Литология осадочных терригенных формаций тектонически подвижной области (мезозоиды Верхоянья и Приверхоянья передового перегиба)
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Минералогия. Петрография
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Япаскурт Олег Васильевич
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 227
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-011773-7
ISBN-онлайн: 978-5-16-104208-3
Артикул: 255000.03.01
Рассмотрены специфические методические приемы реконструкции процессов породообразования в осложненных складчатостью древних осадочных бассейнах с миогеосинклинальными режимами развития. На примере конкретных геологических объектов выявлены закономерности совместного влияния условий седиментации и эндогенных факторов на литогенез, что необходимо для познания условий локализации многих видов полезных ископаемых.
Для научных работников — геологов, литологов.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 533: Механика газов. Аэродинамика. Физика плазмы
- 551: Общая геология. Метеорология. Климатология. Историческая геология. Стратиграфия. Палеогеография
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- ВО - Магистратура
- 05.04.01: Геология
- ВО - Специалитет
- 21.05.02: Прикладная геология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Н А У Ч Н А Я М Ы С Л Ь СЕРИЯ О С Н О В А Н А В 2 0 0 8 ГОДУ О.В. ЯПАСКУРТ ЛИТОЛОГИЯ ОСАДОЧНЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ФОРМАЦИЙ ТЕКТОНИЧЕСКИ ПОДВИЖНОЙ ОБЛАСТИ (МЕЗОЗОИДЫ ВЕРХОЯНЬЯ И ПРИВЕРХОЯНЬЯ ПЕРЕДОВОГО ПРОГИБА) МОНОГРАФИЯ 2-е издание,исправленное Эл е к т р о н н о znanium.com Москва ИНФРА-М 2021
УДК 533.2:551.242 ББК 26.3 Я69 ФЗ № 436-ФЗ Издание не подлежит маркировке в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1 А в т о р : Олег Васильевич Япаскурт — доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой литологии и морской геологии геологического факультета МГУ им. Ломоносова Р е ц е н з е н т : Б.В. Полянский — доктор геолого-минералогических наук Япаскурт О.В. Я69 Литология осадочных терригенных формаций тектонически подвижной области (мезозоиды Верхоянья и Приверхоянья передового прогиба) : монография / О.В. Япаскурт. — 2-е изд., испр. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 227 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/17543. ISBN 978-5-16-011773-7 (print) ISBN 978-5-16-104208-3 (online) Рассмотрены специфические методические приемы реконструкции процессов породообразования в осложненных складчатостью древних осадочных бассейнах с миогеосинклинальными режимами развития. На примере конкретных геологических объектов выявлены закономерности совместного влияния условий седиментации и эндогенных факторов на литогенез, что необходимо для познания условий локализации многих видов полезных ископаемых. Для научных работников — геологов, литологов. УДК 533.2:551.242 ББК 26.3 ISBN 978-5-16-011773-7 (print) ISBN 978-5-16-104208-3 (online) © Япаскурт О.В., 2016 Подписано в печать 12.11.2020. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton. Печать цифровая. Усл. печ. л. 14,2. ППТ12. Заказ № 00000 ТК 255000-1220790-050216 Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1 Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
ПРЕДИСЛОВИЕ Эта книга написана по материалам докторской диссертации автора, впервые опубликованным издательством «Недра» в 1992 г. За минувший почти четвертьвековой период исследования многих геологов, включая автора, в описываемом регионе подтвердили объективность изложенного в книге фактического материала и практическую значимость его интерпретации. На авторские исследования литологии мезозоид Верхоянской складчато-надвиговой системы и Приверхоянского передового прогиба неоднократно ссылались геологи Якутии, в том числе в их фундаментальном труде «Тектоника, геодинамика и металлогения Республики Саха (Якутия)», М.: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. — 571 с. Впоследствии один из соавторов упомянутого труда, сотрудник Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН в Якутске А.В. Прокопьев, подтвердил достоверность представленных мною палеогеографических схем региона для пермского периода и существенно дополнил их. Оказалось, что в то время мощная речная сеть в пределах восточной окраины Сибирской платформы, питавшая терригенным материалом окраинный моржой бассейн, имела размеры, сопоставимые с системой нынешних рек Ганга и Брахмапутры, а истоки главной палеореки (названной автором Палеовилюем, а А.В. Прокопьевым — Палеоленой) находились в районе западных окраин современного Прибайкалья. Оттуда река протекала по заболоченным местностям над породами протерозоя и архея, местами золотоносными, что, в частности, обеспечивало водную транспортировку коллоидных золото-органических соединений (на базе гуминовых кислот) непосредственно в морской бассейн, осадки которого насытились металлом на порядки выше его кларковых концентраций. По-видимому, этот резерв рассеянного в породах Au и других металлов был многократно перераспределяем на стадиях катагенеза и раннего метаморфизма отложений верхоянского пояса и в конечном итоге образовал рудные скопления на должных геохимических барьерах. 3
Именно вышеупомянутым стадиям постседиментационного изменения отложений различных фаций (главным образом при обстановках седиментации речного аллювия, дельт, морского мелководья и глубоководья) посвящена стержневая идея данной книги. В ней главное внимание обращено к методологии современных литологических исследований, базирующихся на принципах генетичности, историчности и системности подхода к исследованию природного объекта. Мощные толщи терригенных пород позднемезозойского и мезозойского возрастов здесь комплексно исследованы тремя базовыми методами литологии: 1 — генетическим литолого-фациаль- ным анализом; 2 — стадиальным анализом этапности аутигенного минералогенеза и 3 — формационным синтезом всех этих данных, с учетом известных прежних данных по стратиграфии и тектонике региона. Здесь следует обратить внимание на те аспекты, которые с первого взгляда могут удивить или озадачить читателя. Во-первых, это некоторые устаревшие сведения о стратиграфии пермской системы. Во время публикации первого издания книги эта система расчленялась не на три отдела, а на два. За это время посвит- ное расчленение верхоянского комплекса принципиально не менялось. Учтя это, автор в тексте книги и в своих графических построениях оставил прежними контуры границ между отделами, потому что их исправление не внесло бы никакой новации в методику наших работ, но только усложнило бы редактирование текста. Во-вторых, через всю книгу проходит устаревший термин фик- систской тектонической концепции — «миогеосинклиналь», потому что в первом издании книга именовалась иначе: «Литогенез и полезные ископаемые миогеосинклиналей». В годы издания книги геосинклинальная концепция еще доминировала в умах большинства советских геологов. Теория литосферных плит тогда еще не получила массового признания. Однако фактический материал, содержащийся в тексте и иллюстрациях книги вполне согласуется с фундаментальными понятиями мобилизма. Использованный изначально термин «миогеосинклиналь» в его исходном понимании представляет не что иное, как тектонически подвижную область материковой окраины без активных проявлений вулканизма. То есть это континентальная 4
окраина пассивного типа. Именно в таком понимании оставлено в книге слово «миогеосинклиналь», которое своей лаконичностью не загромождает текстовых описаний. Книга в целом может восприниматься читателем как методическое пособие — пример комплексного и системного литологического исследования региона со сложным геологическим строением и длительной геологической историей. Надеюсь, что изложенные здесь данные будут весьма полезны геологам разных специализаций, геохимикам и геофизикам, а также аспирантам и магистрантам геологических вузов для усвоения больших и далеко не исчерпанных возможностей специфических методов литологии применительно к регионально-геологическим и поисково-разведочным работам. О.В. Япаскурт
ВВЕДЕНИЕ 'Литология в настоящее время, достигла такого уровня развития, когда в числе ее ведущих проблем особое значение приобретает разработка методики познания генетической сущности многофакторных процессов превращения осадков в породы и последующих новообразований, в результате которых эти породы стали именно такими, какими мы их видим и изучаем в керне скважин или в естественных обнажениях. Здесь имеются в виду совершающиеся в течение длительного геологического времени, а потому недоступные непосредственным наблюдениям процессы различных стадий породообразования, или литогенеза в узком смысле этого термина: от диагенеза до начала регионального метаморфизма. Литогенезу предшествует стадия седи- ментогенеза, или осадкообразования. Современные процессы осадкообразования доступны наблюдениям и интенсивно изучаются. Обстановки же древнего седиментогенеза нуждаются в реконструкции, а научно обоснованная реконструкция их невозможна без знания и учета литогенетических преобразований в породах. Под литогенетическими преобразованиями здесь подразумеваются все изменения и превращения, произошедшие в составе седи- ментогенных компонентов (класто-, хемо- или биогенных) и органического вещества осадка, а также все послеседиментационные структуры, текстуры и парагенезисы аутигенных минералов. Они относятся к категории ’’вторичных” признаков в осадочной породе. Их необходимо уметь отличать от ’’первичных”, или генетических, признаков - седиментогенных структур и текстур, состава исходного вещества в осадке, включений остатков фауны, флоры и др. Первичные признаки, частично камуфлированные вторичными, но в той или иной мере сохранившиеся в породе, являются важнейшими индикаторами обстановок древнего осадконакопления. Распознать их не так просто, как может показаться с первого взгляда. Это относится в первую очередь к восстановлению состава исходного вещества в осадке, существенно меняющегося в процессе литогенеза. Здесь приходится обращаться к специальным литологическим исследованиям. Но даже их результаты не всегда могут быть истолкованы однозначно. Прежде, чем охарактеризовать основные причины таких исследований, рассмотрим некоторые исходные положения и термины. Осадок с присущими ему первичными признаками формируется в бассейне седиментации, а порода с ее вторичными признаками - в бассейне породообразования, или породном. Бассейн породообразования, по определению П. П. Тимофеева [35], обычно представлен тектонической впадиной, прогибом или какой-либо другой отрицательной 6
структурой, заполненной осадочными отложениями, претерпевающими те или иные стадии литогенетических преобразований. Его границы не всегда совпадают с границами исходного бассейна седиментации и обусловлены характером тектонического режима. Исследуя один или несколько породных бассейнов, можно ретроспективно восстанавливать частично сохранившиеся, а частично уничтоженные эрозионными процессами области седиментации. При этом актуальной становится проблема расшифровки совместного влияния условий осадконакопления в бассейне седиментации и эндогенных факторов в породном бассейне на процессы литогенеза. Объективные трудности в ее разработке обусловлены многофакторностью литогенетических преобразований, конвергентностыо некоторых конечных результатов литогенеза и отмеченной выше недоступностью самих процессов для непосредственного наблюдения. Особенно сложно решать эту проблему в тех бассейнах, которые находились в обстановках наиболее активных (геосинклинальных) тектонических режимов. Такие бассейны претерпели, в конечном счете, инверсию. Они дислоцированы и превращены в складчатые области. Литологическое их изучение специфично, потому что приходится иметь дело с породами, которые были подвержены не только глубоким, многоэтапным литогенетическим преобразованиям, но и локально наложенным на образования литогенеза вторичным изменениям, возникшим в результате активизации динамических, гидротермальных, контактово-метаморфических и других процессов в периоды инверсионно-складчатых деструкций породного бассейна. Поэтому перед исследователем седименто- и литогенеза возникает еще одна актуальная проблема - проблема ’’снятия” с пород вторичных изменений и, в частности, выбора критериев для определения границы начала локально проявленных метаморфических процессов. Становится очевидным, что для исследований в палеобассейнах миогеосинклиналей, ставших затем складчатыми областями, нужна разработка специфических методических подходов к стадиальным реконструкциям литогенетических преобразований и восстановлению условий осадконакопления. Поскольку термин ’’миогеосинклиналь” трактуется не всеми однозначно, следует дать пояснение, что в данной книге миогеосинклинали рассматриваются только в аспекте особенностей режима палеотектонических движений, типов коры и магматизма в определенного вида подвижных зонах земной коры, как было предложено В. Е. Хаиным [38]. Они представляются вовлеченными в геосинклинальное погружение подводными окраинами древних континентальных платформ со слабым магматизмом, с нормальной или слабо переработанной континентальной корой и отвечают в геоморфологическом смысле в основном внешнему шельфу с его мелководными осадками. Для них характерны складчато-надвиговые 7
дислокации, которые осложняют бассейн породообразования на конечной стадии развития миогеосинклинали и обычно не затрагивают ее фундамента, что установлено для Скалистых гор Канады, Аппалачей и предполагается для Верхоянья, Западного Урала и других регионов. В миогеосинклинальных областях сосредоточен очень разнообразный набор полезных ископаемых - металлических и неметаллических. Условия их локализации контролируются сложными сочетаниями различных факторов, в числе которых литологический контроль имеет одно из первостепенных значений. До настоящего времени исследователи уделяли главное внимание тектонической и геохимической специализации в размещении этих полезных ископаемых. Литологический контроль если и затрагивался, то либо в самом общем виде, либо в аспекте только познания полеогеографических обстановок рудогенеза, без учета постседиментационных преобразований пород и руд. Все эти направления исследований должны быть тесно увязаны между собой. А изучение этапов возникновения зональности литогенеза - представляет важнейшее звено в цепи таких исследований, без которого нарушится их целостность. Этому и посвящена основная часть данной книги. Дислоцированные образования миогеосинклиналей нуждаются в особых методических подходах к реконструкциям условий литогенеза. Основные принципы таких подходов рассматриваются в гл. 1 и 2. Затем, в гл. 3 и 4 отписывается конкретное воплощение данных принципов на примере изучения реальных геологических объектов, а в гл. 5 - 7 подводятся теоретические итоги - раскрываются механизмы процессов породообразования в бассейнах миогеосинклиналей и связь этих процессов с локализацией некоторых полезных ископаемых. Эти данные в большинстве случаев основаны на материалах многолетних исследований автора [45-47] в Верхоянье, в бассейнах рек Лены и Вилюя, в Центральном Казахстане, Горном Алтае и других регионах. Были использованы также данные из многочисленных фундаментальных работ литологов. Автор выражает глубокую признательность за оказанное ему содействие геологам-практикам: В. С. Андрееву, А. Ю. Егорову, Л. М. Натапову, В. В. Масленникову, а также члену- корреспонденту АН СССР, проф. П. П. Тимофееву и профессорам Г. Ф. Крашенинникову, А. Г. Коссовской, В. Т. Фролову и В. Н. Холодову за их ценные советы и рекомендации, высказанные при подготовке этой книги.
Ч а с т ь 1 ПРИНЦИПЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО И ИСТОРИКОГЕОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА УСЛОВИЙ ПОРОДООБРАЗОВАНИЯ В ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНАХ СО СЛОЖНЫМ ТЕКТОНИЧЕСКИМ СТРОЕНИЕМ Глава 1 СТАДИАЛЬНЫЕ ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В первичных и вторичных признаках осадочной породы заложена богатейшая информация о стадиях эволюции процессов литогенеза и предшествующего ему седиментогенеза. Эту информацию надо уметь правильно и последовательно расшифровать. Один из эффективнейших способов такой расшифровки - стадиальный анализ, выполняемый в ходе петрографических наблюдений прозрачных шлифов в поляризационном микроскопе и препаратов в растровом электронном микроскопе. Суть метода, в самых общих чертах, сводится к установлению последовательности (стадийности) изменений в породе ее седиментогенных компонентов (обломочных, биогенных, вулканогенных либо хемогенных) и последовательности формирования парагенезов аутигенных минералов, вторичных структур и текстур по наблюдениям во множестве шлифов, с привязкой к детально описанным геологическим разрезам. Общий его принцип был сформулирован и внедрен в литологические исследования еще в 40 - 50-х годах Л. В. Пустоваловым и его учениками. Это важнейший аспект изучения осадочных образований, дающий возможность ретроспективно воссоздать комплекс последовательных превращений, которые испытал осадок, начиная с момента его отложения до преобразования в породу и во время дальнейшего существования в качестве породы. С тех пор стадиальный анализ развивался и совершенствовался отечественными литологами [14-18] и к началу 60-х годов наметился принципиально новый подход, не утративший своей актуальности сегодня, - стадиально-петрографическое изучение осадочных преобразований. Осадки предлагалось [14] рассматривать не как хаотичные механические смеси (у которых состав обусловлен одними лишь экзогенными факторами), но как возникшие в ходе длительного геологического развития совокупности закономерно сочетающихся минералов. Ведь еще задолго до стадий метаморфизма осадочная порода, побывав в менявшихся термобарических и геохимических средах на разных уровнях глубин и имея определенную тенденцию к химическому уравновешиванию всех компонентов, нередко становилась существенно иной по сравнению с минеральным составом исход9
ного осадка. Расшифровать стадии происшедших в ней изменений, очевидно, можно по аналогии с методическими приемами познания этапов формирования и изменения метаморфических и магматических пород. Но при этом следует учитывать и их специфические отличия. Первое такое отличие: ’’Более сложная история формирования и становления осадочных пород в сравнении с породами магматическими обусловливает сложность и многообразие генетических взаимоотношений и связей минералов в этих породах. В результате закономерности сочетания минералов, свойственные осадочным образованиям, бывают завуалированы и выступают не столь отчетливо, как в других породах” [14, с. 157]. Второе отличие состоит в том, что процессы постседиментационного преобразования на любой дометаморфической стадии, как правило, не достигает окончательного завершения, поэтому нет полного равновесия минеральных фаз. В осадочной породе обычно существуют минеральные ассоциации, порожденные на разных стадиях седименто- и литогенеза. Отмечаются наложения одних аутигенных образований на другие, наблюдаются сонахождения как устойчивых к изменениям седиментогенных компонентов, так и почти полностью разрушенных, трансформированных в иные минеральные виды или же сохранившиеся только в реликтах. Сонахождение не окончательно уравновешенных между собой новообразований благоприятно для осуществления стадиальных реконструкций. Оно дает большие возможности для научно обоснованного суждения о поэтапных изменениях физико-химических и термодинамических условий на протяжении всего времени существования осадочной породы. Развитие исследований в этом направлении привело литологов школы Геологического института РАН к созданию особого научного направления - геоминералогии. Сущность его заключена в следующем определении: ’’Геоминералогия - это наука о формировании, существовании и преобразовании стадиальных минеральных парагенезов и свойственных им ключевых минералов-индикаторов в важнейших геологических типах осадочных, магматических и метаморфических пород верхней оболочки литосферы при температурах и давлениях, допускающих образование и существование минеральных видов, свойственных осадочным образованиям” [16, с. 118]. Методические принципы данного направления объединяют три главных уровня исследований: 1) геолого-формационный и фациальный анализы, создающие тот необходимый ’’геологический фон”, который обеспечивает надежный генетический фундамент минералогическим исследованиям; 2) стадиально-петрографический анализ, позволяющий устанавливать минеральные парагенезы, выделять среди них минералы-индикаторы определенных типов и стадий формирования осадочных пород; 3) прецизионный структурно- кристаллохимический анализ и детальное изучение типоморфной гетерогенности 10