Лыгина Екатерина Александровна

Глава 6. Фациальная зональность в пределах датской и эоценовой карбонатных платформ и их строение.

6.1. Строение, типы карбонатных платформ и условия осадконакопления

В разделе рассматривается типизация карбонатных платформ (Уилсон, 1980; Read, 1982; Burchette, Wright, 1992), которые понимаются как мощные толщи, сложенные в основном мелководными карбонатными отложениями (Tucker, Wright, 1990). Особое внимание уделено строению, распределению фаций и процессам осадконакопления в пределах рампов и изолированных карбонатных платформ, которые формировались в изученные интервалы времени на территории Крыма.

6.2. Фациальная зональность датских отложений Предгорного Крыма

Выявление фациальной зональности в пределах изученных толщ проводилось на основе генетического анализа отложений, который включает в себя установление генетических признаков пород в результате их петрографического описания, палеоэкологический анализ, выделение и прослеживание вертикальной и латеральной смен ЛГТ и их ассоциаций. Итогом анализа стали палеогеографические профиль (рис. 4) и карта, а также модель строения датской карбонатной платформы (рис. 5).

При диагностике фациальных зон использовался стандартный ряд фациальной зональности Дж. Уилсона (1980), где выделяется 24 типа стандартных микрофаций (СМФ). Они группируются в девять стандартных фациальных зон (поясов) генерализированной модели карбонатной платформы, где отражены положение на склоне, гидродинамическая энергия и проч. В итоге ЛГТ датских отложений были обособлены в 12 СМФ, которые представляют 5 фациальных зон и обстановок (рис. 4): склон карбонатной платформы и его подножие, отмели волновой зоны, шельфовая лагуна со свободным водообменом, изолированные и полуизолированные морские отмели. Выделенные фациальные зоны подчинены структурно-фациальному делению Предгорного Крыма: для Юго-Западного района характерны наиболее мелководные обстановки изолированных и полуизолированных морских отмелей, шельфовой лагуны и отмелей волновой зоны, в Центральном и Восточном Крыму существовали соответственно склон и подножие склона карбонатной платформы.

Таким образом, смена фациальных поясов от шельфовых лагун и отмелей волновой зоны окраины платформы в Юго-Западном Крыму до подводного склона и его подножия в Центральном и Восточном Крыму отвечает карбонатной платформе типа рамп, которая характеризовалась пологим углом наклона склона в раннем-среднем дании. В позднедатское время формирование в Белогорском районе подводнооползневых отложений, сложенных карбонатной брекчией, указывает на возникновение крутого склона, связанное с тектоническими движениями.

Фациальная картина в пределах Степного Крыма отражает особенности строения окраин датской карбонатной платформы. На севере, северо-востоке ее обрамляют мелководные прибрежно-морские терригенно-карбонатные фации (Сивашский, Северо-Восточный районы), на северо-западе, востоке, юго-востоке - глубоководные карбонатные (Тарханкутский район) и терригенные (Индольский, Керченский районы) фации обстановок глубокого шельфа и бассейна.

6.3. Строение и развитие датской карбонатной платформы

Анализ комплексов ископаемых остатков, пространственного и временного распространения ЛГТ и их ассоциаций позволил уточнить детали строения датского карбонатного рампа и выделить в его пределах фации внутреннего, среднего и внешнего рампа.

Фация внешнего рампа (нижняя часть подводного склона карбонатной платформы) выражена в Центральном и Восточном Крыму. В основании разреза Восточного Крыма она представлена кварцевым песчаником (ЛГТ д11), который выше переслаивается с мергелем (ЛГТ д12). Для отложений характерны параллельная и косая микрослоистость, ходы Chondrites, пиритовые конкреции, отсутствие остатков макрофауны, что указывает на дефицит кислорода в придонных водах. В начале трансгрессии здесь доминировало терригенное осадконакопление, которое разбавлялось фоновым карбонатным. Позже накапливается толща чередующихся фораминиферовых мергелей (ЛГТ д13) и фораминиферово-спикуловых известняков (ЛГТ д9), появляются остатки спикул губок, бентосных фораминифер, багряных водорослей. Характерно наличие горизонтов брекчиевидных водорослевых известняков (ЛГТ д10), которые интерпретируются как штормовые прослои. Отложения формировались в тиховодных условиях ниже базиса штормовых волн на глубинах не менее 100-150 м, куда периодически могли проникать подводные течения, инициированные сильными штормами. Подобные обстановки характерны для позднего дания Курского района (ЛГТ д8-д10). Однако здесь стоит отметить более мелководный состав органогенных остатков (бентосные фораминиферы, мшанки, иглокожие). В среднем дании фации внешнего рампа смещаются на запад, в Белогорский и Курский районы, где накапливаются фораминиферово-спикуловые известняки с большим количеством микрита (ЛГТ д5), появляются планктонные фораминиферы, кремневые конкреции.

Фация среднего рампа (склон карбонатной платформы) выявляется на начальном этапе формирования карбонатной платформы в Белогорском и Курском районах. Она характеризуется детритово-микритовыми известняками с литокластами микритовых известняков (ЛГТ д2б), с небольшим количеством терригенной составляющей (7-10%), глубоководным составом ископаемых (планктонные, бентосные фораминиферы, кремневые губки, иглокожие, двустворки, радиолярии, остракоды), преобладанием серой окраски, массивной или неяснослоистой текстуры, обилием кремневых конкреций по ходам Thalassinoides (?).Отложения формировались ниже базиса нормальных, но выше штормовых волн (50-100 м) в открыто-морской обстановке в водах, насыщенных кислородом.

Фация внутреннего рампа (шельфовая лагуна со свободным водообменом, отмели волновой зоны, полуизолированные и изолированные морские отмели) выделена в отложениях Юго-Западного района (ЛГТ д2а, д3, д4, д6, д7а). На ранне-среднедатском этапе развития рампа здесь накапливаются микритовые и шламовые известняки (ЛГТ д2а), содержащие остатки разнообразной бентосной фауны, что указывает на постоянное волновое воздействие на осадок во время его отложения и глубины не более 30-50 м в обстановках шельфовой лагуны со свободным водообменом. Позже в отложениях (ЛГТ д3) появляется большое количество крупно-среднезернистых обломков прикреплявшихся организмов (криноидеи, мшанки, серпулы), также содержится микрит и шлам, что говорит о постепенном углублении бассейна, преобладании тиховодных условий ниже нормального базиса волн (более 50 м). Максимально высокий уровень моря в разрезах фиксируется несколькими горизонтами с кремневыми конкрециями по ходам илоедов. В это время в районе с. Скалистое накапливается крупнообломочный криноидно-мшанковый известняк почти без микрита, с разнообразной мелководной бентосной фауной (ЛГТ д4). Позже эти обстановки распространяются на запад (с. Староселье, г. Инкерман), что указывает на регрессивную последовательность смены фаций и начало обмеления бассейна. Описанные отложения (ЛГТ д4) формировались в обстановке отмелей волновой зоны с абсолютными глубинами 0-10 м. Позже в известняках почти исчезают остатки нормально-морской фауны и фиксируется микритизация зерен, появляются пелоиды (ЛГТ д6), что указывает на активную деятельность цианобактерий в осадке в условиях мелководья с вялой гидродинамикой. Ослабление волновой активности на фоне обмеления бассейна говорит о возникновении барьера к востоку от описываемой области (район Симферопольского поднятия) в конце среднедатского-позднедатское время. Об этом свидетельствует и накопление в это же время в Белогорском районе пелоидных известняков (ЛГТ д7б) верхней части предотмелевого склона. К позднедатскому этапу в Белогорском районе относится накопление толщи карбонатной брекчии мощностью около 10 м, матрикс которой представлен тем же ЛГТ д7б и содержит следы оползания осадка. Брекчия сложена известняками ЛГТ д6, характеризующими обстановки отмелей волновой зоны края платформы. Все это указывает на образование в позднедатское время в Белогорском районе крутого склона как следствия тектонических подвижек по разломам восточного крыла Симферопольского поднятия. Доказательством этого является также изменение фациальной картины в Курском районе - по стилю осадконакопления в позднем дании он больше напоминает Восточный Крым. Впоследствии Белогорский район также, по-видимому, испытал более интенсивное прогибание, о чем свидетельствует смена обстановок отмелей волновой зоны (глубины 0-10 м) на обстановку верхней части склона платформы (глубины не менее 50 м) на завершающей стадии развития рампа. На западе Юго-Западного района в конце позднедатского этапа возникают полуизолированные и изолированные отмели, отложения которых представлены фораминиферово-пелоидными известняками с характерной ассоциацией пелоидов с фораминиферами, гастроподами и водорослями (ЛГТ д7а). К этому времени большая часть Симферопольского поднятия и Юго-Западного района осушаются.

6.4. Палеоэкология нуммулитид и их распространение в нижне-среднеэоценовых отложениях Предгорного Крыма

В разделе приведены некоторые сведения о палеоэкологии нуммулитид. На основе собственных исследований (Алисова, 2006) и изучения литературного материала (Немков, Бархатова, 1961; Портная, 1974; Зернецкий, 1980; Голев, Андреева-Григорович, 1982; Зернецкий, Люльева, 1990; Закревская, 1993, 2005) был проведен анализ распространения родов нуммулитид в нижне-среднеэоценовых отложениях Предгорного Крыма, который позволил дополнить палеогеографическую картину Крымского бассейна в изученный интервал времени. В результате обобщения составлены таблица и фациальный профиль, на котором намечены наиболее мелководная область отмели с активной гидродинамикой в Центральном Крыму (Донское-Пролом), относительно глубоководная область в тылу отмели в Юго-Западном районе (Инкерман-Марьино) и глубоководный склон карбонатной платформы в районе Насыпкойской балки.

6.5. Фациальная зональность нижне-среднеэоценовых отложений Предгорного Крыма

Нижне-среднеэоценовые отложения Предгорного Крыма отличаются меньшим разнообразием фаций и обстановок, чем датские. Было выделено 5 СМФ, которые в совокупности характеризуют 3 фациальных зоны и обстановки (рис. 6): склон карбонатной платформы, отмели волновой зоны, шельфовая лагуна со свободным водообменом. Выявленная фациальная картина говорит о слабой расчлененности палеорельефа дна ранне-среднеэоценового моря в отличие от датского времени. Во всё время существования карбонатной платформы последовательность фаций практически не менялась, что указывает на постоянство относительного уровня моря, а также спокойную тектоническую обстановку. С самого начала в пределах Предгорного Крыма обособляются три фациальные зоны: обширная шельфовая лагуна в Юго-Западном и Симферопольском районах, мелководная отмель волновой зоны на востоке Симферопольского, в Белогорском районах и открыто-морская фация склона карбонатной платформы в районе Насыпкойской балки.

6.6. Строение и развитие эоценовой карбонатной платформы

Обоснование существования в Крыму в ранне-среднеэоценовое время изолированной карбонатной платформы вытекает из анализа региональных данных по Степному Крыму (Лыгина и др., 2010), где эоценовые отложения представлены в основном глубоководными глинистыми, мергельными фациями и изредка известняками. Мелководная фация шельфовой лагуны с накоплением нуммулитовых известняков распространялась в пределы Альминской впадины и далее на север в Центральную зону Степного Крыма, огибая Новоселовское поднятие. С севера (Тарханкутская, Сивашская зоны) и востока, юго-востока (Индольская, Керченская зоны) карбонатная платформа была окружена глубоким морем с глубинами в несколько сотен метров, где формировался глинисто-мергельно-известняковый тип разреза. Отложения Северо-Восточного района, представленные песчаной фацией с мелкими нуммулитами, характеризуют обстановку среднего шельфа с привносом терригенного материала (рис. 5). Карбонатная платформа имела крутой северный (сочленение с Сивашской и Тарханкутской зонами) и пологие восточный и юго-восточный склоны.

Фация нуммулитовых известняков в плане палеогеографии представляет собой нуммулитовую банку. В Предгорном Крыму в ее пределах выделяется наиболее мелководная обстановка отмели с абсолютными глубинами не более 10-30 м (Белогорский, Симферопольский районы) (рис. 6). Она приурочена к восточному крылу и центру Симферопольского поднятия и, видимо, протягивается на север в сторону Новоселовского поднятия. Перед эоценом эта область испытывала воздымание. К эоценовому времени эрозия здесь могла составлять около 500 м (Никишин и др., 2006). Разрезы сложены рыхлыми нуммулитовыми известняками (ЛГТ э7), состоящими из обломков раковин нуммулитид и не содержащими микрит. Наличие поверхностей твердого дна с ходами раков-талассиноидов указывает на формирование конденсированных разрезов при периодическом воздействии на осадок сильных штормовых волн. Относительно более глубоководные отложения к западу от отмели формировались в Симферопольском районе (пос. Марьино). Они представлены чередующимися рыхлыми и крепкими нуммулитовыми известняками с большим количеством раковин нуммулитид (ЛГТ э6). Они накапливались в мелководных условиях склона отмели на глубинах не менее 50 м, где действовали подводные течения, инициированные периодическими штормами. Отложения Юго-Западного района (с. Скалистое, горы Сувлу-Кая, с. Красный Мак, г. Инкерман) представлены мало отмытыми микритовыми разностями известняков с целыми раковинами нуммулитид (ЛГТ э5-7). Отложения накапливались в тиховодных условиях шельфовой лагуны на глубинах 50-80 м.

В районе Насыпкойской балки отложения основания симферопольского региояруса представлены толщей чередования плотных нуммулитовых известняков (ЛГТ э8, э10) и карбонатных глин с нуммулитами (ЛГТ э9), которые формировались в обстановке внешнего шельфа на склоне нуммулитовой банки. Прослои нуммулитовых известняков интерпретируются как штормовые.

Таким образом, установлено, что в Крыму в датское и эоценовое время формировались карбонатные платформы, контуры которых уточнены в результате анализа региональных данных по всему Крыму. Детали их строения установлены при изучении отложений Предгорного Крыма, где на основании вертикальной и латеральной смен ЛГТ были выделены пять фациальных зон: полуизолированные морские отмели, шельфовая лагуна со свободным водообменом, отмели волновой зоны, склон карбонатной платформы и подножие склона. После проведения литогенетического и фациального анализов изученных отложений можно утверждать, что в датское время формировалась карбонатная платформа типа рамп, которая в эоцене преобразуется в изолированную карбонатную платформу.