CC BY
48
УДК: 551.72/73 (470.4/5)
петрографические особенности и минералогическая корреляция такатинской
СВИТЫ ПЛАТФОРМЕННОЙ чАСТИ БАШКОРТОСТАНА И ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
© Сергеева Н.Д.,
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: riphey@ufaras.ru
© Аржавитина М.Ю.,
кандидат геолого-минералогических наук, доцент,
Башкирский государственный университет, ул. З. Валиди, 32,
450000, г. Уфа, Российская Федерация
© Козлова О.В.,
инженер-исследователь, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,
450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: riphey@ufaras.ru
В статье приведены новые материалы по литолого-петрогра-фическому и минералогическому изучению обломочных пород такатинской свиты нижнего девона платформенного Башкортостана и Оренбургской области. Для такатинских отложений, не содержащих палеонтологических остатков, выделены минералогические критерии и проведено расчленение и корреляция их в разобщенных разрезах скважин Волго-Уральской области. По характеру акцессорно-мине-ральных ассоциаций (апатит-рутил - циркон - турмалиновая или апатит-рутил - турмалин-цирконовая) такатинская свита отличается от подстилающих отложений карлинской свиты венда с турмалин-циркон-апатитовой ассоциацией и аслыкульской свиты ордовикского уровня с циркон-гранатовой ассоциацией.
В скважинах 10 Балейкинская и 27 Бишкаинская достаточно однородные по литологическому составу песчаники по минералогическим признакам подразделены на две толщи: верхнюю - такатинскую с циркон-турмалиновой ассоциацией (эмсский ярус нижнего девона) и нижнюю - дотакатинскую с существенно цирконовой ассоциацией, которая может соответствовать лохковскому и пражскому ярусам нижнего девона, а, возможно, и более древним горизонтам: грязнушинской свите (силур-нижний девон) Юрюзано-Айской впадины.
Полученные материалы по изучению такатинских осадков платформенного Башкортостана и Оренбургской области позволили выделить литолого-минералогические признаки для расчленения и корреляции терригенных отложений нижнего девона в разобщенных разрезах скважин региона. Интерес к изучению терригенных отложений нижнего девона связан с тем, что на Урале такатинские песчаники считаются промежуточными коллекторами алмазов, а на сопредельной части Русской плиты эти отложения нефтеносны. Нефтяные залежи в отложениях нижнего девона были открыты на Культюбинском месторождении в районе города Аша в такатинской свите эмсского яруса, на Тобойском и Медымском месторождениях Печорской плиты в отложениях пражского яруса. Эти открытия значительно расширили стратиграфический диапазон промышленной нефтегазоносности нижнедевонских отложений востока Русской плиты и усилили интерес к изучению вещественного состава и строения базальных слоев нижнего девона для решения проблем стратификации отложений и направления поисковых работ в нижнем девоне на углеводородное сырье.
Ключевые слова: Волго-Уральская область, стратиграфия, рифей, венд, палеозой, такатинская свита, вещественный состав
© N.D. Sergeeva1, M.Yu. Arzhavitina2, O.V. Kozlova3
THE TAKATA FORMATION OF THE PLATFORM PART OF BASHKORTOSTAN AND THE ORENBURG OBLAST (PETROGRAPHIC FEATURES AND MINERALOGICAL CORRELATION)
13 Institute of Geology, Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, 16/2, ulitsa Karla Marksa, 450077, Ufa, Russian Federation, e-mail: riphey@ufaras.ru
2 Bashkir State University,
32, ulitsa Zaki Validi, 450000, Ufa, Russian Federation
The paper considers new materials on litho-petrographic and min-eralogical studies of clastic rocks of the Lower Devonian Takata Formation in the platform part of Bashkortostan and the Orenburg Oblast. It suggests mineralogical criteria for the Takata deposits containing no paleontologi-cal remains and gives their subdivision and correlation in the discrete well sections of the Volga-Ural Region. According to the type of accessory-mineral associations (apatite-rutile-tourmaline or apatite-rutile-tourmaline-zircon), the Takata Formation differs from underlying deposits of the Vendian Karly Formation with the tourmaline-zircon-apatite association and the Ordovician Aslykul Formation with the zircon-garnet association.
In Baleykino-10 and Bishkain-27 wells, lithologically rather uniform sandstones are subdivided into two units, according to their mineralogical
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016, том 21, № 2 (82) lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllE3
characteristics. These are the upper Takata unit with the zircon-tourmaline association (Lower Devonian Emsian Stage) and the lower pre-Takata unit with the essentially zircon association, which may correspond to the Lower Devonian Lohkovian and Pragian Stages and perhaps to the older horizons, i.e. the Silurian-Lower Devonian Gryaznushinskiy Formation of the Yuryuzan-Ay Depression.
The materials obtained through studying the Takata deposits in the platform part of Bashkortostan and the Orenburg Oblast enabled us to recognize litho-mineralogical features in order to subdivide and correlate the Lower Devonian terrigenous rocks in the discrete well sections of the region. Interest towards research studies on Lower Devonian terrigenous deposits is associated with the fact that the Takata sandstones in the Urals are considered to be the intermediate traps for diamonds while these deposits bear oil in the adjacent part of the Russian Platform. Oil accumulations within the Lower Devonian deposits were discovered at the Kultyuba field near the town of Asha in the Emsian Takata Formation and at the Toboy and Medynskiy fields of the Pechora Plate within the Pragian deposits. These discoveries have considerably extended the stratigraphic range of commercial petroleum potential with respect to Lower Devonian deposits of the eastern Russian Platform and enhanced interest towards research on the chemical composition and structure of Lower Devonian basal strata to stratify them and determine the hydrocarbon exploration survey strategy.
Key words: Volga-Ural Region, stratigraphy, Riphean, Vendian, Paleozoic, Takata Formation, chemical composition
Такатинские отложения относятся к така-тинскому горизонту эмсского яруса нижнего девона [1]. Интерес к изучению этих отложений связан с тем, что на Урале такатинские песчаники считаются промежуточными коллекторами алмазов [2; 3], а на сопредельной части Русской плиты эти отложения нефтеносны. Промышленная нефтеносность такатин-ских отложений была установлена на Культю-бинском месторождении в районе г. Аша [4]. Нефтяные залежи в песчаниках пражского яруса нижнего девона были открыты на Тобой-ском (в 1984) и Медымском (в 1990) месторождениях Печорской плиты. Эти открытия значительно расширили стратиграфический диапазон промышленной нефтегазоносности нижнедевонских отложений востока Русской плиты [5] и усилили интерес к изучению вещественного состава и строения базальных слоев нижнего девона для решения проблем стратификации отложений и направления поисковых работ в нижнем девоне на углеводородное сырье (УВ).
Впервые такатинская свита была выделена А.Э. Алкснэ, А.И. Олли и А.П. Тяжевой в 1936 г. [6; 7] на западном склоне Южного Урала по р. Таката, правому притоку р. Зилим, где она представлена светло-серыми кварцевыми песчаниками разнозернистыми, кварцитовидны-ми, с прослоями гравелитов и мелкогалечных конгломератов, реже глинистых сланцев. Мощность отложений варьирует от 2—3 м (р. Юрю-
зань в районе г. Усть-Катав) до 140 м (р. Белая). Даже при небольшой мощности эти отложения хорошо обнажены и выражены в рельефе, что позволяет использовать их в качестве литоло-гического маркера. Первая палеонтологическая характеристика собственно такатинских отложений западного склона Южного Урала (скв. 8 на р. Ряузяк) и их аналогов на юге Пред-уральского прогиба (скв. 7—9 Хлебодаровские, 59 Уразбаевская, 74 Воскресенская, 46 Смаков-ская) была дана Е.В. Чибриковой [8].
Определение стратиграфической принадлежности и корреляция псаммитов такатин-ской свиты в разобщенных разрезах скважин представляет определенные трудности. Если отложения пройдены при бурении скважин без отбора керна, то они выделяются, по данным каротажа, как объединенные койвенско-такатинские слои. Но даже при условии, что отложения хорошо представлены керном, они могут не содержать палеонтологических остатков и тогда геологи-нефтяники нередко относят такатинские песчаники к бавлинской свите, т.е. к докембрию.
Следует отметить, что в настоящее время в Стратиграфических схемах рифея и венда Волго-Уральской области [9] такого стратиграфического подразделения, как бавлинская свита, не существует. Под названием бавлинская свита А.Я. Виссарионовой и М.Ф. Микрюко-вым (1946) были выделены додевонские отложения (вскрытая мощность 250 м), пройденные
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016 том 21, № 2 (82) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
скв. 2 на Бавлинской разведочной площади в 1945 г. (территория Республики Татарстан). Позднее К.Р. Тимергазиным [10] для додевон-ских (бавлинских) отложений была разработана стратиграфическая схема, где были выделены 2 серии: нижнебавлинская (рифейская) и
верхнебавлинская (в современном понимании вендская). Стратиграфическое подразделение (бавлинская свита) в последующих стратиграфических схемах было упразднено в связи со стратиграфической неоднородностью свиты, неясностью вещественного наполнения и соот-
Рис. 1. Схема расположения скважин, вскрывших отложения нижнего палеозоя на юго-востоке Волго-Уральской области:
1 - западная граница Предуральского краевого прогиба; 2 - местоположение скважины и ее номер; 3 - изученные разрезы скважин; 4 - местоположение изученной площади; 5 - такатинские отложения отсутствуют; 6 - столицы республик и края; 7 - крупные населенные пункты и города; 8 - административные границы. Разведочные площади:
Асл - Аслыкульская, Ахм - Ахмеровская, Блк - Балейкинская, Блг - Белоглинская, Бшк - Бишкаинская, Кб - Кабаковская, Кип - Кипчакская, Сал - Салиховская, Тмс - Таймасовская, Тау- Таушская, Хбл - Хлебода-ровская, Ших - Шиханская, Ягч - Янгурчинская
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /
/2016, том 21, № 2 (82) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIННННШНБЯ
ношения ее с подстилающими и перекрывающими отложениями, отсутствием стратотипов [11]. Во многом требованиям Стратиграфического кодекса не отвечали нижне- и верхнебав-линская серии. В связи с вышесказанным нецелесообразно использование для допалеозой-ских (рифейских и вендских) отложений терминов бавлинская свита и нижне- и верхне-бавлинская серии.
На юго-востоке Русской плиты отложения такатинской свиты залегают на образованиях разных возрастных уровней от нижнего палеозоя, венда и рифея до архей-нижнепротеро-зойских пород кристаллического фундамента. Предыдущие исследователи отмечали значительную фациальную изменчивость нижнедевонских отложений, но при этом особенности литологического и минералогического состава отложений свиты не имели достаточного освещения в геологической литературе, что, видимо, и служит причиной отнесения к докембрию терригенных толщ такатинской свиты, лишенных палеонтологических остатков.
В предлагаемой статье новые материалы по литолого-петрографическому и минералогическому изучению такатинских осадков платформенного Башкортостана и Оренбургской области используются для выделения ли-тологических и минералогических признаков, которые позволили бы проводить расчленение и корреляцию такатинских отложений в разобщенных разрезах.
Наиболее полно така-тинский горизонт эмсского яруса вскрыт скважинами в пределах Оренбургской области, где на восточном склоне Восточно-Оренбургского поднятия [12] типичный разрез такатин-ского горизонта мощностью 287 м пройден скважиной 630 Белозерская (интервал глубин 3 722,8— 4009 м). В пределах платформенной части Башкортостана разрезы такатин-ских отложений вскрыты скважинами на Аслыкуль-ской (скв. 4), Кабаковской (скв. 62), Ахмеровской (скв. 6), Кипчакской (скв. 1), Таймасовской (скв. 68,
70), Бишкаинской (скв. 22, 27), Янгурчинской (скв. 32, 39, 45), Белоглинской (скв. 2 и 4), Та-ушской (скв. 2) и других разведочных площадях (рис. 1).
В скважинах 4 Аслыкульская (интервал глубин 2 105—2 120 м), 62 Кабаковская (интервал глубин 2 400—2 410 м), 6 Ахмеровская (интервал глубин 1 590—1 620 м) и 1 Кипчакская (интервал глубин 2 230—2 245 м) отложения та-катинской свиты представлены песчаниками существенно кварцевыми, большей частью крупнозернистыми, прослоями гравийными, серыми и розовато-серыми, иногда интенсивно водоносными.
Юго-восточнее на Таймасовской разведочной площади в скважинах 68 (интервал глубин 3 671—3 691 м) и 70 (интервал глубин 3 405—3 445 м) (см. рис. 2) свита сложена светло-серыми и серыми песчаниками поле-вошпат-кварцевыми, аркозовыми и субаркозо-выми, разнозернистыми до гравийных, с редкой галькой угловато-окатанного жильного кварца размером 2 х 3 — 5 х 7 мм.
На Белоглинской (скв. 2 и 4) и Таушской (скв. 2) разведочных площадях, расположенных восточнее Таймасовской, наблюдается уменьшение количества аркозового материала в такатинских песчаниках. Здесь они имеют кварцевый и полевошпат-кварцевый состав, также разнозернистые, серого и розовато-серого цвета.
Рис. 2. Разрез нижнепалеозойских отложений по скважинам Таймасовской разведочной площади платформенного Башкортостана: 1 - конгломераты (а), гравелиты (б); 2 - песчаники кварцевые (а), полевош-пат-кварцевые (б); 3 - алевролиты; 4 - аргиллиты; 5 - характеристика породы: известковистость
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
'Б/ /21
Как отмечено выше, наиболее полные и мощные разрезы такатинской свиты расположены в Оренбуржье, где нами изучен керн скважин 653 и 10 Балейкинской разведочной площади. Наиболее полное представление о составе такатинской свиты, ее взаимоотношениях с подстилающими и перекрывающими отложения дает разрез, вскрытый скважиной 653 Балейкинская (рис. 3).
В скв. 653 Балейкинская снизу (от забоя) описан следующий разрез (рис. 3).
1. Интервал глубин 3 696—3 704 м (к-1,5 м). Здесь снизу вскрыты.
У2кг 1.1. Песчаники полимиктовые, мелкозернистые, темно-бурые с красноватым оттенком. Вскрытая мощность 0,5 м.
1.2. Песчаники полимиктовые, крупнозернистые светло-серые, рыхлые в основании слоя. В цементе песчаников присутствует доломит. Мощность 1,4 м.
1.3. Песчаники полевошпат-кварцевые, мелкозернистые, серые, слюдистые с тонкими слойками (1—3 мм), обогащенными углеродисто-глинистым материалом. Мощность 0,8 м.
1.4. Песчаники полимиктовые, мелкозернистые, светло-серые с желтоватым оттенком. Присутствуют зерна розового кварца. Мощность 0,5 м.
1.5. Песчаники полимиктовые, среднезер-нистые, сходные с описанными в слое 1.3. Мощность 0,5 м.
Рис. 3. Разрез нижнепалеозойских отложений по скважинам Балейкинской разведочной площади Оренбургской области:
1 - полимиктовые песчаники; 2 - алевролиты с растительным детритом; 3 -известняки (а), известняки с фауной (б)
1.6. Песчаники полимиктовые, среднезер-нистые, аналогичные описанным в слое 1.4. Мощность 0,3 м.
Б^к 1.7. Песчаники полимиктовые, сред-незернистые, серые, прослоями темно-серые, слюдистые. Мощность 1,2 м.
1.8. Песчаники полимиктовые, разнозер-нистые (от средне- до крупнозернистых с гравием и редкой мелкой галькой молочно-белого кварца), прослоями, переходящие в гравелиты хлоритоидно-кварцевые с полевым шпатом и мелкогалечниковые конгломераты, в цементе которых те же разнозернистые песчаники, а в гальке — молочно-белый и бледно-розовый кварц. Гальки угловато-окатанные неправильной формы и хорошо окатанные, почти изо-метричного облика имеют размеры от 3 х 5 мм до 0,7 х 1 см. Обломочный материал не сортированный, а соотношение обломков и цемента 1:5 и иногда 1:3. Песчаники рыхлые, хорошо впитывают воду. Мощность 2,8 м.
2. Интервал глубин 3 688—3 696 м (к-2,7 м). Здесь снизу вскрыты.
2.1. Алевролиты глинистые, серые, с мелким растительным детритом и зернами полупрозрачного кварца (0,5—1мм). Мощность 0,4 м.
2.2 Тонкое чередование мелкозернистых песчаников и алевролитов полевошпат-квар-цевого состава, глинистых, с мелкой обломочной слюдкой, с многочисленным растительным детритом. Мощность 0,7 м.
2.3 Песчаники поле-вошпат-кварцевые, мелкозернистые, серые, глинистые, слюдистые. Мощность 0,3 м.
2.4. Керн отсутствует 2,1 м по мощности.
2.5. Песчаники полевошпат-кварцевые, мелкозернистые, светло-серые, слюдистые, с редкой галькой и гравием молочно-белого кварца, с конкрециями пирита (ё-0,5 см), с нитевидными слойками и редкими прослойками (0,5—1 см) по-левошпат-кварцевых алевролитов углеродисто-глинистых, темно-серых, сильно слюдистых. Мощность 0,9 м.
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /
/21
2.6. Песчаники аркозовые, крупнозернистые, светло-серые, с гравийными зернами и редкой галькой (от 3 х 5 до 1 х 1см) молочно-белого кварца. Отмечаются гравелиты кварцевого состава с полевым шпатом (1—2%). Мощность 0,9 м.
2.7. Песчаники аркозовые, мелкозернистые, близкие по облику и составу к описанным в слое 2.5, но здесь наблюдается несколько меньше прослоев алевролитов. В песчаниках отмечаются обогащенные гравием и галькой прослои толщиной от 0,5—1 до 2 см. Мощность 2,7 м.
Б1 ку 3. Интервал глубин 3 648—3 656 м (к-1,5 м) — известняки, среднезернистые, серые, с фауной брахиопод и криноидей. Мощность 8 м.
В скв. 653 по литологическим данным выделены отложения карлинской свиты венда (У2кг) в интервале глубин 3 700—3 704 м (см. описание слоев 1.1—1.6), представленные песчаниками полимиктовыми, преимущественно мелкозернистыми, реже среднезернистыми, светло-серыми, меньше серыми и темно-бурыми разностями. Песчаники слюдистые, иногда пиритизированные и карбонатизиро-ванные. По литолого-петрографическим данным эти песчаники хорошо сопоставляются с карлинской свитой венда, распространенной на территории Башкортостана [13].
В интервале глубин 3 670—3 700 м вскрыты песчаники переменного состава (полимикто-вые, аркозовые и полевошпат-кварцевые), раз-нозернистые, конгломератовой галькой. Окраска песчаников меняется от светло- до темно-серой. Отмечаются прослои алевролитов, по облику и составу аналогичные песчаникам, с растительным детритом (см. описание слоев 1.7—2). По особенностям литолого-петрогра-фического состава песчаники рассматриваемого интервала хорошо сопоставляются с така-тинскими отложениями, вскрытыми скважинами на Аслыкульской, Таймасовской и др. разведочных площадях в Башкортостане [13].
Такатинские песчаники перекрыты серыми известняками с фауной брахиопод и кри-ноидей койвенского горизонта нижнего девона (см. описание слоя 3).
Своеобразный разрез терригенных отложений нижнего девона вскрыт скв. 10 Балей-кинская в интервале глубин 3 780—3 810 м (забой). Эти отложения были выделены производственниками в бавлинскую свиту, т.е.
отнесены к докембрию. По особенностям ли-тологического состава терригенные отложения нижнего девона в рассматриваемой скважине нами подразделены на две толщи: нижнюю и верхнюю.
Нижняя толща (интервал глубин 3 790— 3 810 м) сложена песчаниками полимиктовы-ми, слюдистыми, грубозернистыми, часто гравийными, темно-вишневыми, редко светлосерыми с желтоватым оттенком, массивными. В гравелитах глинистый материал иногда обособлен в линзоидные прослои (размером 1,5 х 4 см). Реже в песчаниках наблюдаются прослои (около 2 см) алевролитов слюдисто-глинисто-кварцевых, темно-коричневых с вишневым оттенком. Песчаники сложены обломками пород и минералов примерно в равных количествах. Мощность толщи 20 м.
Из обломков минералов преобладает кварц (от 25 до 35%). Он представлен угловатыми и полуокатанными зернами с включениями циркона, турмалина, мусковита, апатита и пузырьков газа. Вблизи забоя в скважине с-10 Балейкинская на обломках кварца наблюдаются железистые пленки. Отдельные зерна трещиноваты. Выше по разрезу в этой же скважине встречаются редкие зерна округлой формы и с заливообразными контурами, характерными для вкрапленников эффузивных пород. Полевые шпаты представлены обломками микроклина, ортоклаза и плагиоклазов. Микроклин встречается в виде короткопризматических кристаллов, практически неизмененный с хорошо выраженной микроклиновой решеткой. Присутствует в виде редких зерен. Ортоклаз (10%) широко представлен таблитчатыми кристаллами с простыми двойниками. Практически все кристаллы изменены, в основном пе-литизированы, в меньшей степени серицити-зированы и хлоритизированы. В виде редких зерен отмечается ортоклаз-пертит. Плагиоклазы (5—8%) с хорошо выраженными полисинтетическими двойниками таблитчатой формы, часто трещиноваты и раздроблены, слабо хлоритизированы и реже карбонатизированы. Мусковит часто представляет собой параллельные срастания с хлоритом размером до 1—1,5 мм, иногда ассоциируют с глинистым материалом и, возможно, представляют собой вторичные образования, развитые по обломкам пород (аргиллита?). Некоторые зерна имеют изогнутую форму, располагаясь вокруг зерен кварца или полевых шпатов.
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016 том 21, № 2 (82) 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
Наибольшим распространением среди обломков пород (до 25%). пользуются кварциты (средний размер обломков 1 х 2 см). Одни из них без слюды состоят из зерен кварца с ровными или волнистыми краями, иногда с волнистым погасанием. Структура гранобластовая. В обломках кварцитов (шлиф с гл. 3 007,58 м) кроме кварца отмечались микроклин и плагиоклазы. Другой тип кварцитов со слюдой (мусковитом), имеющей субпараллельное расположение. Кроме кварцитов в породах нижней толщи встречаются обломки хлорито-слю-дистые по аргиллиту (?) и полностью хлорити-зированные удлиненной формы по биотиту (?), единичные пренитизированные обломки и обломки эффузивных пород. По краям отдельных зерен наблюдается ожелезнение, оно переходит на цемент, образуя ожелезненные прослои в породе. Цемент обломочных пород кон-тактово-поровый, хлоритовый, иногда слю-дисто-хлоритовый. Часть пор бывает выполнена ангидритом.
Песчаники нижней толщи по облику, особенностям литологического состава и соотношения с перекрывающими песчаниками, выделены в базальную (дотакатинскую) толщу, возможно, соответствующую хлебодаровской (нижний девон) или грязнушинской свитам (силур-нижний девон), выделенным Е.В. Чи-бриковой [8] в южной части Предуральского прогиба и в Юрюзано-Айской впадине соответственно.
Верхняя толща (интервал глубин 3 780— 3 790 м) представлена песчаниками полимик-товыми, грубозернистыми, часто гравийными, темно-коричневыми с вишневым оттенком, массивными, прерывисто и неравномерно слоистыми. Слоистость обусловлена присутствием темно-коричневого глинистого материала в цементе (чередуются зеленовато-желтовато-серые и темно-вишневые слои) и наличием тонких светло-серых прослоев гравийного материала. Отмечаются обломки (1 х 1,5 см) темно-коричневого алевритистого аргиллита. Верхние 0,6 м керна представлены алевролитами слюдисто-кварцевыми, темно-коричневыми, с тонкими слойками аргиллитов. Отмечаются прослои и пятна зеленого алевритисто-го аргиллита. Породы сильно слюдисты. Мощность толщи по керну 10 м.
Песчаники верхней толщи представлены плохо отсортированными песчано-гравийными и гравийно-песчаными (полимиктовыми) раз-
ностями с псефито-псаммитовой структурой и состоят, аналогично нижней толще, из обломков минералов и пород примерно в равных количествах. Обломочная часть представлена кварцем, полевыми шпатами и слюдой. Угловато—окатанные зерна кварца (20—25%) содержат включения турмалина, циркона, апатита, слюды (мусковита), рутила и пузырьков газа. Реже встречаются зерна кварца с каемками нарастания или в значительной степени трещиноватые. Трещины обычно выполнены глинистым материалом, слюдой и хлоритом. Наблюдаются зерна с заливообразными контурами, напоминающими вкрапленники (?) кислых пород. Микроклин (от редких зерен до 8%), почти не измененный, встречается в виде таблитчатых с четкой микроклиновой решеткой зерен, размер которых редко достигает 1мм. Ортоклаз (от редких зерен до 5%) наблюдается в таблитчатых кристаллах (с максимальным размером 6мм) с простыми двойниками, реже без двойников. Часто ортоклаз пелитизирован, хлори-тизирован, серицитизирован или частично замещен кварцем. Наблюдаются ортоклаз-пертиты или пертиты, содержание которых колеблется от редких зерен до 2%. Плагиоклазы- андезины (10%) имеют изометричную таблитчатую (размеры 0,5—1,0 мм) форму, с хорошо выраженными полисинтетическими двойниками. Вторичные изменения их выражены в слабой пелитизации, карбонатизации, реже серицитизации. Иногда четко выделяется два типа плагиоклаза — чистые неизмененные («свежие») и частично измененные кристаллы. Мусковит встречается в виде крупных (до 1—1,5 мм) удлиненных пластинок с параллельным расположением чешуек и неровными краями. Изредка эти зерна прорастают вторичным кварцем, или они хлоритизированы. Чешуйки мусковита нередко изогнуты, как бы огибают зерна кварца или полевого шпата.
Из обломков пород преобладают кварциты (1—5%) со слюдой лепидобластовой и лепидо-гранобластовой структуры и без слюды микро-гранобластовой структуры. Не исключено, что часть обломков является результатом стадиального преобразования песчаных пород, в частности стадии метагенеза. Цемент (20—30%) обломочных пород порово-контактовый и поро-вый, по составу слюдисто-хлоритовый, хлоритовый, реже ангидритовый. Отмечаются полностью измененные обломки пород, сложенные хлоритом и мусковитом и образован-
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016, том 21, № 2 (82) 11111111111111111111111111111111111111111111111111П|Е9
ные по аргиллиту (?), и полуокатанные обломки изверженных пород. Последние представлены плагиоклазовым порфиритом основного состава с вкрапленники плагиоклаза и с микро-литовой структурой основной массы, и плагио-клазитом, состоящим из микролитов (размер 1,5 мм) плагиоклаза с трахитовой (ортофиро-вой) структурой. В основной массе плагиокла-зита отсутствует вулканическое стекло, но присутствуют рудные минералы: ильменит, лей-коксен по ильмениту, магнетит, гидроокислы железа.
По петрографическому составу породы нижней и верхней толщ обладают рядом общих черт. Они имеют близкий по составу обломочный материал. И те и другие состоят из обломков пород и минералов. В обеих толщах среди минералов преобладают кварц, полевые шпаты и мусковит, а в обломках — кварциты и единичные зерна эффузивных пород.
Для расчленения и корреляции песчаников такатинской свиты нами дополнительно используется один из методов минералогического анализа: метод тяжелых фракций (искусственных шлихов). Принципы метода разработаны давно и широко применяются для иссле-
дования как магматических [14; 15; 16], так и осадочных пород [17; 18; 19; 20].
Малая мощность (10—40 м) отложений та-катинской свиты на рассматриваемых площадях стала причиной того, что отложения ее не всегда пройдены с отбором керна, что ограничивает использование аналитических методов изучения отложений. Провести отбор проб-протолочек керна для минералогического анализа нам удалось в скважинах 68, 70 Таймасов-ские (см. рис. 2); 2 Таушская; 32, 38, 46 Янгур-чинские; 22, 27 Бишкаинские (рис. 4) на западе Башкортостана и 10 и 653 Балейкин-ские (см. рис. 3) в Оренбургской области.
Результаты изучения акцессорных минералов искусственных шлихов приведены в таблице, из которой следует, что основное содержание тяжелой фракции в такатинских песчаниках составляют продукты разрушения кислых пород (циркон, турмалин, апатит, слюды). Из минералов основных и ультраосновных пород значительным содержанием выделяется ильменит и ильменито-гематит (до 11 871 г/т в пробе с глубины 2 277,4 м, скв. 22 Бишкаин-ская), в подчиненном количестве присутствуют магнетит и хромшпинелиды, а из продуктов
скв. 22 Бишкаинская
скв. 27 Бишкаинская
о,
V,
£
Литология
Литология
(А)
Забой 2715 м.
Забой 2642 м. 1- Дотакатинская
скв. 32 Янгурчинская
Система Свита, горизонт Глубина, м | Выход керна | Литология
О, Й: ~750 — — — -
0(?) а эк 2800 .....о • •
V, кг
Забой 2808 м
скв. 39 Янгурчинская
скв. 46 Янгурчинская
Забой 2730 (?) м.
(Б)
Забой 2638 м.
Рис. 4. Разрезы нижнепалеозойских отложений по скважинам Бишкаинской (А) и Янгурчинской (Б) разведочным площадям Башкортостана
Примечание - Условные обозначения см. рис. 2, 3.
...........ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2
размыва метаморфических пород — рутил, лей-коксен и анатаз. Значительная роль титанистых минералов (ильменита, рутила, анатаза) в тяжелой фракции такатинских песчаников и гравелитов, вскрытых скважинами на Янгурчин-ской и Бишкаинской разведочных площадях (см. табл.), свидетельствуют о значительной роли в питающей провинции такатинского времени пород основного и ультраосновного состава и метаморфических. Среди аутигенных минералов наибольшим содержанием выделяются гематит, пирит, карбонаты и ангидрит (см. табл.).
Основные акцессорные минералы (циркон, турмалин, апатит и рутил) образуют в породах свиты апатит-рутил-циркон-турмалиновую (здесь и далее жирным курсивом выделены руководящие минералы ассоциации — комм. автора) или апатит-рутил-турмалин-цирконовую акцессорно-минеральные ассоциации, где руководящими минералами служат циркон и турмалин. В скв. 653 Балейкинская наблюдается повышенное содержание граната и рутила в гранат-турмалин-циркон-рутиловой ассоциации.
Минералы ассоциаций имеют следующие особенности. Циркон встречен преимущественно в виде хорошо окатанных зерен округлой, эллипсоидальной и неправильной формы, реже наблюдаются кристаллы цирконового и гиацинтового облика. Окраска цирконов бледно-розовая, розовая, иногда с малиновым оттенком. Отмечаются трещиноватые цирконы и зерна с минеральными включениями. Размер зерен колеблется от 0,07 х 0,07 мм до 0,1 х 0,25 мм и 0,3 х 0,6 мм. Турмалин наблюдается в виде хорошо окатанных зерен округлой, эллипсоидальной или неправильной формы, реже присутствуют кристаллы. Иногда на поверхности окатанных зерен отмечаются углубления, заполненные кварцем. Окраска турмалинов варьирует от коричнево-серой до темно-бурой, почти черной. На Таушской площади отмечаются голубовато-зеленые разности турмалинов, а на Балейкинской — синие турмалины (эльбаиты). Зерна имеют размеры от 0,5 х 0,5 мм до 0,5 х 0,65 мм. Рутил присутствует в призматических кристаллах и окатанных зернах вытянутой формы, оранжево-красного, красного, темно-бурого и черного цвета. Размер зерен от 0,07 х 0,1 мм до 0,15 х 0,5 мм.
В качестве минералогических признаков
расчленения и корреляции такатинских отложений выделены апатит-рутил-циркон-турмалиновая или апатит-рутил-турмалин-цирконо-вая акцессорно-минеральные ассоциации, где руководящими минералами служат циркон и турмалин. Существенно цирконовой минеральной ассоциацией выделяется нижняя (до-такатинская) толща в скв. 10 Балейкинская. Подобная ассоциация характерна для такатинских отложений скв. 27 Бишкаинская (см. табл.), что позволяет рассматривать их в качестве аналогов нижней (дотакатинской) толщи скв. 10 Балейкинская.
Таким образом, по петрографическому составу песчаники такатинской свиты по латера-ли характеризуются гетерогенностью, что не позволяет выделить единые литолого-петрографические признаки для их расчленения и корреляции. Так, в центральной части Камско-Бельского авлакогена, удаленной от выступов кристаллического фундамента, в такатинских песчаниках преобладают кварцевые и полевошпат-кварцевые разности (Аслыкуль-ская, Белоглинская, Таушская разведочные площади). В прибортовых частях авлакогена, вблизи выступов пород кристаллического фундамента, формируются песчаники аркозового и полимиктового состава, часто слюдистые, что наблюдается вблизи Оренбургского свода на Балейкинской разведочной площади.
По характеру акцессорно-минеральных ассоциаций (апатит-рутил - циркон — турмалиновая или апатит-рутил — турмалин-цирконовая) такатинская свита отличается от подстилающих отложений карлинской свиты венда, для которой характерна турмалин-циркон-апатитовая минеральная ассоциация, и аслыкульской свиты, предположительно ордовикского уровня [13]- с циркон-гранатовой ассоциацией.
Литологически однотипные песчаники в скважинах 10 Балейкинская и 27 Бишкаинская (см. табл.) по акцессорным минералам делятся на две толщи, нижняя из которых отличается существенно цирконовой акцессорно-минеральной ассоциацией и выделена в дота-катинскую толщу, которая может соответствовать лохковскому и пражскому горизонтам нижнего девона, а, возможно, и более древним горизонтам палеозоя, например: грязнушин-ской свите (силур-нижний девон) в Юрюзано-Айской впадине [8].
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016, том 21, № 2 (82) lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllEu
Таблица - Среднее содержание минералов тяжелой фракции из песчаников и гравелитов такатинской свиты на востоке Русской плиты, (г/т)
Название разведочной площади Таймасовская Тауш-ская Янгурчинская Бишкаинская Балейкинская
№ скважины 68 70 2 32 38 46 22 27 653 10
Количество проб 5 3 3 2 1 2 4 1 6 2 6**
Минералы к л а с т о г е н н ы е
Циркон 264 9 41 70 148 + 46 99 493 7 40
Турмалин 351 660 114 3 57 137 40 + 454 65 +
Апатит - - 4 - - + - - - + +
Гр. слюд 84 9 + - + + - - 4 + +
Слюда ожелезн. - - - - - - - - - 12404 17417
Магнетит + - - - - - - - 13 + 29
Хромшпинелиды + - - - - - - - - - -
Ильменит 166 749 4 - 94 - 2383* 9665* 72 288 109
Рутил 37 - + 63 35 33 33 55 678 + +
Анатаз 92 - + 31 305 350 321 + - - -
Лейкоксен 71 518 421 6 - 68 24 + 231 - -
Гр. граната - + - - - + + - 1 + 4
Гр. эпидота + - + - - - - - - - -
Гр. пироксена + - - - - - - - - - -
Монацит - - - - - - - - - + +
а у т и г е н н ы е
Гематит (мартит) 341 751 53 1000 129 460 + + 1356 377 94
Пирит (марказит) 144 585 61 3443 1745 1066 117 + 140 65 -
Гр. карбоната 580 1560 340 6651 - - 1885 + - - 28862
Лимонит - - - - - - 2969 11080 5096 - -
Хлорит + - - - - - - - + - +
Ангидрит 3465 36533 226 - - - - - - - +
Барит - - 1 17 - + - - - - -
Примечание - (+) - минерал присутствует как редкие зерна; (*) - ильменит + ильменито-гематит; (6**) - нижняя (дотакатинская) толща
ЛИТЕРАТУРА
1. Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). Екатеринбург: Межведомств. стра-тиграфич. ком. России, 1993. 151 схема.
2. Мусихина В.П. Конгломераты такатинской свиты Красновишерского района // Труды института геологии и геохимии. Вып. 123. Свердловск, 1976. С.38-48.
3. Бушарина С.В. Новые данные по составу ти-поморфных минералов алмазоносного Красновишерского района // Изв. Уральской гос. горно-гео-логич. акад. Вып. 14. Екатеринбург, 2002. С. 86-94.
4. Розанов Л.Н., Ованесов Г.П. Перспективы нефтеносности палеозойских отложений Башкирии // Геология нефти и газа. 1958. С. 18-24.
5. Юрьева З.П. Корреляция пражских и эмских разнофациальных отложений Печорской плиты // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2014. Т. 9. № 3. С. 1-28.
6. Келлер Б.М. Такатинская свита девона Башкирии // Изв. АН СССР. Сер. геология. 1947. № 2. С. 147.
7. Стратиграфический словарь СССР. Л.: Недра. 1975. 622 с.
8. Чибрикова Е.В. Стратиграфия девонских и более древних палеозойских отложений Южного Урала и Приуралья. М.: Наука, 1977. 191 с.
9. Стратиграфическая схема рифейских и вендских отложений Волго-Уральской области. Объяснительная записка // В.И. Козлов, Е.М. Аксенов. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2000. 81 с.
10. Тимергазин К.Р. Додевонские образования западной Башкирии и перспективы их нефтегазонос-ности. Уфа: Изд-во Горно-геологич. ин-та БФАН СССР, 1959. 311 с.
11.Стратиграфический кодекс России. 3-е изд. СПб.: ВСЕГЕИ, 2006. 96 с.
12. Оренбургский тектонический узел: геологическое строение и нефтегазоносность / Н.П. Антипов,
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/
/ 2016 том 21, № 2 (82) 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
