Лыгина Екатерина Александровна

Глава 7. Секвентностратиграфический анализ датских и нижне-среднеэоценовых отложений Предгорного Крыма и относительные колебания уровня моря.

7.1. Основные понятия секвентной стратиграфии

В разделе дается обзор основных понятий секвентной стратиграфии, которые используются в работе. Кратко рассматриваются принципы секвентной стратиграфии для изучения карбонатных комплексов.

7.2. Секвентностратиграфический анализ датских отложений Предгорного Крыма и относительные колебания уровня моря

В датских отложениях Предгорного Крыма выделяется одна секвенция третьего порядка продолжительностью около 3,8 млн. лет, а в ее пределах - маломощный трансгрессивный системный тракт (ТСТ) и тракт высокого стояния (ТВС). В мелководных районах (Юго-Западный, Центральный) четко выделяются все секвентные поверхности и системные тракты, в глубоководных (Восточный Крым) - достоверно можно говорить о существовании ТВС.

Граница маастрихта и дания является трансгрессивной поверхностью, а также секвентной границей 2-ого типа, которая отделяет секвенцию верхнего маастрихта (М₂²) (Яковишина, 2006) от палеогеновой. Она представляет собой поверхность субаквального размыва типа твердого дна в Юго-Западном и Центральном Крыму и поверхность незначительного размыва в Восточном Крыму. По продолжительности перерыв на этом рубеже мог составлять не менее 0,2 млн. лет, в течение которых в области Юго-Западного Крыма было размыто до 20 м осадков (Алексеев, 1989).

Верхнее ограничение датской секвенции отвечает секвентной границе 1-ого типа и совпадает с границей датского и танетского ярусов. На этой границе в Юго-Западном Крыму фиксируется субаэральный размыв отложений (Горбач, Шехоткин, 1979). По продолжительности перерыв соответствует части позднего дания и зеландскому веку (не менее 3 млн. лет).

ТСТ в датских отложениях Юго-Западного района имеет мощность 4-7 м и сложен ретроградационной сменой алевритистых (ЛГТ д1в, д2а) на криноидно-мшанковые известняки (ЛГТ д3). Выше следует горизонт с кремневыми конкрециями, в верхней части которого проводится поверхность максимального затопления (ПМЗ), ограничивающая сверху ТСТ. Формирование ТВС в отложениях района приходится на вторую половину (средний-поздний) дания. Он представлен агградационной серией массивных серпулово-криноидно-мшанковых известняков (ЛГТ д4), а в верхней части проградационной серией фораминиферово-криноидных известняков с линзами скопления детрита и пелоидами (ЛГТ д6). Этому тракту отвечают максимальные скорости биопродукции на шельфе и соответственно большие мощности отложений. Во второй половине позднего дания на западе (г. Инкерман) фиксируется появление фораминиферово-пелоидных известняков (ЛГТ д7а), характерных для изолированных лагун, появление которых связано с осушением шельфа в районе Симферопольского поднятия.

В отложениях Белогорского и Курского районов ТСТ мощностью 12-14 м характеризуется ретроградационной последовательностью - известняком песчаным детритово-микритовым, выше сменяющимся криноидно-фораминиферовым (ЛГТ д2б) с крупными конкрециями фосфорита, выдержанными горизонтами кремневых конкреций. Выше в толще чередования плотных (ЛГТ д5) и рыхлых (ЛГТ д8) известняков, переполненных панцирями морских ежей, спикулами кремневых губок (ЛГТ д5), с горизонтами окремнения по ходам илоедов, проходит ПМЗ, завершая ТСТ. Выше в Белогорском районе фиксируется ТВС, сложенный пачкой с агградационной последовательностью чередования более и менее отмытых от микрита спикуловых известняков (ЛГТ д5) с поверхностями ожелезнения, прослоями с глауконитом и фосфоритом, горизонтами с кремневыми конкрециями. К концу среднего дания эти породы сменяются пелоидными известняками (ЛГТ д7б) фронтального склона отмели, а в позднем дании - фораминиферово-криноидными известняками с пелоидами (ЛГТ д6) отмелей волновой зоны, что характеризует проградацию обстановок и обмеление бассейна.

Присутствие в нижней части верхнедатской толщи Белогорского района карбонатной брекчии, матрикс которой сложен известняком (ЛГТ д7б) с косой слоистостью и складками оползания, а сами обломки - известняком (ЛГТ д6), указывает на преобразование относительно пологого склона карбонатного рампа в крутой в результате тектонических движений в начале позднего дания. Западные участки района преимущественно воздымались в это время (что впоследствии привело к осушению территории Юго-Западного Крыма), а восточные - прогибались. В конце дания на фоне общего обмеления бассейна эта область испытывает более интенсивное прогибание, что выразилось в новом углублении территории и возвращении обстановок фронтального склона отмели.

Верхнедатская часть в Курском районе представлена агградационной последовательностью чередования спикуловых (ЛГТ д8) и фораминиферово-спикуловых (ЛГТ д9) известняков, свойственным ТВС. Характерным является присутствие прослоя фораминиферово-эхиноидно-серпулового известняка (ЛГТ д10), который трактуется как штормовой.

В отложениях района Насыпкойской балки ТСТ представлен ретроградационной последовательностью чередования глинистого песчаника (ЛГТ д11) и песчано-глинистого мергеля (ЛГТ д12). ПМЗ, возможно, приурочена к вышележащей пачке мергелей, но четко выделить ее невозможно из-за плохой обнаженности и конденсированного характера разреза. Выше наблюдается агградационная последовательность чередования глинистых фораминиферовых мергелей (ЛГТ д13) и фораминиферово-спикуловых известняков (ЛГТ д9), свойственная ТВС. Для ТВС района характерны большие мощности (более 120 м) отложений, а также присутствие горизонтов грубообломочного водорослевого известняка (ЛГТ д10), которые являются штормовыми отложениями.

7.3. Секвентностратиграфический анализ нижне-среднеэоценовых отложений Предгорного Крыма и относительные колебания уровня моря

Отложения ипра-нижнего лютеция в Крыму связаны постепенным переходом и отвечают секвенции третьего порядка продолжительностью около 3 млн. лет. В Юго-Западном районе отчетливо фиксируются ТСТ, ПМЗ и ТВС, в Центральном - выделяется ТВС. В районе Насыпкойской балки выделение секвентных поверхностей и системных трактов затруднительно.

Нижняя граница с танетом в Предгорном Крыму является трансгрессивной поверхностью и представлена поверхностью подводного размыва типа твердое дно. В восточной части Симферопольского района нуммулитовые известняки верхнего ипра залегают на поверхности нижнемеловых пород, имеющей следы субаэральной переработки. Уменьшение мощности нижнеипрских отложений в районе происходит за счет исчезновения из разрезов нижних горизонтов (Портная, 1974; Закревская, 1993), что указывает на контакт типа подошвенного налегания с нижележащими разновозрастными толщами, который характерен для нижней границы ТСТ. В западной части Белогорского района эоценовые породы залегают на маастрихтских (рис. 7). В Степном Крыму в основании эоцена также практически повсеместно отмечаются следы размыва (Шуцкая, 1970).

Рис. 7. Хроностратиграфический профиль верхнемаастрихстско-нижнелютецких отложений Предгорного Крыма. Буквами обозначено положение изученных разрезов: И - Инкерман; КМ - Красный Мак; С - Староселье, Сувлу-Кая; Ск - Скалистое; М - Марьино; Д - Донское; Л - Литвиненково; А - Аккая; М, П - Мичуринское, Пролом; К - Курское; Н - Наниково и Насыпное.

Восходящие тектонические движения, начавшись в конце дания, продолжались до начала накопления эоценовых отложений, что отразилось в ненакоплении или размыве палеоценовых отложений и формировании маломощных стратиграфически неполных толщ нижнеипрских пород в пределах основных поднятий в Крыму. Они синхронны основной фазе деформаций в Понтидах (Никишин и др., 1997, 2001).

В раннем ипре в Юго-Западном районе накапливаются глины, которые при нарастании эоценовой трансгрессии и удалении источника сноса становятся все более карбонатными. В это время область Симферопольского поднятия представляет собой размываемую сушу, которая только в позднем ипре подвергается затоплению. В верхней части нижнего ипра наблюдается ретроградационная последовательность парасеквенций ТСТ, представленных чередованием глинистых песчанистых мергелей (ЛГТ э1) и глинистых известняков (ЛГТ э2). Выше (верхний ипр, зона Nummulites distans minor) парасеквенции сложены парой мергель (ЛГТ э3)-глинистый известняк (ЛГТ э2). Остальная часть разрезов (зона Nummulites distans) характеризуется агградационной последовательностью парасеквенций ТВС, представленной массивной толщей нуммулитовых известняков (ЛГТ э5-7). Трансгрессия достигает своего максимума в начале зоны Nummulites distans, что фиксируется по уменьшению количества нерастворимого остатка, а также значений магнитной восприимчивости и естественной радиоактивности до минимальных (рис. 3). По перегибу в этих графиках проводится ПМЗ.

В разрезах Симферопольского и Белогорского районов хорошо выражен ТВС, представленный толщей нуммулитовых известняков (ЛГТ э6, э7) с многочисленными горизонтами твердого дна с ходами раков-талассиноидов, что указывает на наиболее мелководные и активноводные условия формирования пород. Чередование известняков с горизонтами твердого дна формируют агградационную последовательность ТВС.

В районе Насыпкойской балки ТСТ представлен пачкой черных карбонатных глин, алевролитов и известняков нижнего ипра, пачкой чередования глин (ЛГТ э9) и нуммулитовых известняков (ЛГТ э8) верхней части нижнего-нижней части верхнего ипра (зоны Assilina placentula, Nummulites distans minor, Nummulites distans) (Бугрова и др., 2002), а также, вероятно, нижней частью вышележащей пачки алевритистых глин верхов зоны Morozovella aragonensis, где присутствуют только планктонные фораминиферы (Шуцкая, 1970), что характерно для наиболее глубоководных условий. Установить ПМЗ здесь не представляется возможным из-за плохой обнаженности разреза. ТВС включает в себя остальную часть толщи алевритистых глин, где присутствуют разнообразные глубоководные виды бентосных фораминифер, и мергели зоны Acarinina bullbrooki.

Таким образом, характер последовательностей парасеквенций в совокупности с микрофациальным и генетическим анализами датских и нижне-среднеэоценовых отложений позволили предложить кривые колебаний относительного уровня моря для разрезов изученных интервалов различных структурно-фациальных зон Предгорного Крыма. В результате разработана секвентно-стратиграфическая модель для этих отложений, где выделены такие хроностратиграфические поверхности, как секвентные границы, трансгрессивные поверхности и поверхности максимального затопления, а также разделяемые ими системы трактов. В датских отложениях отчетливо выделяется одна секвенция, накопление нуммулитовых известняков отвечает окончанию трансгрессивного тракта и тракту высокого стояния в пределах нижне-среднеэоценовой секвенции.