CC BY
17
*
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ С. М. КИРОВА
Том 196 1969
О НИЖНЕЙ ГРАНИЦЕ БЕЛКИНСКОЙ СВИТЫ ГОРНОЙ ШОРИИ
В. А. СИВОВ
(Представлена профессором К. В. Радугиным)
Как известно, наиболее перспективные в промышленном отношении фосфоритовые отложения Горной Шории объединены в белкин-скую свиту. Она на Белкинском месторождении фосфоритов и на других участках, распространения, по мнению Г. И. Спандерашвили [2], и М. К. Винкман [1], совершенно согласно залегает на отложениях западносибирской свитр позднего докембрия и с крупным тектоно-дену-дационным перерывом перекрывается отложениями палеонтологически охарактеризованного нижнего кембрия. Вывод о согласном залегании белкинской свиты на западносибирских доломитах* эти исследователи подтверждают рядом разрезов, где ими якобы устанавливается непрерывность процесса осадконакопления указанных свит. Об этом, по их мнению, свидетельствует постепенное увеличение содержания Р2О5 от 0,5—5%' в верхах западносибирской свиты до 10—15% в белкинской свите, а также постепенная смена литологического состава свит от чисто доломитового в первой до доломитово-известнякового во второй.
Летом 1965 г. нами проводились работы по составлению геолого-прогнозной карты Белкинского месторождения фосфоритов,. В результате этих исследований получены новые данные о характере нижней границы белкинской овиты, которые и излагаются в настоящей статье.
В геологическом строении Белкинского месторождения принимают участие (снизу вверх) отложения западносибирской и белкинской свит и нерасчлененные нижнекембрийские образования (рис. 1).
Западносибирская свита представлена исключительно доломитам^, среди которых выделяются строматолитовые, массивные, слоистые, брекчиевые и оолитовые разности. Строматолитовые доломиты являются наиболее характерным элементом свиты. Морфологически строматолиты можно разделить на две большие группы: узорчатые структуры, имеющие незакономерную прихотливую ориентировку и параллельно-полЛчатые пятнистые структуры, сложенные целиком формами Ра1аеогшсгосуз1лз (рис. 2). Строматолиты первой группы образуют неопределенной формы тела, в то время как параллельно-полосчатые разновидности создают довольно значительные по размерам биостромы. Так, в районе Белкинского месторождения на протяжении 8 км прослежена крупная пластообразная залежь, почти целиком сформированная строматолитами Ра^еогшсгосузШ. Ориентировка этой залежи
в общем совпадает с элементами залегания вмёщающих пород, что указывает на возможность использования палеомикроцистисовых раз-
О ЕЗ* В5- Ш*. СЕЗ'
р^д Г^Тгд. [55/1.
Рис.1. Схематическая геологическая карта участка Белка в Горной Шории: 1—четвертичные отложения; 2— фосфориты континентальные мезо-кай-нозойского возраста; 3 — карбонатные отложения нижнего кембрия. Бел-кинская свита низов нижнего кембрия; 4 — различной степени фосфатности известняки, 5,— фоефориты пластовые. Западносибирская свита позднего докембрия; 6 — доломиты массивные водорослевые, реже брекчиевые и оолитовые; 7 — доломиты с палеомикроцистисами; 8 — дизъюнктивные нарушения; 9 — стратиграфические границы между подразделениями докембрия и кембрия; 10 — элементы залегания слоистости; 11—скважины;
12 — микрокварциты метасоматического происхождения.
ностей в целях выявления внутренней структуры западносибирской свиты.
Установленные в западносибирской свите строматолиты КаЬугэта £гап1^огпш Кгаэп, Б^герИусиз тга55!еп51з Кгаэп, РакеогшсгосузШ эр. (определения А. Г. Поспелова) указывают на ее позднедокембрий-ский возраст.
Стратиграфически выше западносибирской свиты залегает белкин-ская свита, выраженная двумя типами разреза. Первый из них, сло-
<
женный в различной степени фосфатными доломитами, известняками, доломитовыми брекчиями и песчаниками, перемежающимися с пластами фосфоритов, характерен для Белкинского месторождения. Второй,
Рис. 2. Палеомикродистисовый доломит.
представленный слабо-фосфатными карбонатно-кремнистыми сланцами, пользуется заметным распространением на участках Колзас, Оингол, Узас.
Белкинская свита, содержащая остатки нижнекембрийской проблематики, повсеместно перекрывается пятнисто-полосчатыми, массивными и слоистыми известняками, в которых обнаружены остатки водорослей и археоциат нижнего кембрия.
Взаимоотношения между белкинской и западносибирской свитами наиболее полно изучены нами на участке Белка, где выделен стратотип белкинской свиты. Там круто падающие (50°—70°) западносибирские доломиты простираются в субширотном направлении, что установлено на основе большого числа замеров, взятых по слоистости доломитов, и прослеживания по простиранию пластообразной залежи палеомикро-цистисовых доломитов, играющей роль маркирующего горизонта. В свою очередь ось пологой (углы падения крыльев 15°—30°) Белкинской синклинали, выполненной отложениями белкинской свиты, простирается в субмеридианальном направлении и, таким образом, ее подошва срезает структуру западносибирской свиты под углом. К сказанному добавим, что палеомикроцистисовые доломиты, вытянутые в субширотном направлении, прослеживаются на протяжении 5 км на восток, до восточного крыла Белкинской синклинали. В пределах самой синклинали они не обнаружены и вновь появляются лишь сразу же западнее ее западного крыла, вытягиваясь и там в субширотном, направлении. Более того, в северной части Белкинской синклинали они протягиваются и под подошвой белкинской свиты, что установлено скважинами 48, 49, 74, 72, 80, 71. Отсутствие же слоев с Ра^еогтсгосуэШ в скважинах
* -
409, 410, 82 указывает на то, что и под самой синклиналью эти слои имеют субширотную ориентировку.
Непосредственный контакт свит изучался по скв. 410, 409, 81, 82, 48, 42, 72, 74 и канавам 63, 66. В результате было установлено, что западносибирские доломиты в приконтактовой части с белкинской свитой подвергаются вторичным изменениям. В одних случаях по ним развиваются метасоматические микрокварциты, в других же — они отбеливаются и фосфаткзируются. Так, в скв. 410, 409, 81, 82 наблюдается окремнение западносибирских доломитов, интенсивность которого постепенно возрастает по мере приближения к подошве белкинской свиты. Непосредственно у подошвы наблюдаются черные микрокварциты с реликтами доломита. Стратиграфически выше микрокварцитов в указанных скважинах установлена кварцитово-доломитовая брекчия, составляющая базальную пачку белкинской свиты.
Макроскопически брекчия представляет темно-серую до черной окраски породу, текстура которой больдне напоминает пятнистую или
массивную, нежели брек-чиевую. Только в отдельных штуфах наблюдаются четко оконтуренные обломки. Однако после обжига образцов картина резко меняется, и в них проявляется отчетливая брекчиевая текстура. Эго обусловлено тем, что под воздействием высокой температуры, углеродистое вещество карбонатов выгорает и они получают светло-серую до белой окраску, на фоне которой рельефно выступают черные обломки микрокварцита (рис. 3). Эти обломки являются самым характерным элементом рассматриваемой брекчии. Подавляющее боль-резкие извилистые очертания в некоторых штуфах наблюда-разности. Размеры обломков 1—2 мм, причем в общем уста-
Рис. 3. Доломито-микрокварцитовая брекчия подошвы белкинской свиты (черные — обломки микрокварцита).
шинство их имеет угловатую форму, и не несет следов окатанности. Лишь ются окатанные и полуокатанные варьируют от 10—15 см и более до навливается приуроченность крупных обломков к более низким стратиграфическим частям пачки. Текстура обломков обычно пассивная, но в некоторых случаях наблюдаются реликты узора строматолитовых доломитов. Кроме того, местами наблюдаются обломки, представляющие доловит, лишь частично превращенный в микрокварцит, и обломки послойно окремденных доломитов. Наряду с микрокварцитами в брекчии отмечаются обломки доломитов* окраска которых*меняется от серовато-белой (отбеливание) до темио-серой.
Текстура их разнообразна: отмечаются массивные, слоистые, строматолитовые и оолитовые разности. Контуры обломков четкие, угловатые. Размеры их колеблются от 2—3 мм до 5—7 см. Следует особо подчеркнуть наличие в некоторых обломках реликтовых тектоно-структур, особенно четко выраженных в микрокварцитах. Их трещины
заполнены прожилками белого кальцита, которые не проходят в цемент породы. Цемент карбонатно-микрокварцитовой брекчии представлен микрокварцито-доломитовым песчаником, переходящим в алевролит.) На отдельных участках в цементе наблюдается слоистость, причем в результате дифференциации карбонатного и микрокварцитового материала образуются слои доломитового песчаника и черного слоистого микрокварцита. Последний отличается от микрокварцитов по западносибирским долом-итам наличием четкой слоистости, сортировки зерен и согласными контактами со слоями доломитовых песчаников. В скважинах 42, 48, 74 наблюдается иной характер взаимоотношений между западносибирской и белкинской свитами. Здесь, близ подошвы белкин-ской свиты, западносибирские доломиты подвергались не окремнению, а отбеливанию и фосфатизации, которые явно связаны с наложенными вторичными процессами. Так, в отбеленных доломитах нередко наблюдаются реликты, не подвергнутые изменению. Представлены они стро-матолитовыми и массивными доломитами от серой до темно-серой окраски. Форма реликтов совершенно неправильная, а размеры колеблются -в широких пределах. Характерно, что палеомикроцистисовые разности доломитов отбеливаются более интенсивно по сравнению с другими, что свидетельствует о зависимости степени отбеливания от структурно-текстурных особенностей доломитов, В некоторых скважинах (42, 48) установлено, что по мере удаления от подошвы белкинской свиты вниз (гипсометрически) отбеленные и фосфатизированные доломиты постепенно переходят в светло-серые, а затем и в обычные серые доломиты. Таким образом, намечается зональный характер изменения окраски и степени фосфатизации западносибирских доломитов в зависимости от пространственной близости их к отложениям белкинской свиты. Отсутствие же отбеливания в^ породах последней указывает на то, что западносибирские доломиты были подвергнуты этому процессу еще до отложения белкинской свиты.
Стратиграфически выше отбеленных доломитов залегает фосфатная карбонатная брекчия, являющаяся, вероятно, фациальным аналогом карбд-натно-микрркварцитовой брекчии. Она состоит из обломков массивных строматолитовых, реже слоистых, доломитов, сцементированных серым тонкокристаллическим фосфатным известковым доломитом, переходящим в доломитовый известняк. Цвет обломков обычно белый (отбеленный доломит), кое-где серый или темно-серый. По периферии их отмечаются следы древнего закарстования и, в случае серых разностей, отбеленная перекристаллизованная каемка. Форма обломков угловатая, очертания четкие. Какая-либо сортировка их по размерам отсутствует. В некоторых обломках наблюдаются реликтовые тектонострук-туры, представленные трещинами, не секущими цемент.
На основе приведенного фактического материала, по нашему мнению, достаточно четко доказывается наличие крупного перерыва между западносибирской и белкинской свитами. Это обосновано как структурным картированием (срезание подошвой белкинской свиты залежи палеомикроцистисовых доломитов, дискордантность элементов залегания свит), так и наличием в основании белкинской свиты карбонатно-микрокварцитовой и фосфатно-карбонатной базальной брекчии. Ее обломки, нередко с ясно выраженными реликтовыми тектоно-структу-рами, с каемками отбеливания и следами закарстования, возникли за счет размыва главным образом пород западносибирской свиты. Последние до накопления осадков белкинской свиты подвергались складчатости, рассланцеванию, отбеливанию и особенно окремнению. Оно сопровождалось образованием по доломитам западносибирской свиты микрокварцитов и послойно окремненных доломитов*, причем эти ее
7. Заказ 1980 ж 97
породы', как правило, приурочены к подошве белкинской свиты. Макроскопически микрокварциты скрытокристалличны и имеют черно-серый до черного цвет. Окраска породы обусловлена наличием в ней тончайшей примеси углеродистого вещества, распыленного в общем равномерно. В штуфах наблюдаются реликты незамещенного^кремнезе-мом доломита. Представлены они в различной степени окремпенным доломитом, имеющим преимущественно массивную текстуру. Лишь в редких случаях наблюдаются микрокварциты с реликтами стромато-литового узора.
По мере удаления от подошвы белкинской свцты (гипсометрически вниз) интенсивность окремнения доломитов закономерно уменьшается, и микрокварциты постепенно переходят в окварцованные, а затем и в обычные доломиты. Так, по скважине 82, непосредственно ниже базальной карбонатно-кварцитовой брекчии, наблюдается следующее: интервал 100,7—106,0 м — черный вторичный микрокварцит по доломиту, участками графитизированный;
интервал 106,0—108,0 м — серый тонкокристаллический, окрем-ненный доломит;
интервал 108—114,75 м — серый микрокристаллический доломит., Порода интенсивно окремнена вплоть до образования вторичного микрокварцита:
интервал 114,75—116 — доломит серый тонкокристаллический, интенсивно рассланцованный, участками онремнен до образования вторичного микрокварцита;
интервал 116 — 130,4 — черно-серый массивный, четкослоистый, окремненный доломит;
интервал 130,4—150, доломит серый, тонкокристаллический, массивный.
Образование микрокварцитов только по тем частям западносибирских доломитов, которые пространственно приурочены к подошве белкинской свиты, ясно указывает на время и обстановку, при которой проходило окремнение. Вероятнее всего, оно обусловлено инфильтра-ционными процессами, происходившими в условиях континентального режима, предшествовавшего отложению белкинских осадков., В этом случае микрокварциты, возникая по различным стратиграфическим горизонтам западносибирской свиты, будут постоянно подстилать основание белкинской свиты. С другой стороны, в экзогенных условиях окремнение вряд ли могло проникнуть на глубину, большую 100—150 м. Поэтому отсутствие микрокварцитов на удаленных от подошвы белкинской свиты частях доломитов можно объяснить тем обстоятельством, что там уровень денудационного среза превысил глубину окремнения.
Отсутствие окремнения в породах самой белкинской свиты объясняется тем, что этот процесс произошел еще до ее отложения. Последнее убедительно подтверждается наличием в базальной брекчии белкинской свиты обломкопв микрокварцитов. Причина же прерывистого распространения окремненных доломитов на контакте западносибирской и белкинской свит (они отсутствуют на целом ряде участков — Онзас, Дальний, север участка Белка) до конца не ясна. На наш взгляд, она обусловлена, структурно-текстурными особенностями западносибирских доломитов. Так„ нашими работами установлено, что вторичные доикрокварциты развиваются в подавляющем большинстве по слоистым и массивным разностям доломитов' и обычно не затрагивают строматолитовые доломиты. Последние, в приконтактовой части с белкинской овитой, подвергались процессам отбеливания и фосфати-
зации, которые, как й образование микрокварцитов, происходили в условиях предбелкинского перерыва.
Из вышеизложенного следует, что наряду с несогласным взаимоотношением белкинской и западносибирской свит в районе установлена предбелкинская кора выветривания, представленная метасоматически-ми кварцитами и отбеленными фосфатизированными доломитами. По нашему мнению, дальнейшее изучение предбелкинской коры выветривания окажет существенную помощь для выработки более целенаправленных критериев поисков пластовых фосфоритов, а также еще нё обнаруженных месторождений железа, алюминия и других полезный ископаемых; связанных с корами выветривания.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. Б. Г и н ц и н г е р, М. К. В и н к м а н. О стратиграфическом положении фос-форитоносных и марганцевоносных отложений Горной Шории и Кузнецкого Алатау. Труды СНИИГГИМС, вып. 24, 1962.
2. Г. И. С п а н д е р а ш ви л и. Фосфориты (Горной Шории. Кн. «Фосфориты Западной Сибири». Изд. «Недра», вып. 65, 1965. ч
