CC BY
22
И 3 в Е С Т И Я
ГОАДСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 120 1961
О ФАЦИАЛЬНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
РЫБИНСКОЙ ВПАДИНЫ
В. Л. КОКУНОВ (11редставлено научным семинаром кафедры горючих ископаемых)
Рыбинская впадина, располагающаяся к югу от железной дороги между гг. Канск и Красноярск, является самой крайней северо-восточной межгорной впадиной Саяно-Алтайской складчатой области. В связи с нерешенной до настоящего времени проблемой ее возможной нефте-газоносности. связываемой с девонскими отложениями, как возможными коллекторами нефти и газа, она должна оставаться объектом внимания геологов-нефтяников, ввиду ее удобного расположения относительно путей сообщения.
В последнее время в печати появился ряд работ, посвященный тем или иным вопросам геологического строения Рыбинской впадины, среди которых имеется работа коллектива геологов под редакцией А. А. Борисова [3], где Б. А. Фукс стратиграфическое расчленение девона впадины дает по схеме, принятой Всесоюзным совещанием по стратиграфии Сибири, как унифицированной.
К сожалению, многие особенности геологического строения впадины не нашли своего отражения в унифицированной схеме и могут привести к неправильному его истолкованию. Так, в работе Б. А. Фукса [3] оклёр-ская фация ассафьевской свиты и чаргинская фация кунгусской сви-) ы, хоть и с оговоркой о фациальной изменчивости, все-таки фигурируют как самостоятельные свиты.
Схема расчленения отложений, выполняющих Рыбинскую впадину, представлена в табл. 1. Для правильного понимания ее необходимо остановиться на литолого-генетических особенностях отложений девонского возраста, слагающих Рыбинскую впадину.
В начале нижнедевонского времени в связи с мощным воздыманием Восточных Саян южная часть Рыбинской впадины, непосредственно примыкающая к ним, начала интенсивно заполняться толщей осадочных пород нижнедевонского возраста, являющихся главным образом продуктом эрозии (смыва) коры выветривания пестрого комплекса пород Восточного Саяна.
При сравнении пород предгорий В. Саяна в районе д. Ассафьевки с породами, находящимися в гальке конгломератов, видна их полная аналогия. Если в обрамлении имеются граниты, гнейсы, диориты, габбро, кварцевые порфиры, порфириты и т. д., то точно такой же перечень пород наблюдается и среди галек базального конгломерата девонских отложений. В составе гальки отмечены граниты, гнейсы, диориты, кварцевые порфиры, порфириты, фельзиты, кристаллические сланцы, кварциты.
Та б л и на 1
Системп
Отдел
•Яруг
Свита
Мощность и м
Верхний
Средний
1ижпнй
Фаменский ( Амонашская
Фрднский
Живетский
! Кобленшкий
Чаргииская ! фация
Купгусская
Ивашихинская
Карымовская
Оклерская фация
Ассафьен-ская
150
О 70
800
300
800
1000
доломиты, светло-серые доломитизированные известняки, черные «вонючие» известняки, песчаники и гравелиты серого и коричневого цветов, алевролиты и так называемые «конгломераты в конгломерате» (окатанные гальки, в свою очередь состоящие из конгломерата). В составе галек этого конгломерата наблюдаются сильно слюдистые извест-ковистые алевролиты, криптокристаллические ожелезненные известняки, доломитизированные известняки и гальки кварца.
Об образовании ассафьевских конгломератов за счет разрушения пород Восточного Саяна говорит также прямая зависимость состава галек конгломератов от состава пород фундамента. При движении на северо-запад от деревни Ассафьевка на смену докембрийским породам фундамента приходят кембрийские образования, преимущественно карбонатного состава. Это немедленно отражается на составе галек конгломератов, на 90—95% представленного здесь окатанными обломками известняков кембрийского и докембрийского возраста, а состав галек базального конгломерата у деревни Кан-Оклер полностью отвечает составу пород близлежащего фундамента. На прилагаемой литолого-фациальной карте ассафьевской свиты (рис. 1) области с различным составом гальки выделены особо.
Анализ пространственного распределения фаций и мощностей нижнедевонских отложений свидетельствует о том, что в течение ассафьев-ского времени рельеф области сноса являлся довольно расчлененным, а заложение Рыбинской впадины началось с узкого первоначального прогиба, вытянутого вдоль Восточных Саян с более крутым северо-за падным и более пологим юго-восточным крыльями. Об этом убедительно говорят большая грубость кластического материала ассафьевской свиты в западной части впадины и постепенный переход ассафьевских конгломератов в песчаники оклерской фации.
Наличие тонкой горизонтальной слоистости [5], так характерной для песчаников оклёрской фации, и вместе с ней знаков водных течений указывает, по Д. В. Наливкину [7], на мелкое плоское песчаное побережье с глубинами чаще всего не более 1,0—1,5 метра, причем образование тонких горизонтальных слойков скорее всего происходило в результате перемещения валиков ряби [4]. Ориентировка знаков ряби указывает, что направление основных потоков шло с юго-запада на северо-восток,
Минералогический состав песчаных и алевритовых пород ассафь-евской свиты (табл. 2) для разных ее точек примерно одинаков, но соотношение отдельных компонентов заметно изменяется. Если для западной части впадины характерно значительное содержание окатанных обломков пород (до 45% массы кластического материала) и гидрослюды, то для восточной части впадины характерно значительное содержание кварца (до 70% массы кластического материала) и гранат, а также лучшая сортировка материала и более совершенная окатанность зерен.
В цементе красноцветных конгломератов и песчаников ассафьевской свиты постоянно присутствует то или иное, обычно значительное количество коллоидального материала, представленного маловодными окислами железа. Эти гидроокислы железа тонкими пленками покрываю! каждое зерно обломочного материала и в рассеянном состоянии входят в состав цемента, иногда скопления гидроокислов имеют форму неправильных сгустков. В среднем гидроокислы железа составляют 10—15% растворимой в НС1 части пород (гальки конгломератов не входили в расчет).
Ассафьевские отложения формировались у подножия вновь сформированной суши (Восточный Саян в силурийское время представлял собой сушу), прорезанной многочисленными водными потоками горного типа, о чем свидетельствует величина некоторых галек конгломератов (0,75*0,5*0,3 м3) и их хорошая окатанность. Красный цвет отложений обязан значительному количеству соединений железа, освобождавшемся при разрушении древних изверженных пород, а также при выветривании лав и вулканических туфов. Наличие тонких оболочек гидроокислов, покрывающих зерна кластического материала, а также коллоидов железа в цементе пород заставляют предполагать, что обогащение ими пород ассафьевской свиты происходило еще на суше и в процессе транспортировки, а затем и в области отложения, представлявшей собой, всего вероятнее, ряд дельт, частично наземных, на что указывают находки псилофитовой флоры. Как известно, первые псилофиты вели полуводный образ жизни и охотнее всего произрастали у побережий и в области дельт [1]. В связи с этим необходимо отметить, что не случайно наиболее богатые местонахождения псилофитовой флоры расположены по бортам (восточному и западному) впадины, а наиболее крупнообломочные фации пород шире всего развиты в области Хайдакского массива и деревни Кубеинки. Именно оттуда поступал обломочный материал и затем распределялся в узком поле межгорной впадины.
Интенсивное прогибание, компенсировавшееся накоплением песча-но-конгломератовой толщи ассафьевской свиты, сопровождалось местами излияниями эффузивов основного характера.
В следующее за ассафьевским карымовекое время в южной части Рыбинской впадины накапливалась мощная конгломерато-песчано-алевролитовая толща аркозового состава (рис. 2).
Минералогический состав песчаных и алевритовых пород каримовской свиты удивительно выдержан на всей огромной площади ее распространения от бассейна р. Кана, где вскрывается нижняя часть свиты, до рч. Батоюшки в бассейне р. Березовки (табл. 2).
Породы свиты, как правило, содержат до 45% кварца, до 25% полевых шпатов, причем присутствуют как кислые плагиоклазы (в основном олигоклаз-андезитового ряда), так и калиевые полевые шпаты. Кром-е того, в составе пород обычно до 30% объема кластического материала занимают окатанные обломки пород. Как правило, они представлены обломками кремнистых пород (кварцитов), глинистых пород (различных глинистых сланцев), обломками кварцево-серицитовых метаморфических пород, часто кислых эффузивных пород.
К«
'Г .1 б л и н .') -
Минерал ы и обломки пород
Местонахождение опорных разрезов
-о
са
ТО
то ч
•л
г о
а =1 х
и а. и
« та
оэ ч
* С
Обломки пород
Рудные
¡а
а
О, а
СУ
0) 3 . и
И о л
И о н са
о 5 я &>
я 5 =Г =г
X х о.
к а> а.«
>=: о. а» а
с_ •А о *
а> 3 х а к
со
>•>
•в*
•9*
3 н
н н X
к X X
=г н <и
а. со £
« £ л
со <и к
— к
в
о
X
и >~>
3
£
Н О
а
ю
5 ! ^
СХ X
О я
5
X и
о X а* я
=Г
то ] ^
£ < >■
О. , сс
^ I и
Кан—Оклер 70 20 4 ( ..... ... _ 3 4- __ ! ^ 4- ! + 1
Арбай 43 15 4- 4- • 4- + 4- "Г — — .... 4- . и.. — — — —
Привольное « 70 12 — — - — 5 8 л 2 „
Ассафьевка ы и 35 20 4- 4 1 ~г 4 4- ___ —, 4- 4- —
Карымово м V Л 60 4- - — — — 15 — + 4- — — — _
Ерлыковка ■©" ео О 70 10 4- - — — 10 5 5 _ " 4- + __ -
Кубеинка О < 30 40 4~ — 4 _ + + — — - — — + — —
Мельница Хайдак 60 4 ■ 1 ■ — + + — — — 4- ..... - 1 Т" + + + 4- —
Карымово « 40 4 4- + 4~ 4 4 ■ 4 4- — .д. — — 4- 4- + — + — — -
Селиверстово ТО й 35 + 4 + 4- 4- + — — .... 4- 4- 4- — .... —
И иду к 3 я + + _ — — 4- — — - — — „ — — — -- — — —
Новомихайловская мельница 2 О. 50 30 4- — 4 г > — — — 4- 4- --- + + а, 1 + 4- —
Привольное я 40 15 — 4- 4" ; 1 4- 4- — — 4- — — — + -Г —
Ивашихинская мельница 60 15 + — 4 — -ь — _. + _ _ 4- _ __
Правый берег р. Анжи 75 10 4- — — — _ _ — — — Л- 4- + — — — — —
Орловка к то 45 15 + — + + + 4- 4- - _ — 1 3 4- — — — — —
Шалинская мельница о 50 40 4- — — — + + — 4- — — — — — — — — — — —
Умбаш к - х 65 10 — — + 4 — + 4- — ... ... | + ■ — — _ — 4
Опорная скважина 3 то + 4 — — — — — + - — - — : — -Ц — — — — — —
Карлык сс X 4 -+- — — _ + — - — . _ 1 — + — \ — _ —
Чаргинское 60 10 4- — 4- 4" — — — 5 - — + ■ -
Красногорьевка 4 4 __ ___ - - .... .... — ... — -г — .... ....
Опорная скважина к то + + — — 4- — н- — 1 — — 4- -Г 4- 4
Новопятницкос и о + — — — + — 4- — — — — ... ....
Нойское Ь X 45 25 4 — + + а. __ 4- л. — - — а. 1 + 4- — — ...
Иннокентьевна >> + + 4- + 4 — — -г — ..и — — __ _
ДмСнаш а |
Ъсродино !
Рыоинслсе |
V. Комуто8е
к
Рис. 1.
Рис. 2.
Рис. 3.
(Рис.
породы
асса(!)ьсьская свита
Схематические литолого-фацнальные рис. 2 — каримовская свита, рис. 3.-
Условные обозначения к картам
Рис.
карты свит девона. Составлены автором, вашнхинская свита, рис, 4 — кунгусская
ашшншекаг свита).
нтипентальные фации. ! —• переслаивание песчаников п конгломератов (конгломераты преобладают; в гальке различные изверженные
переслаивание песчаников и конгломератов (конгломераты преобладают; в гальке карбонатные породы)
песчаники.
4 — пере-
слаивание алевролитов и песчаников (алевролиты редки). 5—переел ш вание песчаников и алевролитов (песчаники редки). Б—Лагунно-конт: кенталъпые фанпи. 6 — Переслаивание красноиветнмх песчаников и алев ролитов с пластами известняка. 7 — Пестроцветные алевролиты" с редкими прослоями песчаников и аргиллитов. 8 — Сахаровидные кварцевые песчаники (чаргинекая фация — пляжевые образования). 9 — Переслаив')-|-ие кпрспокветнмх алевролитов.с пластами окремнелого известняка. 10— Границы впадины по Б. Фуксу н липни нулевых мощностей свит 11 — Основные нзпрапленг;' сноса обломочного материала. 12 — Область сноса с расчлененным рельефом. 13 — Область сноса с пологими фирмами рельефа. 14 —Условные границы фаций.
Для пород карымовской свиты характерен контактовый цемент, и мент соприкосновения, реже пленочный цемент. Обычно породы содержа -90—95% пластического материала и на цемент падает только 5—10% всей массы породы. Представлен цемент, как правило, карбонатным материалом, довольно интенсивно раскристаллизованным.
Накопление мощной песчано-алевритовой толщи карымовской свиты происходило в том же первоначальном узком прогибе, где отлагалась а .лфьевская свита (рис. 2). Но условия формирования этой толщи был?-' несколько другими. Очевидно, область сноса была уже сильно снивелирована по сравнению с ассафьевским временем. По мере затухания эрозионного процесса отлагаются все более тонкие осадки и в верхах карымовской свиты мы имеем уже мощную (до 700 м) пачку алевролитов темно-коричневого цвета с весьма характерными типами слоистости, Н;-некоторых из них следует остановиться особо. Для алевролитов карымовской свиты, обладающих раковистым изломом и способностью распадаться на остроугольные обломки, образуя «трескуны», характерна: диагональная косая слоистость типа потоков, образующаяся в результате миграции различного типа песчаных валов [2], выражавшихся отмелями. Способность образовывать «трескуны» вместе с мелкоагрегатныч' угасанием являются признаками отложений коллоидного происхождения [7]. На этом заканчивается первый этап формирования Рыбинском впадины.
В среднедевонское время в результате расширения зоны прогибание к северо-востоку в погружение была втянута часть юго-западного обрамления Сибирской платформы, некоторое расширение зоны осадко накопления наблюдается и на юге впадины (рис. 3). Это фиксируется трансгрессивным налеганием пород ивашихинской (павловской) свить на различные по возрасту отложения палеозоя на юге впадины и наличием отложений свиты на Уярском вале1), где они залегают непосредственно на фундаменте.
Накопление отложений этой свиты происходит уже в более спокой ной обстановке, чем в предшествующие эпохи, и это, безусловно, наложи ло свой отпечаток на ее литологический состав. Одной -из характерных особенностей свиты является наличие слоев известняков в ее разрезе. Другой ее особенностью является преобладание мелкообломочных алев-ролитовых пород над грубообломочными и подчиненное значение кон гломератов и гравелитов.
При сравнении минералогического состава песчаных и алевритовых пород свиты из разных ее точек видно (табл. 2), что последние обладают довольно выдержанным минералогическим составом, причем весьма характерным является значительный процент цементирующего материала во всей массе пород (от 10 до 20%). Содержание обломков пород в песчаниках свиты колеблется от 10 до 25%, причем характерным является преобладание в них окатанных обломков кварциток и известняков.
Очень интересной особенностью обладают прослои известняков. Известняки отличаются значительной фациальной изменчивостью и часто по простиранию переходят в известковистые алевролиты. При этом в разрезе свиты увеличивается содержание крупнозернистых песчаников и гравелитов. Сами известняки обладают значительной примесью терри-генного материала в виде зерен кварца и полевых шпатов. Химический анализ известняков показал, что количество нерастворимого в НС!
]) Здесь и в других местах нами использовались наименования структурных элементов впадины тю М. А. Жаркову и Б. А. Фуксу [3].
осадка обычно колеблется в пределах 6—10%, но нередко достигает и 40% всей массы. При этом на доломиты, входящие в состав известняков, приходится обычно 2—4% растворимой в НС1 части пород.
Наличие значительных количеств обломочного материала, доломитизация, а также псаммитовая, конгломератовидная и криптокристал-лическая структуры известняков—все это указывает на то, что в иваши-хинское время на территории Рыбинской впадины господствовала лагун-по-континентальная обстановка.
К эпохе образования свиты приурочена и вулканическая деятельность, выразившаяся в виде внедрения даек диабазов и покровов основных эффузивов в восточной, а также в крайней западной части Рыбинской впадины.
Время образования свиты знаменует собой поворот в истории формирования Рыбинской впадины, открывая следующий этап развития — этап, более сходный с платформенным типом развития.
После некоторого перерыва в осадконакоплении, а также складчатости, выразившихся в угловом несогласии между ивашихинской и вышележащей кунгусской свитами, погружение Рыбинской впадины продолжается. При этом область осадконакопления в кунгусское время значительно расширяется далее к северо-востоку (рис. 4). В погружение были втянуты подземное соединение Восточного Саяна с Енисейским кряжем и даже южная часть Сибирской платформы (осадки кунгусской свиты зафиксированы в соседней Канско-Тасеевской депрессии, относящейся к Сибирской платформе). Наиболее интенсивное прогибание фундамента приурочено к району Балайской и Бородинской мульд.
В кунгусское время происходит накопление пестроцветных осадков, представленных известковистыми алевролитами с подчиненными прослоями песчаников и известковистых псевдоконгломератов (стяжений). Большое количество тонкого материала в разрезе свиты свидетельствует об относительной удаленности источников питания и о значительной нивелировке области сноса.
Минералогический состав песчаных и алевритовых пород кунгусской свиты (табл. 2) значительно беднее, чем в предшествующих свитах. Весьма интересным является распределение в породах свиты полевых шпатов. Вблизи южной границы распространения отложений свиты количество полевых шпатов составляет около 25% всей массы кластичеекого материала. По мере удаления на северо-восток и центральной части впадины содержание полевых шпатов постепенно падает до 5—10%, зато заметно возрастает процентное содержание кварца (от 40 до 70%), а также глинистых минералов. Значительно падает в породах кунгусской свиты содержание окатанных обломков пород. Следует отметить, что это единственная свита в разрезе девона, для которой характерно содержание сингенетичного глауконита. Глинистый материал пород кунгусской свиты пропитан мелкой вкрапленностью гидроокислов железа.
Неясная слоистость пород свиты указывает, что отложение их происходило в течение длительного промежутка времени равномерно.
Очень интересным является присутствие в разрезе кунгусской свиты весьма оригинальных образований, за которыми укрепилось наименование — «псевдоконгломераты». Исследование этих образований под микроскопом показало, что сложены они окатанными обломками известняка, обычно криптокристаллической структуры, сцементированных из-вестковистым же материалом с примесью терригенового материала. Последний представлен обычно обломками кварца, изредка полевых шпатов. Формирование подобных образований происходило в зоне вол-
нений при смешивании терригенового и известковистого материала, причем отложенный материал вновь перемывался.
Разрез кунгусской свиты заканчивается в южной части впадины пачкой светло-серых кварцевых песчаников чаргинской фации, которые постепенно выклиниваются по направлению к центру впадины. По своему составу (песчаники почти на 95% сложены зернами кварца), окатанно-сти зерен и характеру слоистости песчаники чаргинской фации очень напоминают образования, типичные для пляжей.
Таким образом, если учитывать этот факт, то мы получим указания на сокращение площади кунгусского бассейна к концу кунгусского времени. При этом, как видно на литолого-фациальной карте (рис. 4), сокращение площади осадконакопления происходило только в южной части впадины.
Все вышеизложенное, а также богатая фауна рыб и ракообразны:, указывают, что в кунгусское время на территории впадины существовали лагунно-континентальные условия, причем кунгусский водоем имел соленый режим, на что указывают сингенетичность глауконита и, в некотором роде, фауна эстерий. Вероятно, кунгусский водоем имел сообщение с водоемом Назаровской впадины и далее с Минусинскими котловинами. На это указывает аналогичный характер ихтиофауны, а так же непосредственное продолжение отложений кунгусской свиты за р. Енисей.
Значительное уменьшение мощности свиты на севере впадины, а также в соседней Канско-Тасеевской депрессии указывает на то, что основной областью питания служил Восточный Саян, а Южно-Енисейский кряж играл лишь подчиненное значение.
Характер отложений заставляет предполагать, что кунгусский бассейн не обладал сколько-нибудь значительными глубинами.
Вышележащие отложения амонашской свиты сложены толщей и;:; вестняков, чередующихся с песчаниками и алевролитами (рис. 5). Необходимо отметить, что характер отложений и почти полное отсутствие фауны указывают на хемогенное происхождение известняков амонаш ской свиты, а значительное количество сингенетичного кремня и халцедона— на значительную засоренность амонашского бассейна продуктами извержений (кремнезем). Конфигурация амонашского бассейна указывает, что к концу верхнедевонского времени связи с Назаровской впадиной не существовало. Хорошая выдержанность известняков по площади, благодаря чему они служили надежным маркирующим горизонтом при различных построениях, указывает на примерно одинаковые условия отложения для всей площади распространения свиты.
Приведенные химические анализы известняков амонашской свиты показали значительный процент нерастворимого остатка (до 20%), а также отсутствие доломитизации. Известняки амонашской свиты имеют, как правило, криптокристаллическое строение, но довольно часто встречаются известняки с псаммитовой и оолитовой структурами, особенно по окраинам амонашского бассейна.
В заключение необходимо отметить, что в истории формирования девонских отложений Рыбинской впадины можно наметить два основных этапа. В первый этап их формирование происходило в межгорнои прогибе, ограниченном Восточными Саянами и подземным соединением Восточных Саян с Южно-Енисейским кряжем. Отложения, формировавшиеся в этот этап, отличаются более сильной метаморфизацией пород^ чем в последующий этап. Метаморфизм пород выражается в довольно интенсивной раскристаллизации цементного материала, приведшим к минеральным новообразованиям, и в более сильном уплотнении пер-
ътното осадка, что выражается большим объемным весом нижнеде-донских пород.
Во второй этап формирование осадков происходило по сути дела ъ иредгорной котловине, так как отложения верхнедевонского возраста распространяются в соседней канско-Тасеевской депрессии, которая относится к структурам Сибирской платформы.
Среди выделяемых фаций наибольший интерес с практической точ-ки зрения представляют песчаная фация, как площадь распространения возможных коллекторов, и лагунно-континентальная.
ЛИТЕРАТУРА
. Л п а н ь I-1 п А. Р. О ннжиедеьонской флоре юго-восточной части 'Западной Сн-Вопросы геологии Азии. т. I. 1954.
2. Б руне Е. Г1. Анализ ритмичности строения осадочных толщ. Сборник «Мето-.«ическос руководство по геологической съемке и поискам». Госгеолтехиздат, 1954.
3. Васильев В. Г., Кале нов Е. Н., Кар а сев И. П. и др. Геологическое троение юга Сибирской платформы и нефтеносность кембрия. Гостоптехиздат, 1957.
4. В а с с о с в и ч Н. Б. Слоистость в свете учения об осадочной дифференциации. Икс. АН СССР, сер. геол., № 5, 1950.
5. Кузьмин А. М. Слой и наслоение. Тр. горно-геол. ин-та АН СССР ЗСФАН, И1,т. II, 1950.
6. Наливкин Д. В. Учение о фациях, т. I—II, Изд. АН СССР, 1956.
7. Рухин Л. Б. и др. Справочное руководство по петрографии осадочных пород, • 1 -II. Го^топтехиздат. 1958.
