Кайнозойские этапы осадконакопления и закономерности локализации полезных ископаемых (на примере юго-западной Русской платформы)

Цикличности геологических процессов посвящена обширная литература в нашей стране и за рубежом. Наиболее полно вопросы цикличности освещены в сводках. Рассмотрении данного вопроса посвящена специальная конференция, проходившая в г. Новосибирске. Несколько ранее в Москве обсуждался вопрос о цикличности геологических процессов и влиянии космических факторов на экологию организмов. Все это свидетельствует о той, что периодическая повторяемость геологических процессов многогранна в что она выступает в качестве всеобщего закона развития Земли.

Задачей настоящего сообщения является на примере юго-запада Pусской платформы проследить взаимосвязь цикличности геологических процессов с осадконакоплением и выявить закономерности локализация полезных ископаемых.

В основу выводов и построении положены материалы, собранные автором в процессе выполнения в районе Государственной геологической съемки, тематических и картосоставительских работ, а также проработки обширной опубликованной и фондовой литературы.

В процессе выполнения полевых работ основными методами исследований являлись литостратиграфический и биостратиграфический в широком их понимании.

В камеральный период обобщались результаты гранулометрического, минералогического, термического, в меньшей мере химического и спектрального анализов.

На более поздних этапах выполнения работы был широко применен палеогеографический метод, включающий построение карт литофаций, изопахит (равных мощностей), древнего погребенного рельефа на начало каждого из веков позднего кайнозой (в изолиниях), палеогеологических и палеогеоморфологических карт. Построение литолого-палеогеографических карт предшествовало составление схем корреляции морских и континентальных отложений.

Анализ перечисленных карт дал возможность установить области сноса, транспортировки и аккумуляции осадков, восстановить границы древних морских бассейнов и речных долин. Изучение литологического состава пород, карт рельефа и органических остатков позволило охарактеризовать морские бассейны (глубина, соленость, температура воды в приповерхностном слое) и области сноса (климат, растительный мир, возвышенные и пониженные участки, древняя речная сеть).

С помощью карт изолиний равных мощностей с учетом геохронологической шкалы установлены скорости накопления осадков, а также проявления тектонических процессов.

Дальнейший анализ позволил выделить в кайнозое следующие этапы осадконакопления (микроциклов): 1 - датско-инкерманский; 2 - качинский; 3 - бахчисарайский; 4 - симферопольский; 5 - бодракско-альминский; 6 - олигоценовый; 7 - равнемиоценовый; 8 -тарханско-чокракский; 9 - караганско-конкский; 10 - сарматский; 11 - неотийско-понтический; 12 - киммерийско-куяльницкий; 13 -апшеронско-антропогеновый (незавершенный).

Названные тринадцать этапов объединяются нами (по три) в четыре завершенных и один незавершенный трансгрессивно-регрессивных цикла: 1 - лат-палеоцен-раннеэоценовый; 2 - средне-позднеэоценовый-олигоценовый; 3 - ранне-среднемиоценовый; 4 - поздне-миоценовый-плиоценовый; 5 - антропогено вый (незавершенный). Цикли попарно образует палеогеновый и неогеновый макроциклы.

Каждый из тринадцати этапов (микроциклов) характеризуется определенным литологическим составом пород, интенсивностью тектонический процессов и в соответствии с этим мощностью отложений, интенсивностью трансгрессии, климатическими особенностями, соленостью морского бассейна, характером процессов порообразования, спецификой органического мира.

Для примера рассмотрим шесть этапов (микроциклов), объединяемых в неогеновый макроцикл.

В начальные этапы трансгрессивно-регрессивных циклов при наиболее активных тектонических процессах происходит максимальное накопление терригенных и хемогенно-органогенных осадков (ранний миоцен, сармат, апшерон-антропоген). В средние этапы циклов в условиях слабой тектонической активности, но максимума колебательных движении отрицательного знака, имеет место максимальные эпиконтинентальные трансгрессии, наблюдается увлажнение и потепление климата, широко развиты процессы коро- и почвообразования; как правило, накапливаются осадки существенно органогенные, мощность их незначительна, она на порядок меньше, чем в начальные этапы (тархан-чокрак, изотис-понт). В конечные этапы развития (караган-конка, верхняя полтава, киммерий-куяльник) снова активизируются тектонические процессы, что приводит к регрессиям, иссушению климата, интенсивному размыву кор выветривания и относительно мощному хемогенно-терригенноку осадконакоплению.

Сопоставление выделенных трансгрессивно-регрессивных циклов и их этапов о развитием органического мира также свидетельствует об их взаимности.

Так, для начального и конечного этапов первого неогенового цикла характерна фауна, обитающая в условиях пониженной солености (нонионидовый комплекс отложений горностаевской свиты и оккофоровая фауна коцахурского горизонта, спаниодонтовая, эрвилиевая и фоладовая фауна карагана и конки). Средний этап может быть охарактеризован тарханской морскоя фауной.

Начальный и конечный этапы второго неогенового цикла характеризуются опресненной фауной эвксинского типа - сарматская и киммерийско-куяльницкая. В средний этап (изотический век), когда возобновились связи со Средиземноморьем, в Эвксинском бассейне снова появляется морская фауна.

В условиях затруднительной связи со Средиземноморьем в апшеронско-антропогеновый начальный этап в Эвксинско-Каспийском бассейне разбивается в основном солоноватоводная фауна. Следует также ответить о некоторой направленности развития, заключающейся в том, что в первой неогеновой цикле в бассейнах преобладала стеногалинная фауна, а во второй - солоноватоводная. О направленности развития свидетельствует и фауна млекопитающих: для первого цикла характерна фауна анхитерия, для второго - гиппариона, а для третьего - слоновая, отражающие направленное изменение палеогеографических условии.

К выводу о поэтапном развитии растительности на территории левобережной Украины в неогене приходит Н.А. Щекина. Согласно ее данный, первая фаза растительности соответствует раннему миоцену, когда доминировали леса различных формации, большое значение имели болотные тексодиевые леса, заросли восковицы и увеличилось разнообразие суходольных травянистых растений.

Вторая фаза относится к первой половине среднего миоцена и характеризуется преобладанием мезофильнои лесной растительности, уменьшением роли болотных лесов, расширением площадей сосновых лесов, появлением травянисто-кустарничковых группировок. Особенностью третьей фавй (караганский век) является преобладание в лиственных лесах дзельквы, вяза, дуба, граба и других широколиственных пород, а в хвойных лесах, кроме представителей семейства сосновых, криптомерии, секвойи, гиптостробуса, таксодия, подокарпуса, зонтичной сосны и др. в травянисто-кустарничковой группировке характерно постоянное присутствие эфедры. В конкском веке происходит постепенная ксерофитизация лиственных лесов, все более развивается cocновые леса.

Нетрудно заметить, что охарактеризованные фаза развития в основном лесной растительности совпадают с выделенными нами начальным, средним и конечный этапами первого неогенового трансгрессивно-регрессивного цикла. Для второго неогенового цикла характерны растительные ландшафты открытого типа.

Установив перечисленные выше закономерности, мы сделали попытку проанализировать приуроченность различных видов полезных ископаемых к выделенным этапам и циклам. Оказалось, что известные в pайоне месторождения нефти и газа обычно приурочены к начальным и конечным этапам. В это время, как было показано выше, активизируется тектонические процессы, обусловливающие песчано-глинистый состав осадков, значительную их мощность, складкообразование и соответственно появление благоприятных структур для локализации углеводородов. Примерами могут служить месторождении газа Стрелковое и поднятия Голицына, локализующиеся в песчано-алевритовых отложениях верхнего майкопа (начальный этап первого неогенового трансгрессивно-регрессивного цикла). Примерами локализации углеводородов в песчано-глинистых отложениях конечного этапа является месторождения нефти Азербайджана (продуктивная свита плиоцена).

Месторождения бурых углей обычно приурочены к отложениям средних этапов. В это время повышается влажность, наблюдается потепление климата, создаются благоприятные условия для развития растительности. Широкое развитие трансгрессивных серий осадков способствует захоронение отложившихся органических остатков. Примерами могут служить многочисленные месторождения днепровского буроугольного бассейна. Их возраст, как показали исследовании последних лет, определяется началом позднего эоцена. Для этой же стадии характерна месторождения стекольных песков и песков для абразивной промышленности (Гусаровское).

Россыпные месторождения ильменита, рутила, циркона и других минералов, вторичных каолинов, огнеупорных глин, формовочных и строительных песков обычно приурочены к заключительным этапам. В это время интенсивно разрушается коры выветривания и переотлагаются осадки, сформированные в основном а средние этапы. Кратко временные трансгресони благоприятствует захоронение минеральных ассоциаций отложившихся в соответствующих палеогеографических условиях.

К этой же стадии приурочены олигоценовые марганцевые руды Приднепровского бассейна и киммерийские оолитовые железные руды Керченского п-ова и Приазовья.

Как видно из изложенного, практически все виды кейнозойских полезных ископаемых осадочного происхождений в регионе тесно увязывается с цикличностью геологических процессов. Кроме того, существует закономерная связь между тектоническими фазами, трангрессивно-регрессивными этапами, осадконакопленинм, климатами, соленостью морских бассейнов, развитием животного и растительного мира.

На основании того, что аналогичная цикличность геологических процессов устанавливается и на мезозойском этапе развития юго-запада Русской платформы, можно полагать, что она проявлялась на протяжении всей фанерозойской истории региона и обусловлена не только земными, но и космическими факторами.