CC BY
17
УДК: 575.72(470.4/5)
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
АНАЛОГИ АРШИНСКИХ ВУЛКАНИТОВ ЗАВЕРШАЮЩЕГО РИФЕЯ В ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ (СКВАЖИНА 1 КИПЧАКСКАЯ) И ИХ СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
© Н.Д. Сергеева,
кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,
450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]
© В.И. Пучков,
доктор геолого-минералогических наук,
член-корреспондент РАН,
директор,
Институт геологии,
Уфимский научный центр РАН,
ул. К. Маркса, 16/2,
450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]
© А.А. Ратов,
младший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,
450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]
В статье обосновано выделение нового стратиграфического подразделения в рифее Волго-Уральской области, что представляет собой значительное усовершенствование докембрийской стратиграфической схемы региона. В конце рифея на Южном Урале и востоке Русской плиты выявлен событийно-стратиграфический уровень, связанный с проявлением вулканической деятельности. Данные возраста магматических образований (аршинских и кипчакских базальтов) указанного геологического события служат в качестве опорного хронологического рубежа для временной корреляции осадочных толщ и свидетельствуют о значительном пространственном проявлении магматического события в аршинское время (600-750 млн лет). Использование событийного подхода позволило провести корреляцию региональных стратонов завершающего рифея и уточнить стратиграфическую схему Волго-Уральской области.
Базальты скважины 1 Кипчакская с изотопной датировкой (734 млн лет) и перекрывающие их аргиллиты и алевролиты, содержащие вулканогенный материал, выделены в самостоятельную кипчакскую свиту №4 кр) со стратотипом в скважине 1 Кипчакская. По текстурно-структурным особенностям базальты в скважине 1 Кипчакская отнесены к эффузивной фации и выделены в кипчакский вулканогенный комплекс, который сопоставлен нами с игонинскими метабазальтами аршиния (Тирлянская синклиналь) Башкирского ме-гантиклинория.
Учитывая стратиграфическое положение кипчакской свиты в разрезе верхнего докембрия Волго-Уральской области и изотопные датировки базальтов аршинского (707-732 млн лет) и кипчакского (734 млн лет) комплексов, вулканиты и включающие их аргиллиты и алевролиты скважины 1 Кипчакская одновозрастны и должны рассматриваться в составе завершающего рифея, а не нижнего венда. Исходя из корреляции кипчакской и игонинской свит (Камско-Бельского авла-когена и Башкирского мегантиклинория соответственно), предложено в Стратиграфической схеме рифея Волго-Уральской области выделить кипчакскую свиту, отвечающую терминальному (завершающему) ри-фею.
Ключевые слова: Волго-Уральская область, Южный Урал, стратиграфия, завершающий рифей, изотопный возраст, свита, вещественный состав
© N.D. Sergeeva1, V.N. Puchkov2, A.A. Ratov3
THE ANALOGUES OF THE ARSHINIAN VOLCANICS OF THE TERMINAL RIPHEAN IN THE VOLGA-URAL REGION (1-KIPCHAK BOREHOLE) AND THEIR STRATIGRAPHIC
This paper substantiates the establishment of a new stratigraphic unit in the Riphean of the Volga-Ural Region. It is an important improvement to the Precambrian stratigraphic scheme of the region. At the end of the Riphean in the Southern Urals and eastern Russian plate, an eventstratigraphic level has been revealed connected with a manifestation of volcanic activity. The data on the age of the magmatic rocks (Arshinian and Kipchak basalts) of this geological event serve as a reference chronological level for time correlation of sedimentary successions and bear witness to a considerable areal manifestation of the magmatic event in the Arshinian time (600-750 Ma). The event-based approach has permitted us
/ 2015, том 20, № 2 (78) lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllE5
IMPORTANCE
123Institute of Geology, Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, 16/2, ulitsa K. Marksa, 450077, Ufa, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Н.Д. Сергеева, В.И. Пучков, А.А. Ратов т/////////////////////////////////////////////Ш///////////Ш
to correlate regional stratons of the Terminal Riphean and refine the strati-graphic scheme of the Volga-Ural Region.
The basalts of the 1-Kipchak borehole with the isotopic age of 734 Ma and overlying shales and siltstones containing volcanogenic material are described as the Kipchak Formation (RF4 kp) with a stratotype in the 1-Kipchak borehole. Judging by structural and textural features, basalts of the 1-Kipchak borehole belong to an effusive facies and are attributed to the Kipchak volcanogenic complex, which we correlate with the Igonino metabasalts of the Arshinian (Tirlyan syncline) in the Bashkirian meganti-clinorium.
Taking into consideration the stratigraphic position of the Kipchak Formation in the Upper Precambrian section of the Volga-Ural Region and isotopic dates of the basalts of the Arshinian (707-732 Ma) and Kipchak (734 Ma) complexes, volcanic rocks and associated shales and siltstones of the 1 -Kipchak borehole have the same age and should be attributed to the Terminal Riphean, but not to the Lower Vendian. Based on the correlation between the Kipchak and Igonino Formations (belonging correspondingly to the Kama-Belaya aulacogen and Bashkirian meganticlinorium), we suggest that the Kipchak Formation corresponding to the Terminal Riphean should be included as a standard unit into the Precambrian strati-graphic scheme of the Volga-Ural Region.
Key words: Volga-Ural Region, Southern Urals, stratigraphy, Terminal Riphean, isotopic age, formation, chemical composition
В Волго-Уральской области базальты впервые были вскрыты в скважине 1 Кипчакская, расположенной в центральной части Камско-Бельского авлакогена (КБА) в 100 км к юго-западу от г. Уфы (рис. 1).
Скважина была закончена бурением в 1979 г. при забое 5 507 м. Базальты, вскрытые скважиной в интервале глубин 3 270— 3 300 м, первоначально одними исследовате-
лями [1; 2] были отнесены к габбро-диабазам, а вмещающие их осадочные отложения — к приютовской свите верхнего рифея, другие [3] рассматривали их как основные эффузивы в составе старопетровской свиты венда. М.А. Гаррис [4] считая, что габбро-диабазы «интрудируют породы среднего рифея», определила их возраст 1 014 млн лет (K-Ar метод, валовая проба). В.И. Козловым С соавторами
Рис. 1. Схема основных структур и расположение объектов изучения:
I - восточная окраина Восточно-Европейской платформы (Волго-Уральская область);
II - Уральская складчатая система.
1 - площадь развития завершающего рифея в Уральском регионе;
2 - граница Волго-Уральской области и Южного Урала, 3 - изученные разрезы;
4 - местоположение скважины, ее номер и название разведочной площади; 5 - населенные пункты. Ак - Аслыкульская разведочная площадь, Ахм - Ахмеровская, Кб - Кабаковская, Кпч - Кипчакская, Шхн - Шиханская, Шкп - Шкаповская
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/2
[5] базальты и перекрывающие их аргиллиты в скв. 1 Кипчакская (интервал глубин 3 220—3 300 м) были отнесены к нижнему венду и сопоставлены с аршинскими образованиями Тирлянской синклинали Башкирского мегантикли-нория (БМА) [6].
С получением и-РЬ датировок (8НЫМР-П) по цирконам из аршинских вулканитов [7; 8; 9] аршинские вулкано-генно-осадочные образования Тирлянской синклинали БМА были выделены в самостоятельный стратон — аршиний (завершающий, или терминальный рифей ЯР4 аг) с рубежами 600 и 750 млн лет [10].
Для базальтов в скв. 1 Кипчакская по карбонату и кварц-селадонитовому агрегату В.М. Горожаниным [11] была получена ЯЬ-8г изотопная датировка 734 млн лет (рис. 2).
Следует отметить, что оценка доверительного интервала в расчете возраста кипчакских базальтов по двум точкам не была определена за недостаточностью кернового материала, поэтому время излияния базальтов, по представлению В.М. Горожанина, могло быть равным или древнее полученной датировки.
Данные возраста магматических образований (аршин-ских и кипчакских базальтов) в пограничных отложениях рифея и венда Южного Урала и востока Русской плиты свидетельствуют о значительном пространственном проявлении геологического (магматического) события в аршинское время. Дополнительные све-
Рис. 2. Разрез пограничных отложений рифея и венда по скв. 1 Кипчакская:
ЯР3 - верхний рифей, ЯР4 - терминальный (завершающий) рифей; 1-4 - песчаники: 1 - кварцевые, 2 - полевошпат-кварцевые, 3 - аркозовые, 4 -полимиктовые; 5 - алевролиты, 6 - аргиллиты, 7 - базальты, 8 - характеристика породы: калцитизация (а), глауконит (б); 9 - местоположение пробы с определением возраста
дения о проявлении магматизма аршинского времени в БМА содержатся в статье [12], в которой приводятся данные о возрасте миса-елгинского интрузивного комплекса. Он
V /21
Н.Д. Сергеева, В.И. Пучков, А.А. Ратов ////////////////////////^^^^
представлен двумя дифференцированными феррогаббродиабаз-пикритовыми телами, расположенными в западной части Тараташско-го комплекса. Определение возраста диабаза из этих тел ЯЪ-Бг методом — 726±13 млн лет.
Использование событийного подхода, связанного с проявлением вулканической деятельности в завершающем рифее на Южном Урале и востоке Русской плиты, позволило уточнить корреляцию региональных страто-нов и внести изменения в региональную стратиграфическую схему ВУО.
Изотопная датировка (734 млн лет) базальтов скв. 1 Кипчакская и корреляция их с аршинскими метабазальтами, имеющими возраст 707—732 млн лет, а также положение базальтов в разрезе (залегают стратиграфически выше песчаников леонидовской свиты верхнего рифея и ниже аркозовых песчаников байкибашевской свиты верхнего венда) дают основание рассматривать кипчакские базальты в составе завершающего рифея, а не нижнего венда.
Базальты скв. 1 Кипчакская и перекрывающие их аргиллиты с прослоями алевролитов, содержащих в своем составе вулканоген-
ный материал, предлагается выделить в самостоятельную кипчакскую свиту (ЯР4 кр) со стратотипом в скв. 1 Кипчакская (табл. 1, см. рис. 2) и включить кипчакскую свиту в состав завершающего рифея по аналогии с аршин-ским стратотипом на Урале. Литолого-петрографические особенности пород вновь выделяемой кипчакской свиты приведены в [5; 6], но считаем целесообразным повторить эту характеристику в данной статье.
Базальты, выделенные с учетом данных ГИС в интервале глубин 3270—3300 м, обособлены нами в кипчакский вулканогенный комплекс, который представлен базальтовыми лавами интенсивно хлоритизированными, серицитизированными и кальцитизирован-ными, с характерными миндалекаменными флюидальными текстурами и гиалиновыми, гиалопилитовыми вариолитовыми реликтовыми структурами. Миндалины в базальтах имеют овальный, вытянутый, часто щелевид-ный, слабоизогнутый облик и выполнены халцедоном, селадонитом, неравномерно замещенным хлоритом и карбонатом. Основная масса базальтов состоит из плагиоклаза и непрозрачного (в проходящем свете) черного ге-
Табл и ца 1
Стратиграфические подразделения пограничных отложений рифея и венда Волго-Уральской области
ЯГ - рифей: ЯГ3- верхний, ЯГ4- терминальный (завершающий); V- венд: У1 - нижний, У2- верхний; РХ- палеозой
РБ/
/2С
матитизированного вулканического стекла, в котором видны беспорядочно или метельча-то расположенные лейсты плагиоклаза. Плагиоклаз обычно нацело замещен тонкочешуйчатым хлоритом, иногда серицитом, карбонатом и реже кварцем. Спорадически в базальтах отмечаются единичные порфировые вкрапленники пироксена, полностью замещенные роговой обманкой и хлоритом. В верхней части потоков отмечаются тонкие прослои трещиноватых лав и базальты полосчатой текстуры, в которых наблюдается чередование черных полос с гематитизированным вулканическим стеклом и зеленых полос, в которых вулканическое стекло замещено пумпеллиитом, хлоритом, селадонитом, тонкой слюдкой и карбонатом. Полосы часто прерывистые. Полосчатые разности переходят в пузырчатые гиалобазальты, которые состоят из гематити-зированного вулканического стекла с гиалиновой структурой. Многочисленные миндалинки в гиалобазальтах выполнены кварцем, имеют круглую или вытянутую форму и соединены тонкими параллельными трещинками, также заполненными кварцем. Пузырчатые гиалобазальты переходят в гиалокласти-ты, состоящие из вытянутых субпараллельных фрагментов гематитизированных или хлори-тизированных базальтовых порфиритов с рваными неровными ограничениями. Связующая масса в гиалокластитах представлена тонкочешуйчатым гидрослюдисто-хлорито-вым агрегатом с включениями кремней и с примесью (около 1%) окатанных и сглаженно-угловатых зерен кварца. Гиалокластиты постепенно переходят в халцедоновые породы с радиально-лучистым строением и с включениями обрывков гематитизированного вулканического стекла и неправильных скоплений пумпеллиит-селадонитового состава. Содержание и размеры этих включений постепенно уменьшаются вверх по разрезу. Кремнистые прослойки состоят из неравномерно перекристаллизованного халцедона с радиально лучистой текстурой.
Базальты на основании текстурно-структурных особенностей и присутствию прослойков трещиноватых лав, кремней и гиалокла-ститов отнесены к эффузивной фации с не...............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ ^
сколькими потоками. Мощность базальтов 30 м.
Аргиллиты, как правило, интенсивно хлоритизированы и состоят из тонкочешуйчатого бледно-зеленого хлорита, с незначительной примесью тонких чешуек буроватого ги-дратизированного биотита, окислов и гидроокислов железа и обломочных зерен кварца алевритовой размерности.
Алевролиты полимиктовые и состоят из кварца (5%), микроклина (10%), плагиоклазов сильно глинизированных (25%), хлоритизи-рованных листочков биотита (менее 7%), обломков гематитизированных базальтов (3%), интенсивно-глинизированных обломков неясного генезиса (50—55%). Из акцессорных минералов присутствует гранат, циркон и турмалин. Цемент (10%) пленочный, серицитовый. Мощность свиты в стратотипе 80 м (см. рис. 2).
Нижняя граница кипчакской свиты с подстилающими отложениями леонидов-ской свиты верхнего рифея не охарактеризована керном и проведена по данным каротажа. Учитывая, что на соседних разведочных площадях: Аслыкульской (скв. 4) и Шкапов-ской (скв. 740), развиты отложения приютов-ской свиты верхнего рифея, а в разрезе скв. 1 Кипчакская эти отложения отсутствуют, то между леонидовской и кипчакской свитами фиксируется значительный перерыв в осадко-накоплении, отвечающий, по меньшей мере, приютовскому времени.
Перекрывающие песчаники байкиба-шевской свиты верхнего венда на подстилающих аргиллитах кипчакской свиты залегают с размывом, а временной интервал перерыва частично соответствует периоду формирования сергеевской свиты нижнего венда.
Сходные литолого-петрографические особенности пород кипчакской и игонинской свит, близкие возрастные датировки и однотипные постдиагенетические преобразования (метаморфизм зеленосланцевой фации, окрем-нение и рассланцевание) базальтов позволяют сопоставить кипчакскую свиту с игонин-ской свитой стратотипа аршинской серии на Южном Урале (табл. 2).
Для кипчакских базальтов по ряду признаков (переход гиалокластитов в халцедоновые породы с включениями обрывков гемати-
015, том 20, № 2 (78) 111111111111111111111111111111111111111111111111111П|Е9
Н.Д. Сергеева, В.И. Пучков, А.А. Ратов т/////////////////////////////////////////////Ш///////////Ш
Таблица 2
Стратиграфические схемы рифея востока Русской плиты (Волго-Уральская область) и Башкирского мегантиклинория (Южный Урал)
тизированного вулканического стекла, наличие корок, слойков пумпеллиит-селадони-тового состава и др.) предполагались мелководно-морские условия излияния [11].
Формирование аршинского вулканогенного комплекса по [18] происходило при растяжении континентальной коры в результате эксплозивного вулканизма центрального типа в субаэральной (наземной) обстановке, которая впоследствии сменилась мелководно-морскими условиями.
Исходя из сравнения предполагаемых условий формирования вулканитов, кипчакский комплекс может соответствовать самой верхней части игонинских эффузивных образований.
Изложенный выше материал показывает, что возраст магматических образований (аршинских и кипчакских базальтов) геологического события, связанного с проявлением вулканической деятельности в конце рифея на Южном Урале и востоке Русской плиты, служит в качестве опорного хронологического рубежа для временной корреляции региональных стратонов завершающего рифея и позволяет уточнить стратиграфическую схему Волго-Уральской области.
1. Базальты в скв. 1 Кипчакская по текстурно-структурным особенностям, присутствию в них прослойков трещиноватых
лав, кремней и гиалокластитов, отнесены к эффузивной фации и выделены в кипчакский вулканогенный комплекс, который сопоставлен нами с игонинскими метабазальта-ми аршиния (Тирлянская синклиналь) БМА.
2. Осадочно-вулканогенные образования в скв. 1 Кипчакская в интервале глубин 3 220—3 300 м обособлены в кипчакскую свиту завершающего рифея (см. табл. 1, рис. 2). Ранее эти отложения включались в состав сергеевской свиты нижнего венда [5] или старопетровской свиты верхнего венда [3].
Учитывая стратиграфическое положение кипчакской свиты и данные изотопного возраста базальтов аршинского (БМА) и кипчакского (КБА) комплексов, вулканиты и аргиллиты скважины 1 Кипчакская являются возрастными аналогами аршиния и должны рассматриваться в составе завершающего рифея, а не нижнего венда (см. табл. 1, 2).
3. Исходя из предложенной корреляции кипчакской и игонинской свит (КБА и БМА соответственно) предлагается в Стратиграфической схеме рифея ВУО [13] выделить кипчакскую свиту, отвечающую терминальному (завершающему) рифею (см. табл. 1).
Положение нового стратиграфического подразделения (кипчакской свиты) и его корреляция с Уральским стратотипом приведены в табл. 2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ожиганова Л.Д. Новые данные о стратиграфическом расчленении бавлинских отложений Башкирии (верхний протерозой) // Геологическое строение и перспективы нефтеносности Западной Башкирии. Уфа: БФАН СССР, 1974. С. 22-37.
2. Рабочая схема стратиграфии и корреляция разрезов верхнего протерозоя западной Башкирии (методические рекомендации). Уфа: БФАН СССР, 1981. 35 с.
3. Лагутенкова Н.С., Чепикова И.К. Верхнедокем-брийские отложения Волго-Уральской области и перспективы их нефтегазоносности. М.: Наука, 1982. 112 с.
4. Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология / Труды ГИН АН СССР. Вып. 377. М.: Наука, 1983. 183 с.
5. Козлов В.И., Сергеева Н.Д., Генина Л.А., Михайлов П.Н. Аналоги отложений нижнего венда на западе Башкортостана // Геолог. сб. № 4. Информационные материалы. Уфа, 2004. С. 71-76.
6. Козлов В.И. Об объеме и возрасте некоторых стратонов рифея западного Башкортостана // Бюллетень Региональной межведомственной стратиграфической комиссии по центру и югу Русской платформы. Вып. 4. М.: РАЕН, 2009. С. 30-39.
7. Козлов В.И., Пучков В.Н., Нехорошева А.Г., Краснобаев А.А., Бушарина С.В. Аршиний - новый стратон рифея в стратотипических разрезах Южного Урала // Геолог. сборник № 9 / Ин-т геологии УНЦ РАН. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2011. С. 52-56.
8. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Ларионов A.H., Нехорошева А. Г., Бережная Н.Г.
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2015, том 20, № 2 (78) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIНННННшЕП
