Результаты литологического изучения пермских песчаников Итальянских Альп

В течение последних 15 лет проводилось детальное изучение пермских песчаников Итальянских Альп. Были также изучены аналогичные формации Словении. Данные этого изучения, а также исследования, проводимые в настоящее время Комиссией по атомной энергии Италии, позволяют охарактеризовать пермские песчаники в минеральном, химическом и литологическом аспектах и воссоздать основные процессы осадконакопления и эволюцию этой континентальной кластической формации. Для того чтобы определить факторы, контролирующие оруденение, представляется необходимым описать различие между красноцветными и базальными сероцветными песчаниками. Базальные серопветные песчаники встречаются на ограниченной площади рассматриваемого района (Валь-Рендена и Валь-Пескара).

Согласно гранулометрическим данным, в стратиграфическом разрезе Валь-Рендена установлено четкое различие между базальными сероцветными песчаниками - от крупно- до грубозернистых - и покрывающими красноцветными песчаниками, размер зерен которых изменяется от средних до очень мелких (фиг. 3). Различия в размерах зерен отвечают различным условиям осадконакопления.

В пределах сероцветных песчаников преобладает линаовидная слоистость, типичная для очень быстрого осадконакопления, а в красноцветных песчаниках отмечается равномерная зернистость и выдержанная мощность слоев, свидетельствующая о более низкой скорости осадконакопления в условиях плоского дна бассейна.

Минеральный состав довольно однообразен в разрезе: помимо обломков пород, присутствуют кварц, полевые шпаты, мусковит в глинисто-серицитовом или иногда в лимонитовом, кальцитовом или халцедоновом цементе. В сероцветных песчаниках калиевые полевые шпаты почти полностью изменены до серицита, тогда как цемент остается глинисто-серицитовым. В красноцветных песчаниках полевые шпаты не изменены, а цемент содержит лимонит и кальцит. Как показано на фиг. 4, сероцветные песчаники попадают в поле кварцевых песчаников, а красноцветные песчаники - между полями полевошпатовых песчаников и субграувакками. Наибольшей зрелостью отличаются серые песчаники благодаря почти полному выветриванию содержащихся в них калиевых полевых шпатов. Серые и красные песчаники характеризуются очень низкой зрелостью; на физический характер выветривания материала этих песчаников указывает низкая степень окатанности.

Происхождение компонентов, составляющих песчаники, аналогично для сероцветных и красноцветных песчаников. В зонах, где основание пермской осадочной толщи сложено вулканитами нижней перми, содержание вулканических обломков может достигать 70-75%.

В Валь-Рендена среднее содержание их составляет 50%. Как правило, в базальных сероцветных песчаниках более высокое процентное содержание компонентов, произошедших из вулканитов, чем в красноцветных. В последних, и особенно в их более тонкозернистых фациях, содержится очень много слюды, образовавшейся при эрозии метаморфического фундамента. Это можно было бы считать свидетельством прогрессивного расширения площади эрозии бассейна в направлении зон, в которых многочисленны выходы кристаллического фундамента.

Серия определений содержания К и Na позволяет лучше установить различия в минеральном составе между сероцветными и красноцветными песчаниками в Валь-Рендена. Средние содержания Na О составляют 0,85% в сероцветных песчаниках и 2,47% в красноцветных, а средние содержания К2О — соответственно 2,52 и 3,32% (фиг. 5). Эти отличия обусловлены изменениями и серицитизацией полевых шпатов, содержащихся в сероцветных песчаниках, и большим содержанием мусковита в красноцветных. Изменение полевых шпатов в сероцветных песчаниках в основном вызвано наличием восстановительной среды. В сероцветных песчаниках всегда присутствует рассеянное органическое вещество, в красноцветных - углефицированные и окремнелые древесные обломки.

Диагенетические процессы в пермских песчаниках вызвали преобразование глинистого цемента в серицитовый и халцедоновый. Процесс замещения цементирующей массы был ограничен; эффект растворения минералов под давлением практически не заметен. Небольшие жилки и жеоды кварца, имеющиеся на некоторых участках, по-видимому, результат слабого гидротермального воздействия, вероятно, связанного с третичным магматизмом.

Подводя итоги минералогического и литологического изучения пермских песчаников, можно сделать следующие выводы:

а) Базальные сероцветные песчаники характеризуются: 1) грубозернистой осадочной фазой пьемонтского типа, 2) большой скоростью осадконакопления и 3) большой проницаемостью пород. (Красноцветные песчаники соответствуют седиментационному циклу аллювиального или дельтового типа и характеризуются однородностью).

б) При переходе от условий предгорий к аллювиальной и дельтовой обстановкам происходило расширение эрозионного бассейна, в результате чего образовались разнообразные типы кластических пород.

в) Красноцветные песчаники, образовавшиеся в условиях аллювиальной прибрежной равнины, должны содержать больше органического вещества, чем сероцветные, образовавшиеся в условиях предгорий. В красноцветных песчаниках органическое вещество встречается в виде крупных скоплений. По-видимому, преобладавшие окислительные условия вызывали разрушение рассеянного органического вещества, но более крупные его скопления при этом сохранялись. В сероцветных же песчаниках всегда имеются следы рассеянного органического вещества. Это означает, что эти фации в основном находились в восстановительных условиях. Следовательно, сероцветные песчаники представляют собой неокисленные осадки, в чем сыграла свою роль и скорость осадкообразования. Что касается красноцветных песчаников, они полностью окислены,

г) Сероцветные песчаники, в которых встречается оруденение, по минералогической и литологической характеристикам не отличаются от аналогичных песчаников, не содержащих оруденения.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что основные урановые месторождения, локализованные в пермских песчаниках Альп, связаны с неокисленными кластическими отложениями фаций предгорий. Более мелкие залежи ассоциируются со скоплениями органического вещества в окисленных песчаниках аллювиальных и дельтовых фаций.