Энсон Кристина Вячеславовна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
5.1. Общие черты палеогеографии.
Географическому понятию Предкавказья в целом соответствует Скифская плита. Рассматриваемый бассейн c севера ограничивался Манычским прогибом, на северо-западе - Ставропольским сводом, на северо-востоке - впадиной Каспийского моря; на западе включает восточную часть Восточно-Кубанской впадины (р. Малый Зеленчук, р. Кубань), на юге охватывает центральную часть Северной моноклинали Большого Кавказа.
Район исследований относился к субтропической зоне переменно-влажного климата (Ясаманов, 1978). Растительность в апте и в альбе была представлена хвойными лесами. Вместе с влаголюбивыми Caytonia, Taxodiaceae известны ксерофильные Podocarpus, Pagiophyllum (апт), умеренно-теплолюбивые Pinaceae, Cupressaceae и гинкговые с папоротниковым подлеском (альб).
Суша скорее всего ограничивала бассейн с северной, и временами северо-западной стороны от района исследования. На это указывает погрубение терригенного материала в этих направлениях, трансгрессивное перекрытие более молодыми отложениями более древних. Пышное развитие стеногалинного морского биоса (аммонитов, иглокожих, брахиопод) обеспечивалось нормальной соленостью морской воды. Лишь в позднем апте произошло слабое опреснение бассейна (Барабошкин, 2005). Отмечаются аноксийные условия - главным образом в альбе и эпизодически в апте (Гужиков, Барабошкин, 1996). Гидродинамика была различной - от активной (хорошо сортированные и окатанные зерна песчаников, распространение пород с косой слоистостью и оолитами) до пассивной (накопление тонкослоистых глин). В раннем апте температуры приповерхностных частей морского бассейна Северного Кавказа достигали 19-20oС, в альбе произошло похолодание до 11,0oС (Ясаманов, 1978).
Автором была предпринята попытка количественно оценить изменение глубины бассейна Горного Крыма на протяжении раннего мела с использованием индексов прочности раковин аммонитов (Барабошкин, Энсон, 2003). Результаты показали разброс глубин в основном от 100 до 500м (от берриаса до апта соответственно) и позволили построить детальную кривую колебаний уровня моря, сравнивая которую с кривой Вэйла, был определен <вклад> региональных тектонических движений. В изученных отложениях альба Северного Кавказа так же много гетероморфных аммонитов, что по аналогии с Крымским бассейном свидетельствует о палеоглубинах бассейна не превышавших 200-300 м.
В современных морях хорошо сортированные пески не встречаются глубже нескольких десятков метров (Рединг и др., 1990). В изученных отложениях присутствуют оолитовые разности, образование которых происходит, как принято считать, не глубже 20 м (Рединг и др., 1990). Глауконит в современных условиях обнаруживается в районах с низкой детритовой седиментацией, на глубинах от 10 до 200 м.
Исходя из всего вышесказанного, глубина апт-альбского бассейна определяется как мелководная (от нескольких метров до 100 м). Изученная территория представляла собой северную окраину шельфа существовавшего южнее глубоководного бассейна Большого Кавказа.
5.2. Развитие обстановок осадконакопления.
По классификации Х.Г. Рединга среди обстановок осадконакопления в мелководных морях с терригенной седиментацией можно выделить 3, соответствующие по характеристикам апт-альбским отложениям изучаемого региона: прибрежную зону (переходную от пляжа к шельфу), внутреннюю зону шельфа и внешнюю зону шельфа.
Для прибрежной зоны (глубины бассейна от 10 до 50 м) характерны меньшее количество биотурбаций по сравнению с зонами внутреннего и внешнего шельфа, знаки ряби - результат воздействия слабых волн. В отложениях может присутствовать достаточно много глауконита. В зоне внутреннего шельфа (глубины 50-100 м) накапливаются более биотурбированные, более глинистые отложения, с небольшим количеством глауконита, с косой слоистостью. Характерны темпеститы - штормовые отложения. В зоне внешнего шельфа (глубины более 100 м) отсутствуют глауконит, биотурбации, отложения в основном представлены алевролитами, глинами.
Еще одна система обстановок осадконакопления, не входящая в вышеприведенную классификацию, но играющая важную роль в данной работе - система врезанной долины.
Понятие <врезанная долина> или <долина заполнения> появилось в зарубежной литературе в 80е годы XX века, активно видоизменялось в связи с развитием секвентной стратиграфии, пока в 1994 г. не появилось следующее определение: <флювиально эродированное, протяженное топографическое понижение, которое обычно больше, чем обычный речной канал, и характеризуется преимущественно морским осадконакоплением, а так же наличием регионально прослеживаемой секвентной границы в основании> (Zaitlin et al., 1994). Система врезанной долины состоит из эрозионной долины как таковой, пород, в которые она врезана, и внутреннего заполнения, состоящего из флювиальных, морских фаций и фации эстуариев (Posamentier, Walker, 2006).
В целом историю развития бассейна в апт-альбское время можно разделить на 5 этапов: трансгрессия в начале раннего апта, кратковременное эвстатическое падение уровня моря в середине и в конце раннего апта, регрессия в течение среднего - позднего апта, обширнейшая альбская трансгрессия, затопившая всю территорию, кратковременные фазы обмеления бассейна в позднем альбе (рис. 5).
Ранний апт. На границе с барремом произошла обширная трансгрессия, совпадающая с пиком на кривой Хака-Вэйла (зона Paradeshayesites tuarkyricus). В основании трансгрессивного горизонта повсеместно накапливается маломощный слой песчаников с галькой, гравийными зернами кварца и большим количеством раковин аммонитов. Относительно глубоководные отложения (алевролиты и глины с прослоем глинистых песчаников в средней части) накапливаются на юге исследуемой территории (Восточно-Кубанская впадина, Минераловодский выступ, Терско-Каспийский прогиб). Эта область представляет собой зону внешнего шельфа согласно принятой классификации. Севернее, в обстановке внутреннего шельфа, происходит накопление сначала известковых песчаников, затем глин и алевролитов (Ногайская ступень, Прикумская зона поднятий, Восточно-Ставропольская впадина). Отложения прибрежной зоны в раннем апте не наблюдаются, поскольку береговая линия находилась гораздо севернее района исследований.
Вся северо-западная часть Ставропольского поднятия остается сушей, но судя по расположению границ выделенных обстановок осадконакопления и большей зрелости пород на северо-востоке, чем в полосе выходов на юго-западе, можно предположить, что основным источником сноса все-таки служила Русская плита (север), сложенная высокозрелыми терригенными породами средней юры, а не Ставропольский свод (северо-запад).
Во второй половине раннего апта произошло 2 кратковременных эвстатических падения уровня моря, осушение территории, вследствие чего произошло локальное врезание речных отложений в морские глинистые - сформировались две <врезанные долины>, ориентированные с северо-востока на юго-запад: в районе разреза р.Кичмалка (зона Deshayesites volgensis), и позже (зона Dufrenoya furcata) - в районе Баксанского разреза. В разрезе р. Кичмалка наблюдаются крупнозернистые косослоистые песчаники (русловая часть заполнения первой долины), в разрезе р. Баксан - средне-крупнозернистые песчаники с железистыми оолитами (мелководно-морское заполнение второй). Возможно, русловые фации заполнения второй долины располагались севернее, ближе к суше. В промежуток времени, разделяющий формирование врезанных долин (зона Deshayesites deshayesi), уровень моря поднимался, в результате чего накопилась мощная толща глин, перекрывающая заполнение первой долины.
Средний апт. В среднеаптском мелководном бассейне изменились границы обстановок внутреннего и внешнего шельфа. Наиболее глубоководная область остается лишь на востоке, в Терско-Каспийском прогибе, где по-прежнему преобладает глинистая составляющая в разрезе. В восточной части территории зона внешнего шельфа распространяется намного севернее, чем в раннем апте, охватывая уже и восточную часть Прикумской зоны поднятий.
Территория Минераловодского выступа, Северная моноклиналь Большого Кавказа (полоса выходов апт-альбских отложений на поверхность) относятся к зоне внутреннего шельфа, поскольку характеризуются накоплением глинистых и известковисто-глинистых песчаников с шаровыми известковыми конкрециями, залегающих на алевролитах. Породы интенсивно биотурбированы. Присутствие прослоев известковых песчаников с большим количеством раковин аммонитов и двустворок - темпеститов, свидетельствует о штормовом характере седиментации.
В Березкинском прогибе Ногайской ступени отложения среднего апта представлены чередованием косослоистых глинистых и известковисто-глинистых песчаников с алевролитами в основании, и так же относятся к зоне внутреннего шельфа (отсутствие глауконита, биотурбаций). Восточнее она сменяется глинами и алевролитами внешнего шельфа.
О начале обмеления бассейна свидетельствует появление области наиболее мелководных условий осадконакопления - прибрежной зоны, переходной от пляжа к шельфу. Накопление наиболее грубого песчаного материала происходит в районе Восточно-Савропольской впадины и западной части Прикумской зоны поднятий, где распространены глинистые глауконитовые песчаники с прослоями известковых песчаников и алевролитами в основании. Ставропольский свод по-прежнему остается сушей и, по-видимому, является в среднеаптское время основным источником сноса.
Поздний апт. Продолжается начавшаяся в среднем апте регрессия. Относительно глубоководные отложения практически отсутствуют, глины внешнего шельфа накапливаются только на юго-востоке территории, в Терско-Каспийском прогибе.
Минераловодский выступ, и Восточно-Кубанская впадина, Ногайская ступень и Восточно-Ставропольская впадина по характеру отложений представляют собой зону внутреннего шельфа, однако всем этим структурным элементам соответствует большое разнообразие литофаций. В западной части Восточно-Ставропольской впадины глинистые глауконитовые песчаники Минераловодского выступа фациально замещаются известковыми глауконитовыми, залегающими на горизонте с фосфоритами. В западной части Ногайской ступени в разрезе преобладают глинистые песчаники и алевролиты, хотя и присутствуют известковые глауконитовые песчаники. В Березкинском прогибе отложения представлены глинистыми песчаниками с прослоями алевролитов, в Восточно-Кубанской впадине - глинистыми тонкозернистыми песчаниками с шаровыми известковыми конкрециями.
Центральная и восточная части Прикумской зоны поднятий, а так же юг зоны Манычских прогибов представляют собой прибрежную область, где накапливаются крайне мелководные хорошо отсортированные глауконитовые песчаники (продуктивные пласты). Породы менее биотурбированы, чем в зоне внутреннего шельфа.
Источником сноса, вероятно, продолжало служить Ставропольское поднятие, поскольку существенного изменения состава обломочной части на протяжении среднего и позднего апта не происходило.
Ранний - средний альб. Обширная трансгрессия, связанная с раскрытием Черноморского бассейна и сопровождаемая проявлениями вулканической активности за пределами изучаемого региона, охватила в раннем альбе всю территорию исследования, кроме Ставропольского свода. Повсеместно накапливаются глубоководные глины с сидеритом и пиритом. Опреснение бассейна, существовавшее в позднем апте, исчезает, а влажность несколько повышается (Барабошкин, 2005).
Вся территория относится к обстановке внешнего шельфа и представляет собой обширный шельфовый относительно глубоководный бассейн (50 - 100 м).
В среднем альбе трансгрессия охватывает и Ставропольское поднятие, оно прекращает размываться. Обломочный материал в небольших количествах мог поставляться лишь с юга Русской плиты или Южного Урала. Об этом свидетельствует состав тяжелой фракции и увеличение примеси метаморфических минералов и эпидота к северо-востоку (Гроссгейм, 1961).
Известковистые глины с прослоями мергелей накапливаются в Терско-Каспийском прогибе, вблизи полосы выходов, черные листоватые глины с большой примесью алевритового материала - в северных районах, ближе к источнику сноса.
Отложения раннего - среднего альба представляют собой конденсированный разрез, об этом свидетельствует нехватка обломочного материала, тиховодная среда осадконакопления, очень малые мощности пород, накопленных за долгий период.
Увеличение в осадках тонкодисперсных сульфидов при общем обеднении бентосных сообществ указывает на ощутимый дефицит кислорода в придонных слоях воды (Барабошкин, 2005).
Поздний альб. Дифференциация условий осадконакопления происходит только в позднем альбе, когда наблюдается небольшой спад высокого уровня моря, достигнутого ранее. На общем фоне погружения бассейна устанавливается две короткие регрессивные фазы (зона Mortoniceras inflatum). В это время в прибрежной области формируются мелководные глауконитовые песчаники I продуктивного пласта Прикумской зоны поднятий, разделенные прослоем глин (что отчетливо видно на каротажных кривых). Эта область охватывает и юг зоны Манычских прогибов.
Ставропольское поднятие, Минераловодский выступ, Терско-Каспийский прогиб и Восточно-Кубанская впадина остаются относительно глубоководной областью (зона внешнего шельфа), где накапливаются темные глины с пиритом. Северо-восточнее, в районе Восточно-Ставропольской впадины наблюдается более мелководная обстановка осадконакопления (зона внутреннего шельфа), представленная глинистыми глауконитовыми песчаниками, чередующимися с известковыми песчаниками и алевролитами.
Источником сноса обломочного материала по-прежнему служит юг Русской плиты или Южный Урал.
5.3. Колебания уровня моря.
На протяжении аптского и альбского веков уровень моря в бассейне, занимавшем территорию современного Центрального Предкавказья, претерпевал значительные колебания от (0 до 100 м), исходя из характера отложений.
Наибольшая глубина бассейна соответствовала началу позднего альба. Наименьшая - полному кратковременному осушению территории в раннем апте.
При сопоставлении полученных результатов о предполагаемых глубинах бассейна с глобальной эвстатической кривой Хака-Вейла видно, что существование в раннем апте кратковременных пиков обмеления бассейна (зоны Deshayesites deshayesi, Dufrenoya furcata), обусловивших формирование врезанных долин, отвечает глобальному эвстатическому падению уровня моря и характерно не только для данного региона.
На фоне относительно глубоководного обширного бассейна в позднем альбе два раза происходило эпизодическое падение уровня моря (зона Mortoniceras Inflatum), во время которого в крайне мелководных условиях накапливались глауконитовые песчаники продуктивных горизонтов.
| 
