CC BY
74
ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВЗЯНСКОЙ ТЕРРИГЕННО-КАРБОНАТНОЙ РУДОНОСНОЙ ФОРМАЦИИ НА
ЮЖНОМ УРАЛЕ
Ларионов Николай Николаевич
канд. геол. мин. наук, доцент Башкирского государственного университета,
РФ, г. Уфа E-mail: nn-larionov@yandex. ru
LITHOFACIES FEATURE OF THE AVZYAN TERRIGENOUS-CARBONATE ORE-BEARING FORMATIONS IN THE SOUTH URALS
Larionov Nikolai
cand. geol. min. Sciences, Associate Professor of the Bashkir State University, Ufa
АННОТАЦИЯ
Целью исследования являлось изучение фациальной изменчивости и связанной с ней металлогенической специализации отложений авзянской рудоносной формации. Для достижения цели использована методика литолого-фациального анализа, в результате которого построены литолого-фациальные профили соответствующих стратиграфических подразделений. Установлена закономерная связь фаций с минерагенической специализацией, а также тектоническое совмещение разнофациальных разрезов, подтверждающее наличие на западном склоне Южного Урала аллохтонных структур.
ABSTRACT
The aim of the investigation was to study facies variability and related metallogenic deposits of the Avzyan ore-bearing formations. To achieve it the lithofacies analysis method was used, as a result the lithofacies profiles of appropriate stratigraphic units were built. The natural link of facies with a mineragenous specialization, tectonic combination of different facies cuts, confirming the presence of allochthonous structures on the western side of the Southern Urals were installed.
Ключевые слова: авзянская рудоносная формация; автохтон; аллохтон; литолого-фациальный профиль; минерагеническая зональность; фация.
Keywords: the Avzyan ore-bearing formations; autochthon; allochthon; lithofacies profile; mineragenous zoning; facies.
Фациальные особенности отложений авзянской рудоносной формации изучены слабо. Наиболее полные сведения по этому вопросу содержатся в работах А.В. Маслова [2; 3], где рассмотрены общие принципы литолого-фациального анализа докембрийских образований, дана типизация разрезов и их площадное распространение. Однако наиболее интересный катаскинский уровень исследован не достаточно детально, совершенно не затронуты вопросы связи фаций и оруденения. Это послужило причиной, заставившей автора вновь вернуться к этому вопросу [1] в кандидатской диссертации. В открытой печати эти материалы публикуются впервые.
Реконструкция фациальных условий осадконакопления осуществлялась посредством детального изучения структурно-текстурных особенностей пород, взаимоотношений генетических типов осадков, фаций, их мощностей и ряда других признаков.
Среди осадочных пород авзянской рудоносной формации выделено 12 макрофаций, объединяющих 18 фаций. В целях удобства пользования каждой фации присвоены буквенные обозначения. Первая буква обозначает генетическую группу отложений, вторая макрофацию и третья — фацию. Совокупность генетических групп, макрофаций, фаций и литологических типов пород отражены в таблице 1.
Отложения авзянской формации представлены комплексом осадков различного генезиса, испытывающих существенные фациальные изменения по латерали. Для представления о характере фациальных изменений и взаимоотношениях выделенных фаций построены литолого-фациальные профили по линии Кулгунино-Кужа-Верхний Авзян-Тукан-Малый Инзер-Тирлян-Катав-Ивановск-Куса для каждой подсвиты авзянской свиты (рис. 1, 2). Разрезы на профилях изображены в виде двух колонок, на левой приведены литологические типы пород, на правой — генетические типы осадков (фации). В промежутках между разрезами показаны макрофации и их взаимопереходы.
Таблица 1.
Литологические типы пород, фации и макрофации и генетические группы
отложений авзянской рудоносной формации
Генетически е группы отложений Макрофации Фации Литологические типы пор род
Краткая характеристика Индекс
Прибрежно-морские Терригенных отложений прибрежных отмелей. Песчано- алевролито- глинистых осадков прибрежных отмелей. Переслаивание мелкозернистых песчаников, алевролитов и глинистых пород. Прослои и линзы крупнозернистых песчаников. Слоистость волнистая и горизонтальная. Следы трещин усыхания. ПРТ-1
Переслаивание мелкозернистых песчаников, часто доломитистых или алевролитов горизонтально и волнистослоистых с глинистыми породами. ПРТ-2
Терригенно- карбонатных отложений прибрежных отмелей. Терригенно-карбонатны х осадков прибрежных отмелей. Чередование доломитов массивных или тонкослоистых, содержащих примесь алевро-пелитового материала и терригенных пород (песчаников, алевролитов, пелитов) на карбонатном цементе ПРК
Терригенных отложений прибрежного мелководья морского бассейна. Алеврито- песчаных осадков прибрежног о слабоподви жного мелководья морского бассейна. Переслаивание мелкозернистых песчаников и алевролитов с горизонтальной и волнистой слоистостью. ПМП
Карбонатных отложений прибрежного мелководья морского бассейна. Карбонатны х осадков прибрежног о мелководья морского бассейна. Известняки и доломиты волнистослоистые с примесью терригенного материала. Редкие прослои алевро-пелитового материала. ПМК
Лагунные Глинисто-карбонатных отложений изолированны х и полуизолированны х мелководных бассейнов. Глинисто- карбонатны х осадков мелководья замкнутого бассейна. Чередование известняков и доломитов, мергелей, глинистых пород. Слоистость пологоволнистая, окраска пестрая. ЛМК
Генетически е группы отложений Макрофации Фации Литологические типы по] род
Краткая характеристика Индекс
Терригенных отложений изолированны х и полуизолированны х мелководных бассейнов. Алевритовы х осадков мелководья замкнутого бассейна. Алевролиты массивные, глинистые с мелкой пологоволнистой слоистостью, пестроокрашенные. ЛМА
Мелководно -морские Терригенных отложений мелководья морского бассейна. Песчано-алевролито-глинистых осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. Песчано-алевролито-глинистых осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. МММ
Алевролиты х осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. Алевролитых осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. ММА
Алевролито- глинистых осадков мелководно- морского бассейна. Алевролито-глинистых осадков мелководно-морского бассейна. ММГ
Терригенно- карбонатных отложений мелководья морского бассейна. Карбонатно-терригенных осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. Карбонатно-терригенных осадков малоподвижного мелководья морского бассейна. ММТ
Глинисто- известковых осадков открытого мелководья морского бассейна. Глинисто-известковых осадков открытого мелководья морского бассейна. ММИ
Карбонатных отложений мелководья морского бассейна. Карбонатно-фитогенных осадков умеренного и слабо- Карбонатно-фитогенных осадков умеренного и слабоподвижного мелководья морского бассейна. ММФ
Генетически е группы отложений Макрофации Фации Литологические типы пор род
Краткая характеристика Индекс
подвижного мелководья морского бассейна.
Обломочно- карбонатны х осадков подвижного мелководья морского бассейна. Обломочно-карбонатных осадков подвижного мелководья морского бассейна. ММБ
Морские удаленные Терригенных отложений удаленных зон морского бассейна. Алевролито- глинистых осадков удаленных от побережья частей морского бассейна. Алевролито-глинистых осадков удаленных от побережья частей морского бассейна. МУТ
Для того чтобы иметь представление о нормальной последовательности фаций в пределах осадочного бассейна, приведем схематический профиль фациальных обстановок морского карбонатного осадконакопления по Плейфорду [4, с. 402] и на этом профиле определим место каждого из изученных нами разрезов катаскинской подсвиты и ее аналогов (рис. 3), полученный ряд Кулгунино-Кужа-Куса-Мал. Инзер (Катав-Ивановск)-В. Авзян-Тукан-Тирлян дает последовательную смену фациальных обстановок от прибрежно-морских до морских удаленных и совпадает с направлением СЗ-ЮВ, то есть вкрест простирания структур западного склона Южного Урала. С этой последовательностью хорошо согласуется направленная минерагеническая зональность, выраженная в смене барит-полиметаллического оруденения через магнезитовое к существенно железистому. Подобная зональность убедительно иллюстрируется изменением содержаний железа и магния в зависимости от фаций (табл. 2).
Рисунок 1. Литолого-фациальный профиль отложений катаскинской
подсвиты (ЯГ2аУ1) и ее аналогов
Условные обозначения
I—VIII — разрезы катаскинского уровня, в левой колонке показаны литологические типы пород, в правой — фации. I — скважина I Кулгунинская; II — сводный разрез Кужинского района; III — р. Бол.Авзян в пос. Верх.авзян; IV — сводный разрез Зигазино-Комаровского района; V — сводный разрез Инзерского района; VI — р. Терженка Тирлянский район; VII — р. Катав у г. Катав-Ивановск; VIII — сводный разрез Кусинского района. Буквами на схеме обозначены площади распространения преобладающих фаций: А — тылового рифа (зарифовых); Б — рифовых; В-Д - фаций предрифовой зоны: В — мелководно-морских, Г — морских удаленных внутренней подзоны, Д — морских удаленных внешней подзоны.
1—5 — литологические типы пород: 1—2 — песчаники: 1 — гравелитистые и крупнозернистые, 2 — мелкозернистые; 3 — алевролиты; 4 — сланцы; 5 — известняки (а) и доломиты (б); 6 — характеристика пород: а — строматолитовые текстуры, б — карбонатность, в — глинистость, г — углистость, д — песчанистость, е — алевритистость, ж — линзы кремней, з — текстуры плоскообломочных брекчий и конгломератоподобные текстуры; 7—26 — фации: 7 — песчано-алевритоглинистых осадков прибрежных отмелей (ПРТ-1), 8 — алевритоглинистых осадков прибрежных отмелей (ПРТ-2), 9 — терригенно-карбонатных осадков прибрежных отмелей (ПРК), 10 — алеврито-песчаных осадков прибрежного слабоподвижного мелководья морского бассейна (ПМП), 11 — карбонатных осадков подвижного прибрежного мелководья морского бассейна (ПМК), 12 — глинисто-карбонатных осадков мелководья замкнутого бассейна (ЛМК), 13 — глинистых осадков мелководья замкнутого бассейна (ЛМТ), 14 — алевритовых осадков мелководья замкнутого бассейна (ЛМА), 15 — песчано-алеврито-глинистых осадков малоподвижного мелководья морского бассейна (МММ), 16 — алевритовых осадков относительно удаленных частей мелководья морского бассейна (ММА), 17 — алеврито-глинистых осадков мелководья морского бассейна (ММГ), 18 — карбонатно-терригенных осадков малоподвижного мелководья морского бассейна (ММТ), 19 — глинисто-известковых осадков открытого мелководья морского бассейна (ММИ), 20 — карбонатно-фитогенных осадков умеренно - и слабоподвижного мелководья
морского бассейна (ММФ), 21 — обломочно-карбонатных отложений подвижного мелководья морского бассейна (ММБ), 22 — алеврито-глинистых отложений удаленных от побережья частей морского бассейна (МУТ), 23 — глинистых и карбонатно-глинистых осадков удаленных от побережья частей морского бассейна (МУГ), 24 — глинисто-карбонатных осадков удаленных от побережья частей морского бассейна (МУП), 25 — известковых осадков удаленных от побережья частей морского бассейна (МУИ), 26 — доломитовых и глинисто-доломитовыхо садков удаленных от побережья частей морского бассейна (МУД); 27—38 — макрофации: 27 — терригенных отложений прибрежных отмелей, 28 — терригенно-карбонатных отложений прибрежных отмелей, 29 — терригенных отложений прибрежного мелководья морского бассейна, 30 — карбонатных отложений прибрежного мелководья морского бассейна, 31 — глинисто-карбонатных отложений изолированных и полуизолированных мелководных бассейнов, 32 — терригенных отложений изолированных и полуизолированных мелководных бассейнов, 33 — терригенных отложений мелководья морского бассейна, 34 — терригенно-карбонатных отложений мелководья морского бассейна, 35 — карбонатных отложений мелководья морского бассейна, 36 — терригенных отложений удаленных зон морского бассейна, 37 — терригенно-карбонатных отложений удаленных зон морского бассейна, 38 — карбонатных отложений удаленных зон морского бассейна
I ж Ж Т Л Ш Ш ЗЭЕ
Рисунок 2. Литолого-фациальные профили отложений верхних подсвит
авзянской свиты
Условные обозначения
а — малоинзерская (ЯР2ау2) и ушаковская (ЯБ^Уз) подсвиты, б — куткурская подсвита (ЯБ2ау4), в — реветская (ЯБ^^) и тюльменская (ЯР2ау6) подсвиты. Остальные условные обозначения см. на рис. 1
В таблице 2 районы расположены в порядке последовательной смены фаций (см. рис. 3). Содержание железа в породах закономерно увеличивается при переходе от прибрежно-континентальных фаций к морским, тогда как содержание магния в том же направлении уменьшается. Это дает основания считать, что рудоносность зависит не только от палеогеографических условий осадконакопления, но и от фациальных особенностей каждого конкретного разреза.
Рисунок 3. Схематический профиль, показывающий основные фациальные обстановки морского карбонатного осадконакопления (по Плейфорду, 1972,
Ann. Soc. Ged. Belgique, V. 95)
Условные обозначения
1 — глубоководные фации с прослоями турбидитов; 2 — фации предрифовой зоны; 3 — рифовые фации; 4 — фации тылового рифа; 5 — фундамент. Римскими цифрами обозначены изученные разрезы катаскинского уровня, расположенные на профиле соответственно их фациальной характеристике: I — Кулгунинский, II — Кужинский, III — Авзянский, IV — Зигазино-Комаровский, V — Инзерский, VI — Тирлянский, VII — Катав-Ивановский, VIII — Кусинский; индексами показано преобладающее оруденение
Таблица 2.
Зависимость средних содержаний Fe и Mg (вес.%) в породах авзянской рудоносной формации от фациальных условий осадконакопления
Породы
Район и преобладающие генетические группы отложений
Кужинский. Лагунные, прибрежно- Инзерский. Прибрежно- морские, мелководно-морские Авзянский. Мелководно-морские, морские удаленные Зигазино-Комаровский. Морские удаленные,
морские мелководно-морские
Fe Mg Fe Mg Fe Mg Fe Mg
Глинистые 2^ 2,84 2,83 2,73 3,42 2,35 3,29 1,73
породы 3 3 3 3 11 7 17 4
Песчаники 1,87 2,42 2,65 0,84
9 9 3 3
Доломиты 1,91 10,5 1,67 8,79 3,52 7,34 4,69 8,56
10 10 9 9 7 15 27 11
Известняки 2,09 1,62 2,13 1,75 2,28
1 10 9 17 4
Далее сопоставим расположение разрезов на схематическом фациальном профиле с их местом в современной структуре Башкирского мегантиклинория. В общем виде оно совпадает, несоответствие наблюдается лишь в положении Зигазино-Комаровского (Тукан) и Авзянского рудного районов, которые как бы поменялись местами.
Изучая разрез катаскинской подсвиты Зигазино-Комаровского рудного района мы обратили внимание на то, что он делится на два отдельных фрагмента. Основная часть представлена морскими фациями и располагается в интенсивно дислоцированной зоне, находясь часто в запрокинутом залегании. Диссонансом этому является нижняя пестроцветная толща, которая практически не дислоцирована, имеет очень пологое залегание и большие мощности. Эти отложения не совместимы с вышележащими, как в структурно-тектоническом, так и в фациальном отношении. Поэтому на рис. 1 стратиграфическая колонка разделена на две независимые части, не имеющие между собой стратиграфического соотношения. Анализ фаций позволяет предположить, что пестроцветная толща с барит-полиметаллической специализацией залегает автохтонно на месте своего образования, а перекрывающие ее темноокрашенные отложения мелководно-морского генезиса с железо-магнезиальной специализацией представляют собой интенсивно дислоцированный аллохтон,
1 Здесь и далее в числителе содержание в вес. %, в знаменателе - количество проб.
тектонически перемещенный сюда из зоны, располагающейся восточнее меридиана пос. Верхний Авзян, то есть перемещение составило не менее 25— 30 км. В свете этих данных становится актуальным вопрос о наличии на западном склоне Южного Урала аллохтонных тектонических структур, определяющих геологическую позицию и минерагеническую специализацию целых рудных районов. Тектоническое соотношение разнофациальных разрезов подтверждено результатами бурения скважины № 2 по объекту ГДП-200 «Авзянская площадь». Таким образом, даже весьма упрощенный литолого-фациальный анализ отложений авзянской рудоносной формации позволяет сделать следующие выводы:
1. Отложения формации испытывают значительные фациальные изменения по латерали, проявляющиеся наиболее резко в направлении с северо-запада на юго-восток.
2. Фациальные изменения сопровождаются закономерной минерагенической зональностью, от барит-полиметаллического оруденения, связанного с прибрежно-морскими и лагунными фациями (западные разрезы), через магнезитовое оруденение мелководно-морских фаций, до существенно железистого, характерного для более удаленных зон морского бассейна.
3. Авзянская рудоносная формация представляет собой комплекс отложений единого трансгрессивного цикла осадконакопления. Снизу вверх по разрезу наблюдается постепенное снижение роли лагунных и прибрежно -морских и возрастание мелководно-морских и удаленных морских отложений.
4. Закономерное изменение фаций по латерали, в ряде мест оказывается нарушенным, что в совокупности с другими данными позволяет предположить тектоническое совмещение разнофациальных разрезов, подтверждающее наличие на западном склоне Южного Урала достаточно крупных аллохтонных структур.
Список литературы:
1. Ларионов Н.Н. Геология и рудоносность авзянской терригенно-карбонатной формации среднего рифея на Южном Урале // Автореф. дисс. канд. геол.-минер. наук. Екатеринбург, 1994. — 20 с.
2. Маслов А.В., Крупенин М.Т. Разрезы рифея Башкирского мегантиклинория (западный склон Южного Урала) // Информационные материалы. Свердловск, УрО АН СССР, 1991. — 172 с.
3. Маслов А.В. Типы разрезов авзянской свиты среднего рифея // Отечественная Геология, — 1993. — № 1. — С. 49—56.
4. Петтиджон Ф.Дж. Осадочные породы // Пер. с англ.-М.: Недра, 1981. — 751 с.
