Литолого-генетическая типизация среднепалеозойских

VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Литолого-генетическая типизация СРЕДНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ
глубоководных отложений
Н.М. Еременко1, А.В. Журавлёв2
ФГУП «ВНИГРИ», Санкт-Петербург, huminga@yandex.ru
ЗАО Поляргео, Санкт-Петербург, micropalaeontology@gmail.com
1
2
Материалом для данной работы послужило детальное изучение разрезов девонскокаменноугольных карбонатно-глинисто-кремнистых глубоководных толщ Севера Урала
(рр. Подчерем, Кожым, Большая Инта, скважина Юньяхинская-1), Пай-Хоя (рр. Хей-Яга,
Сибирчата-Яха, Кара), Предуральского прогиба (скважины Кочмесской и Адакской площади)
и гряды Чернышева (рр. Вангыр, Изъяю, Шарью). На этом материале выделены литологогенетические типы пород (ЛГТ). Под ЛГТ понимается порода, обладающая определенным
набором первичных вещественных, структурных, текстурных, палеонтологических признаков,
отражающих условия ее формирования. Определяющими для ЛГТ служат структурновещественная и текстурная характеристики, по которым реконструируется динамика среды
осадконакопления. Практическое отсутствие в среднем палеозое известкового планктона
позволяет предполагать, что большая часть глубоководных карбонатов была аллохтонной и
карбонатный материал поставлялся из мелководных зон либо в виде плотностных (мутевых)
потоков, либо в виде тонкой взвеси. Следует отметить, что все рассматриваемые ЛГТ
сформировались в низкодинамичной глубоководной зоне, ниже базы штормовых волн (зона X
по классификации М. Ирвина (Irwin, 1965)).
Все многообразие ЛГТ можно объединить в несколько групп по структурным признакам.
Название, индексация групп и отдельных литотипов в какой-то мере повторяет предложенную
С.Б. Шишловым типизацию для глинисто-терригенных отложений (Шишлов, 2010).
Группа алевропелитов (xa)
xa1 — силициты массивные, с радиоляриями и редкими кремнистыми спикулами,
часто с микровкрапленностью сульфидов. Формирование литотипа происходило в спокойной
гидродинамической обстановке с минимальным поступлением глинистого вещества за счет
накопления преимущественно планктогенного кремнезема.
xa2 — силициты глинистые, микроволнистослойчатые, с радиоляриями и редкими
кремнистыми спикулами, часто с микровкрапленностью сульфидов. Формирование литотипа
происходило в относительно спокойной гидродинамической обстановке с умеренным
поступлением глинистой взвеси и преимущественно планктогенного кремнезема.
xa3 — аргиллиты кремнистые, субпараллельно микрослойчатые, с редкими радиоляриями
и кремнистыми спикулами, часто с микровкрапленностью сульфидов. Формирование литотипа
происходило в спокойной гидродинамической обстановке со значительным поступлением
глинистого вещества в сочетании с планктогенным кремнеземом.
xa4 — карбонатные силициты микроволнистослойчатые, с редкими радиоляриями
и кремнистыми спикулами, микровкрапленностью сульфидов. Формирование литотипа
происходило в относительно спокойной гидродинамической обстановке со значительным
поступлением карбонатной взвеси и преимущественно планктогенного кремнезема.
xa5 — известняки кремнисто-глинистые, пелитоморфные, неотчетливо параллельнослойчатые, с редкими радиоляриями и кремнистыми спикулами, микровкрапленностью
сульфидов. Формирование литотипа происходило в спокойной гидродинамической обстановке
со значительным поступлением карбонатной и глинистой взвеси, преобладавшей над
планктогенным кремнеземом.
Группа алтернитов (xb)
xb1 — тонкое (до первых сантиметров) чередование известняков слабо глинистых,
пелитоморфных и известняков тонкодетритово-пелитоморфных с рассеянным тонким
детритом. Границы чередования резкие, в тонкодетритово-пелитоморфных слойках иногда
отмечается градационность в распределении детрита. Известняки часто кремнистые,
290
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
содержат микровкрапленность сульфидов. Общая текстура от массивной до параллельной. По
характеристикам ЛГТ соответствует элементу e цикла Боума (Bouma, 1962). Формирование
ЛГТ происходило из низкоплотностного турбидитного потока при транспорте материала в
суспензии.
xb2 — тонкое (первые сантиметры) чередование известняков слабо глинистых,
пелитоморфных и известняков преимущественно тонкодетритовых, иногда с рассеянным
мелким детритом. Границы чередования резкие, в тонкодетритовых слойках иногда отмечается
градационность в распределении мелкого детрита. Известняки часто кремнистые, содержат
микровкрапленность сульфидов. Общая текстура субпараллельнослойчатая до пологоволнистойлинзовидной. ЛГТ отвечает элементу d цикла Боума (Bouma, 1962). Формирование ЛГТ
происходило из низкоплотностного турбидитного потока при смешанном режиме транспорта
материала (в суспензии и волочением).
xb3 — тонкое (до первых сантиметров) субпараллельное чередование аргиллитов
кремнистых, микрослойчатых и глинистых силицитов, массивных, с радиоляриями. Границы
чередования с постепенным переходом. Обычна микровкрапленность сульфидов. Формирование
ЛГТ происходило в относительно спокойной гидродинамической обстановке с периодическим
поступлением глинистой взвеси на фоне преимущественного осаждения планктогенного
кремнезема.
xb4 — тонкое (до первых сантиметров) субпараллельное до волнистого чередование
аргиллитов кремнистых, микрослойчатых и известняков кремнисто-глинистых, пелитоморфных,
массивных до микроволнистослойчатых, с редкими радиоляриями. Границы чередования
с постепенным переходом. Обычна микровкрапленность сульфидов. Формирование ЛГТ
происходило в относительно спокойной гидродинамической обстановке с неравномерным
поступлением глинистой и карбонатной взвеси.
Группа псаммитов (xc)
xc1 — известняки тонкодетритовые, литобиокластические, в различной степени глинистые,
с волнистой или однонаправленной косослойчатой текстурой, часто кремнистые, содержат
микровкрапленность сульфидов. Органогенный детрит часто представлен разрушенными
остатками мелководно-морских организмов. ЛГТ отвечает элементу c цикла Боума (Bouma,
1962). Формирование ЛГТ происходило из низкоплотностного низкоскоростного турбидитного
потока при транспорте материала волочением.
xc2 — известняки от мелко- до средне-крупнодетритовых, литобиокластические, с
волнистой или однонаправленной косослойчатой текстурой, часто кремнистые, содержат
микровкрапленность сульфидов. Биокласты представлены разрушенными остатками
мелководно-морских организмов. Литокласты сложены преимущественно известняком, плохо
окатаны. ЛГТ отвечает элементу c цикла Боума (Bouma, 1962). Формирование ЛГТ происходило
из низкоплотностного высокоскоростного турбидитного потока при транспорте материала
волочением.
xc3 — известняки от мелко- до среднедетритовых, биолитокластические и
литобиокластические, массивные или пологоволнистослойчатые, иногда кремнистые. Биокласты
представлены разрушенными остатками мелководно-морских организмов. Литокласты
сложены преимущественно известняком, плохо окатаны, часто градационно сортированы.
ЛГТ отвечает элементам a и b цикла Боума (Bouma, 1962). Формирование ЛГТ происходило из
низкоскоростного высокоплотностного потока при транспорте материала в суспензии.
Группа псефитов (xd)
xd1 — известняки от средне-крупнодетритовых до грубодетритовых, биолитокластические,
массивные или пологоволнистослойчатые, иногда кремнистые. Органогенный детрит часто
представлен разрушенными остатками мелководно-морских организмов. Литокласты сложены
преимущественно известняком, плохо окатаны, часто градационно сортированы. ЛГТ
отвечает элементам a и b цикла Боума (Bouma, 1962). Формирование ЛГТ происходило из
высокоскоростного высокоплотностного потока при транспорте материала в суспензии.
xd2 — известняки крупно-грубодетритовые с плохо градационно сортированными и
средне окатанными известняковыми обломками гравийно-галечной размерности. Текстура от
291
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Рис. 1. Модель седиментационной системы конусов выноса плотностных потоков
292
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
массивной до неотчетливо волнистослойчатой. ЛГТ отвечает элементам S цикла Лоуэ (Lowe,
1982). Формирование ЛГТ происходило из высокоплотностного потока.
xd3 — известняковая конглобрекчия с плохо окатанными и сортированными
преимущественно карбонатными обломками и матриксом, представленным детритовым
известняком. Текстура массивная. ЛГТ отвечает элементам R цикла Лоуэ (Lowe, 1982).
Формирование ЛГТ происходило из зернового потока.
В изученных девонско-каменноугольных осадочных последовательностях указанные ЛГТ
формируют закономерные сочетания, которые можно интерпретировать как следы законченных
процессов седиментации. Сочетания ЛГТ рассматриваются как слои в понимании С.Б. Шишлова
(Шишлов, 2010). В конкретных разрезах полнота слоев может отличаться от типовой, но общие
закономерности строения сохраняются.
Суспензионно-потоковые слои (XB) представлены последовательностями ЛГТ,
характерными для турбидитных циклитов. Согласно моделям Боума и Лоуэ (Bouma, 1962; Lowe,
1982), эти последовательности можно проинтерпретировать как соответствующие различным
частям подводных конусов выноса (рис. 1).
Пелагические слои (XA). При интерпретации условий формирования пелагических слоев
предполагается, что относительные изменения уровня моря проявляются в глубоководье не
столько в динамике придонных вод, сколько в интенсивности поступления глинистого материала
с суши и карбонатной взвеси с мелководья. Регрессии приводили к увеличению терригенного
Рис. 2. Модель пелагической седиментации
293
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
стока и, соответственно, к увеличению выноса глинистого материала в глубоководную
область. Увеличение динамики придонных вод в мелководной области обуславливало рост
продуцирования и переноса карбонатной микритовой взвеси в глубоководье. Трансгрессии,
напротив, приводили к сокращению поступления глинистого и карбонатного материала в
область пелагической седиментации (рис. 2).
Таким образом, формирование охарактеризованных слоев предполагается в результате
функционирования двух типов седиментационных систем: конусов выноса плотностных
потоков (рис. 1) и пелагической седиментации (рис. 2).
Источником материала для седиментационной системы конусов выноса (например,
разрезы хэнгурсейской свиты на р. Хей-Яга и пышаельской свиты на р. Вангыр) служили массы
осадка, накапливавшиеся в мелководных условиях на бровке склона. Основным источником
материала для пелагического типа седиментации (например, разрезы громашорской свиты
на р. Сибирчатаяха, нижнего серпухова на р. Изъяю) были продуцирование кремнистого
материала планктоном и глинисто-карбонатная взвесь, выносимая из мелководной области
приповерхностными течениями. Весьма вероятно, что активное функционирование
седиментационных систем конусов выноса происходило преимущественно на этапах регрессий,
когда в мелководной области происходил размыв ранее накопившихся отложений, а продукты
размыва накапливались на бровке склона в зоне перехода от мелководья к глубоководью
(Журавлев, 2012). При этом максимум регрессии маркировался поступлением в системы конусов
выноса наиболее грубого материала.
Реконструированные условия образования для каждого структурно-генетического
типа слоя позволяют восстанавливать трансгрессивные и регрессивные этапы развития для
глубоководных частей палеобассейнов. Типизация ЛГТ и слоев является инструментом анализа
строения глубоководных отложений, в том числе по фрагментарному материалу.
Литература
Журавлев А.В. Седиментационная модель области сочленения Елецкой и Лемвинской формационных
зон Приполярного Урала в пограничном девонско-каменноугольном интервале // Нефтегазовая геология.
Теория и практика. 2012. Т. 7, № 4. http://www.ngtp.ru/rub/2/59_2012.pdf
Шишлов С.Б. Структурно-генетический анализ осадочных формаций. СПб.: СПбГИ, 2010. 276 с.
Bouma A.H. Sedimentology of some Flysch deposits: A graphic approach to facies interpretation.
Amsterdam: Elsiver. 1962. 168 p.
Irwin M.L. General theory of epeiric clear water sedimentation // Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol. 1965.
V. 49. P. 445–459.
Lowe D. R. Sediment gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of highdensity turbidity currents // Journal of Sed. Petrol. 1982. V. 53, № 1. P. 279–297.
294