Научная статья на тему 'Уточнение возраста и стратиграфического положения каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая'

Уточнение возраста и стратиграфического положения каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая Текст научной статьи по специальности «История развития фауны и флоры антропогенового периода»

CC BY
88
35
Поделиться

Аннотация научной статьи по геологии, автор научной работы — Баженова Я. А.

При детальном изучении каменноугольных континентальных отложений российской части Рудного Алтая была собрана коллекция ископаемых остатков, на основании изучения которой был увеличен возрастной интервал отложений от верхов раннего до позднего карбона, установлены три отдельных стратиграфических подразделения, которые предлагается в будущем рассматривать в ранге свит.

Похожие темы научных работ по геологии , автор научной работы — Баженова Я. А.,

Текст научной работы на тему «Уточнение возраста и стратиграфического положения каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая»

УДК 561.735:571.15

УТОЧНЕНИЕ ВОЗРАСТА И СТРАТИГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ РУДНОГО АЛТАЯ

Я.А. Баженова

Томский государственный университет E-mail: y-baz@yandex.ru

При детальном изучении каменноугольных континентальных отложений российской части Рудного Алтая была собрана коллекция ископаемых остатков, на основании изучения которой был увеличен возрастной интервал отложений от верхов раннего до позднего карбона, установлены три отдельных стратиграфических подразделения, которые предлагается в будущем рассматривать в ранге свит.

Введение

На территории Рудного Алтая каменноугольные отложения развиты на небольших по площади и изолированных друг от друга участках, слагая наложенные синклинальные складки и мульды [1]. Данные отложения характеризуются довольно однородным литологическим составом пород, представленным ритмичным переслаиванием пластов угля, аргиллитов и часто углистых алевролитов, песчаников с линзами и прослоями гравелитов, конгломератов и редко известняков. Все эти отложения были отнесены к малоульбинской свите [2]. Возраст малоульбинской свиты определялся по остаткам ископаемых растений, обнаруженных в ее породах. Изучение растительных остатков из отложений малоульбинской свиты проводилось с 1939 по 1962 гг. палеоботаниками: Е.Ф. Чирковой, М.Ф. Нейбург, М.И. Радченко, С.Г. Гореловой. И хотя флорой этого района занимались ведущие палеонтологи, нельзя сказать, что она в достаточной мере изучена. Это было обусловлено немногочисленностью палеонтологического материала - каменноугольные отложения на Рудном Алтае практически полностью перекрыты кайнозойским чехлом. Исследование флоры палеонтологами в 60-е, 70-е гг. прошлого века позволило сопоставить ма-лоульбинскую свиту со средним карбоном. Этой возрастной датировкой пользовались геологи до настоящего времени при написании отчетов и, в том числе, при составлении Госгеолкарты РФ [2].

В результате поисково-разведочных работ, проходивших с 1994 по 2004 гг. на территории российской части Рудного Алтая, удалось существенно пополнить коллекцию флоры из каменноугольных отложений. Был собран огромный палеонтологический материал (растительные остатки, двуствор-ки, брахиоподы и единичные находки члеников криноидей), анализ которого позволил уточнить полученные ранее выводы о возрасте и стратиграфическом положении свиты, дополнить ее палеонтологическую характеристику и провести реконструкцию палеогеографической обстановки Рудного Алтая в каменноугольном периоде.

В результате изучения каменноугольных отложений была отобрана коллекция ископаемого материала (4500 образцов) из отложений площадей:

Ново-Александровской, Луговской, Успенско-Раз-дольнинской (рис. 1). На основе палеонтологических и литологических материалов с учетом данных геологов ОАО «Рудно-Алтайская экспедиция» (г. Змеиногорск) автором составлены сводные разрезы каждой площади (рис. 2).

Рис. 1. Схема расположения разведочных площадей. Масштаб 1:1000000

Ново-Александровская площадь

Ново-Александровская площадь приурочена к синклинали субширотного простирания, расположенной в 6...8 км к югу от г. Рубцовск. Ее отложения вскрыты 6-ю поисковыми скважинами. Из керна всех скважин отобрано 557 образцов с многочисленными отпечатками плауновидных, членистос-тебельных, папоротниковидных, голосеменных неопределенного систематического положения и 2 образца с двустворкой и брахиоподой. Отложения представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками и конгломератами. Их отличительной особенностью является наличие большого количества

крупнозернистого обломочного материала - песчаников и конгломератов, которые образуют довольно мощные слои. Пласты угля в данном разрезе редки, маломощны и не выдержаны по простиранию.

В отложениях данной пачки автором найдены остатки Tomiodendron sp., Abacanidium sp., A. abaea-num (Zal.) Radcz., Paracalamites sp., Dichophyllites cf. karagandensis Bors. и многочисленных Chacassopteris concinna Radcz., отмечены находки двустворок и брахиоподы Lingula sp. [3]. На основании вышеперечисленных признаков можно сделать вывод о том, что разрез Ново-Александровской площади представлен лагунными и дельтовыми отложениями [4]. Они формировались в трансгрессивный этап седиментогенеза. Мощность каменноугольных отложений на территории Ново-Александровской площади по данным бурения превышает 300 м. Соотношение с подстилающими породами не установлено, т. к. подошва пачки не вскрыта поисковыми скважинами. Верхняя граница резкая, пачка перекрывается кайнозойскими отложениями. По систематическому составу флоры, обнаруженной в данных отложениях, возраст пород определен серпуховским веком раннего карбона.

Луговская площадь

Луговская площадь приурочена к синклинали (Луговской мульде) субширотного простирания, расположенной в 20 км к северу от г. Горняк. Ее отложения изучены бурением 28-и поисковых скважин. Каменноугольные породы вскрыты на участке Луговском, в западной части мульды. Палеонтологические остатки обнаружены в керне 10 скважин. В результате их послойного просмотра отобрано всего 640 образцов с остатками растений (они представлены плауновидными, членистосте-бельными, единичными папоротниковидными, голосеменными неопределенного систематического положения) и 4 образца с пресноводными дву-створками.

Каменноугольные отложения Луговской площади характеризуются довольно однообразным составом пород - ритмическое переслаивание песчаников, алевролитов и аргиллитов. Очень часто в пределах одного слоя наблюдается тонкое переслаивание разнозернистых пород. Пласты угля имеют очень невыдержанный характер и сложное строение. Палеонтологические остатки представлены ископаемыми растениями: Koretrophyllites vulgaris Radcz., Abacanidium sp., A. abaeanum (Zal.) Radcz., A. cf. chacassicum Radcz., Rhodea javorskyi Radcz. и Aphlebia ostrogiana Gorel., единичными Cardioneura cf. sibirica Zal., Angaropteridium cardiopteroides (Schmalh.) Zal., Samaropsis cf. severnoensis Such. Среди беспозвоночных автором обнаружены лишь единичные находки раковин пресноводных дву-створок; морская фауна отсутствует. Такие особенности отложений характеризуют континентальные озерно-аллювиальные фации [5-7], которые формировались в регрессивный этап седиментогенеза.

Каменноугольные породы несогласно залегают на девонских отложениях пихтовской свиты и несогласно перекрываются юрскими отложениями луговской свиты. Их мощность по данным бурения около 144 м. Обнаруженный комплекс ископаемой флоры позволяет датировать данные отложения башкирским веком среднего карбона.

Успенско-Раздольнинская площадь

Успенско-Раздольнинская площадь расположена северо-западнее пос. Горняк и пос. Орловка. Она приурочена к синклинали юго-восточного простирания. Каменноугольные отложения синклинали разбурены 58 скважинами. Ископаемые остатки обнаружены лишь в керне 39 скважин. В разрезах скважин они встречаются крайне неравномерно, даже в пределах одного профиля. Всего было отобрано 3180 образцов с растительными остатками и около пяти десятков целых раковин и обломков брахиопод, двустворок. Каменноугольные отложения представлены переслаиванием аргиллитов, алевролитов, песчаников, конгломератов и гравелитов, отмечено наличие довольно мощных пластов угля. Между нижней и верхней частями разреза наблюдаются некоторые различия. Нижняя часть разреза характеризуется более грубозернистым составом слагающих ее пород - преобладают слои с песчаниками и алевролитами с прослоями песчаников. Угольные пласты маломощные, не выдержаны по простиранию. Палеонтологически нижняя часть разреза охарактеризована морской фауной (брахиоподами) и растительными остатками в малом количестве и часто довольно плохой сохранности. Растительные остатки представлены Paracalamites sp., Koretrophyllites sp., Koretrophyllites vulgaris Radcz., Abacanidium sp., Angaropteridium sp., A. cardiopteroides (Schmalh.) Zal., Angaridium sp., A. potaninii (Schm.) Zal., Angaridium (?) tenuis Gorel., кордаитовые (обнаружены только в разрезе Северного участка) Cordaites sp., Rufloria sp., R. exgr. archaica (Gluch.), R. ex gr. theodorii (Tschirk. et Zal.) S. Meyen, R. ex gr. su-bangusta (Zal.) S. Meyen, семена Gluchoviella siberiana (Zal.) Sivtch., Angarocarpus sp., Cardiocarpus krapivi-noensis Such. Остатки беспозвоночных представлены Lingula sp., Balakhonia sp., Cleothyridina sp., Pro-ductidae, фрагментами члеников криноидей, створками морских двустворчатых моллюсков. Эти при-брежно-морские, дельтовые отложения отражают трансгрессивный этап седиментогенеза.

Верхняя часть разреза характеризуется увеличением биоразнообразия, которое проявляется в виде появления новых таксонов и увеличения количественного состава растительных остатков, которые представлены Paracalamites sp., Autophyllites sp., Phyl-lotheca sp., Ph. tomiensis Chachlov, Koretrophyllites mun-gaticus Radcz.., Baracaria obrutschevii Neub., единичными Annularia asteriscus Zal., Angaropteridium sp., A. cardiopteroides (Schmalh.) Zal., A. buconicum Tschirk., Neuropteris izylensis (Tschirk.) Neub., Angaridium sp., A. potaninii (Schm.) Zal., A. submongolicum Neub., Para-

Рис. 2. Сводные разрезы каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая

gondwanidium petiolatum (Neub.) S. Meyen, P. odonto-pteroides (Zal.) S. Meyen, Sphenopteris sp., Sphenopteris izylensis Zal., Prynadaeopteris sp., Ginkgophyllum vsevo-lodiiZal., Cordaitessp., C. odontophyllus Gluch., C. neub-urgae Gluch., Rufloria sp., R. exgr. archaica (Gluch.), R. ex gr. theodorii (Tschirk. et Zal.) S. Meyen, R. ex gr. su-bangusta (Zal.) S. Meyen, Rufloria sp. 1, Entsovia rara

Gluch., Elatocladus kassagatschica (Tschirk.) Krysht., Gaussia cristata Neub., Krylovia (?) sp., Samaropsis recti-alata Neub., S. patula Zal., S. cf. severnoensis Such., S. auriculata Neub., S. euryptera Such., Angarocarpus un-gensis (Zal.) Radcz., Rasskazoviella angarica (Rassk.) Sivtch., Gluchoviella siberiana (Zal.) Sivtch., Cardiocar-pus sp., Cardiocarpus krapivinoensis Such.

В литологическом плане верхняя часть разреза характеризуется более тонкозернистыми породами, которые представлены в основном переслаиванием мелкозернистого песчаника с алевролитами и аргиллитами, алевролитами, аргиллитами и углями. Вверх по разрезу зернистость пород увеличивается, появляются более мощные слои песчаников. Одновременно появляются элементы морской фауны (брахиоподы). Такие особенности литологического и палеонтологического составов отложений (смена озерно-болотных и аллювиальных отложений при-брежно-морскими, увеличение систематического и количественного составов флористического комплекса, появление морской фауны) свидетельствуют о регрессивно-трансгрессивном этапе седимен-тогенеза [8], во время которого формировалась верхняя часть разреза каменноугольных отложений Успенско-Раздольнинской площади.

Каменноугольные отложения Успенско-Раз-дольнинской площади несогласно залегают на девонских и перекрываются кайнозойскими. Мощность этих отложений колеблется от 200 до 1200 м. Возраст отложений, с учетом обнаруженных растительных и животных остатков, определен московским (нижняя часть разреза) и касимовско-гжель-ским (верхняя часть разреза) веками каменноугольного периода.

Выводы

Формирование каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая происходило на фоне процесса орогенеза судетской фазы герцин-ской эпохи тектогенеза в пределах зон локального растяжения (в межгорных прогибах) [9, 10]. Эти процессы приводят к смене морских осадков бух-тарминской свиты на прибрежно-континенталь-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Микунов М.Ф. О закономерностях распространения и условиях формирования малоульбинской свиты на Рудном Алтае // Известия вузов. Геология и разведка. - 1961. - № 5. - С. 62-70.

2. Государственная геологическая карта РФ масштаба 1:200000. Изд. 2-е. Серия Алтайская, лист М-44-Х (Горняк). Объяснительная записка / Под ред. Я.М. Гутака. - СПб.: Изд-во СПб. картфабрики ВСЕГЕИ, 2001. - 217 с.

3. Зябкина Я.А. Новые находки нижнекаменноугольной флоры на Ново-Александровской площади Рудного Алтая // Эволюция жизни на Земле: Матер. II Междунар. симп., 12-15 ноября 2001 г., Томск. - Томск: Изд-во НТЛ, 2001. - С. 339-341.

4. Наливкин Д.В. Учение о фациях. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1956. - Т. 1. - 534 с.; Т. 2. - 393 с.

5. Вылцан И.А. Введение в учение о фациях и формациях. Ч. 1. -Томск: Изд-во ТГУ, 1984. - 198 с.

6. Вылцан И.А. Введение в учение о фациях и формациях. Ч. 2. -Томск: Изд-во ТГУ, 1990. - 207 с.

7. Крашенинников Г.Ф. Условия накопления угленосных формаций СССР. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1957. - 294 с.

ные малоульбинской свиты, что отражает трансгрессивно-регрессивный этап седиментогенеза. В отложениях малоульбинской свиты также можно отметить отдельные отрезки более мелкого порядка, отвечающие трансгрессивно-регрессивному циклу. Разрез Ново-Александровской площади представляет трансгрессивный этап седиментоге-неза, разрез Луговской площади - регрессивный этап. Нижняя часть разреза Успенско-Раздольнин-ской площади характеризует трансгрессивный этап, а верхняя часть разреза - регрессивный этап осадконакопления с небольшими ингрессиями. Данный характер седиментогенеза на территории Рудного Алтая практически совпадает с эвстатиче-скими событиями карбона Сибири [11], что еще раз подтверждает правомерность установления отдельных стратиграфических подразделений в составе каменноугольных отложений.

Результаты детального изучения каменноугольных отложений российской части Рудного Алтая подвергли сомнению общепринятое представление, что карбон на данной территории представлен лишь отложениями малоульбинской свиты средне-каменноугольного возраста. Описанные выше три фрагмента каменноугольных отложений формировались в разное время, приурочены к разным структурно-фациальным зонам, отличаются по ли-тологическим и палеонтологическим особенностям. Это дает основание для отнесения в будущем этих фрагментов к трем разновозрастным свитам. Такое детальное расчленение каменноугольных отложений несомненно окажет большую помощь при корреляции пластов каменного угля при обнаружении и исследовании новых местонахождений каменноугольных отложений на территории российской части Рудного Алтая.

8. Будников И.В. Обоснование корреляции морских и континентальных отложений Сибири на основе анализа закономерностей седиментогенеза осадочных толщ // Формационный анализ в геологических исследованиях: Матер. научно-практ. конф. - Томск, 2002. - С. 26-29.

9. Добрецов Н.Л., Берзин Н.А., Буслов М.М. и др. Общие проблемы эволюции Алтайского региона и взаимоотношения между строением фундамента и развитием неотектонической структуры // Геология и геофизика. - 1995. - Т. 36. - № 10. - С. 5-19.

10. Мурзин О.В. История развития северо-западной части Рудного Алтая в палеозое // 300 лет горно-геологической службе России: история горнорудного дела, геологическое строение и полезные ископаемые Алтая: Матер. регион. научно-практ. конф. 14-15 апреля 2000 г. - Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2000. - С. 144-148.

11. Сивчиков В.Е. Палеоэкосистемы континентального карбона Сибири // Среда и жизнь в геологическом прошлом: Тез. докл. Всерос. симпоз. 28-29 марта 2000 г. - Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 2000. - С. 70-72.

Поступила 03.11.2006 г.