отложений: 4 — терригенные, преимущественно кварцевые арениты, 5 — тонкозернистая силикокластика, преимущественно алевролиты и аргиллиты, 6 — карбонатные и глинисто-карбонатные породы, преимущественно доломиты; 7 — граница Сибирской платформы.
ты представлены чередованием выдержанных пачек пестроцветных и хорошо сортированных мелко- среднезернистых кварцевых песчаников с обилием знаков ряби и небольших дюн, а также изменчивыми по латерали телами, сложенными плохо сортированными разнозернистыми гра-вийно-галечными песчаниками кварц-лититово-го состава с крупными (амплитудой до нескольких метров) косослоистыми сериями. Верхняя лабазтахская свита сложена разнозернистыми по-левошпат- и кремнисто-кварцевыми песчаниками с разномасштабной косой слоистостью, а также валунно-галечными, песчано-гравийными и гравелит-песчаными отложениями, приуроченными к верхней части разреза [Злобин, Голованов, 1970; Злобин, Кабаньков, 1970].
Геологическое положение, литостратиграфия, фациальное строение и основные черты обстановок седиментации мукунской серии рассмотрены в предыдущей работе [Петров, 2011]. В настоящей статье основное внимание будет уделено параметрам палеосреды и факторам осадконакопления му-кунского палеобассейна: гидрологии, распределению осадочных потоков и влиянию биотической составляющей на процессы седиментогенеза. Цель
данной статьи — на конкретном примере реконструировать облик специфических континентальных осадочных систем протерозоя, показать масштаб, значение и механизмы влияния континентальных микробиальных экосистем при формировании архитектуры осадочных бассейнов и последовательности их отложений. Перед изложением оригинального материала, суммированы данные по фациальному строению мукунской серии и рассмотрены основные черты обстановок седиментации палеобассейна.
ФАЦИАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СЕДИМЕНТАЦИИ МУКУНСКОЙ СЕРИИ
Фациальное строение мукунской серии
В разрезе мукунской серии выделяются три фациальные ассоциации: аллювиальная, эолово-флювиальная и флювиально-себховая, представляющие более 95% объема всех мукунских отложений [Петров, 2011]. Преобладающие в разрезе мукунской серии и чередующиеся между собой отложения аллювиальной и эолово-флювиаль-ной ассоциаций слагают, главным образом, фа-
м
м
м
м
„ й -"'й тК. Л I
й ЧО _ чо
м
м
циально выдержанную последовательность ильинской и бурдурской свит, а флювиально-себ-ховая ассоциация приурочена к разрезам вышележащей лабазтахской свиты (см. рис. 2).
Аллювиальную ассоциацию представляют плохосортированные гравийно-песчаные, а также валунно-галечные отложения, которые слагают крупные (мощностью до 10 м) линзовидные тела, разделенные резко выраженными эрозионными границами. В строении таких тел преобладают однонаправленные косослоистые серии амплитудой до 3 м, выделяющиеся грубой послойной сортировкой разнозернистых песчаных и гравийных фракций. Особенностью петрографического состава этих отложений является присутствие хорошо окатанных гравийных обломков и галек подстилающих песчаников, а в некоторых случаях и обломков гранито-гнейсов кристаллического фундамента. В разрезе мукунской серии отложения аллювиальной ассоциации слагают пачки мощностью от 20 до 150 м, которые залегают с заметным эрозионным врезом на подстилающих песчаниках и, в целом, представляют собой хорошо выраженные последовательности с уменьшением вверх зернистости осадков и амплитуд косослоистых серий. В кровле пачек наблюдается постепенный переход к хорошо сортированным песчаникам эолово-флювиальной ассоциации.
Осадки ассоциации накапливались в пределах обширных аллювиальных равнин в процессе выработки их профиля равновесия в обстановках многорусловых переплетающихся речных систем ("braided river systems") [Miall, 1977; Best, Bristow, 1993]. Основная масса мукунского аллювия была отложена в слабоизвилистых, плоскодонных и широких руслах рек постоянного стока.
Эолово-флювиальная ассоциация представляет наиболее распространенный тип отложений мукунской серии в составе ильинской и бурдурской свит (см. рис. 2). Ее слагают хорошо сорти-
рованные мелко-среднезернистые кварцевые арениты с горизонтальной мелкомасштабной косой слоистостью. Эти отложения выделяются рядом характерных особенностей: красноцветно-стью, исключительно кварцевым составом, хорошей сортировкой и окатанностью зерен, полным отсутствием тонкозернистых фракций и незначительным присутствием гравийного материала, а также широким распространением мелких (длина волны первые сантиметры) разнообразных знаков ряби (рис. 3а). Примечательно, что текстурными элементами ряби сформированы целые пачки песчаников, при этом формы ряби имеют строго унаследованный характер в разрезе и совершенную отдельность вдоль осадочного рельефа слоев толщиной всего в 0.5 см (25 диаметра зерен) (см. рис. 3б). В эолово-флювиальных осадках широко распространены разнообразные формы адгезионной ряби, вместе с тем, эоловая рябь диагностируется сравнительно редко. Для этих отложений характерны разнообразные текстуры интерференционной ряби (собственно интерференционная и ромбоидная рябь (rhomboid ripples) и знаки рефракционной ряби), текстуры вторичной ряби или ряби наложения (palimpsest ripples), а также различные проявления плювиальной природы [Петров, 2011]. И наконец, в рассматриваемых отложениях отмечены специфические признаки, связанные с присутствием микробных сообществ, известные как мат-образующие текстуры (matground structures) [Pfluger, 1999] или микробно-индуцированные осадочные текстуры 'MISS' [Noffke et al., 1996, 2001a; Noffke, 1998], которые будут подробно рассмотрены ниже.
Среди более крупных форм рельефа в эолово-флювиальной ассоциации распространены мелкие (до 1.5 м) дюны субаквального происхож
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.