Файл: Махнач, А. С. Геохимия микроэлементов группы железа в живетских и франских отложениях Белоруссии.pdf

Восточно-Европейской платформы установлена тесная связь между содержанием органического углерода и изменением геохимической обстановки. Это позволяет утверждать, что повышенное содержание органического углерода в песчаных породах, в глинах и в карбонатных отложениях (табл. ѴІ-3) пярнуско-наровской серии создавало регионально выдержан­ ную устойчивую восстановительную среду в осадках, что и определило, с одной стороны, направленность преобразований битумной части органического вещества в нефть, а с другой — изменение валентности железа.

В заключение следует сказать, что содержания таких мик­ роэлементов из группы железа, как марганец, ванадий, ни­ кель, а также меди в отложениях пярнуско-наровской серии в ряде разрезов переступают кларковый рубеж н образуют эмбрионально-рудные концентрации. Наличие содержаний, превышающих кларковые, говорит, согласно Н. М. Страхову (1968), о сравнительно большой площади области седимента­ ции, т. е. о значительных размерах бассейна.

В с т а р о о с к о л ь с к о е время на Восточно-Европейской платформе продолжал существовать водный бассейн пример­ но в тех же границах, что и пярнуско-наровский, и те же уча­ стки суши.

Старооскольские отложения Белоруссии представляют собой образования водной среды. На это указывает отчетливо выраженная в них слоистость различных типов — мелководная морская и озерная, дельтовая, речная. Старооскольские отло­ жения образовались в неодинаковых условиях: в одних случаях в обширных мелководных внутриконтинентальных морях или, вероятнее всего, озерах, в других — в дельтах, долинах и рус­ лах рек. Последние были широки, не имели хорошо вырабо­ танной долины и часто меняли направление. В большинстве случаев вода в этих водоемах была пресной, и только в от­ дельные отрезки времени для нее была характерна повышен­ ная соленость, о чем говорят прослои доломитовых пород. В бассейнах было большое количество ихтиофауны. О наличии морских условий в отдельные отрезки старооскольского вре­ мени свидетельствуют исключительно широкое развитие на больших площадях территории Белоруссии и смежных райо­ нов однообразных отложений, присутствие в отдельных про­ слоях глауконита, пород с мелководной морской слоистостью, содержание хлора хотя и сравнительно низкое (0,16—0,85%), но характерное для морских отложений и др.

Высокое содержание в породах мусковита, обычно широко развитого в речных и дельтовых песчано-алевритовых отло­ жениях (Мильнер, 1968), подтверждает разнообразие седиментационных обстановок. В осадке господствовали окисли­ тельные условия (восстановительная емкость меньше 1%),

149

чему благоприятствовало низкое содержание органического вещества (0,17—0,28%).

В старооскольском водном бассейне главную роль играли процессы механического накопления терригенного песчано­ алевритового материала, а также осаждение глинистых ча­ стиц. Процессы хемогенного осадконакопления имели место только в отдельных районах в некоторые отрезки времени. Характерной особенностью пород старооскольского горизонта является их преимущественно тонко- и мелкозернистый со­ став. Это свидетельствует о том, что гипсометрическая разница между областями сноса и накопления была незначительной. Участки суши, окружавшие водоем, представляли собой рав­ нину. Источники сноса обломочного материала в староосколь­ ское время были в основном те же, что и в наровское. Петро­ графический состав участков суши, которые подвергались размыву, неодинаков, что подтверждается наличием несколь­ ких терригенно-минералогических провинций (Махнач и др., 1966).

Руководящие элементы (индикаторы возраста) староос­ кольского горизонта (табл. III-6) выделены лишь для глини­ стых отложений. Ими являются кобальт, хром, отчасти вана­ дий (максимумы) и титан (минимум). В конкретных разрезах старооскольские отложения отличаются от нижележащих пярнуско-наровских, а также перекрывающих пашийско-кы- новских (рис. IV-1) повышенными содержаниями хрома и марганца, минимумом никеля (рис. ІѴ-2). Кроме того, в ряде случаев для старооскольского горизонта характерны макси­ мальные значения коэффициента F, отношения титана к вана­ дию и никеля к ванадию, а также минимумы отношений Ga : Ті и Mn : Ni. Отношения ванадия к хрому и марганца к никелю на границе пярнуско-наровских и старооскольских отложений в отдельных разрезах дают резкий максимум (скв. Городок-2 и др.).

Старооскольский горизонт резко выделяется по содержа­ нию минералов тяжелой фракции (рис. ѴІ-1). При минерало­ гической корреляции установлены максимумы биотита, муско­ вита, роговой обманки, рутила, фосфатов и минимум циркона во фракции 0,25—0,1 мм, а во фракции 0,1—0,01 мм — макси­ мумы ильменита, лейкоксена, граната, рутила и минимум пирита (табл. Ѵ-4). В ряду минералов, расположенных по сте­ пени уменьшения их содержаний в породе, на первом месте во фракции 0,25—0,1 мм стоит мусковит, за ним — биотит — ро­ говая обманка — ильменит — лейкоксен — пирит — фосфа­ ты — гранат — турмалин — рутил — циркон — дистен — эпидот — апатит— барит; во фракции 0,1—0,01 мм: ильме­ нит — лейкоксен — циркон — гранат — фосфаты — роговая обманка — турмалин — биотит — рутил — дистен — эпидот —

150

апатит — барит. Приведенные ряды отражают степень относительной насыщенности старооскольских отложений минералами. Расстояние до областей сноса характери­ зуется коэффициентом устойчивости (табл. ѴІ-2). Для суммы фракций я фракции 0,25—0,1 мм величина Ку описываемого горизонта заметно снижается по сравнению с пярнуско-наров- ской серией и составляет соответственно 2,3 и 0,54. Для фрак­ ции 0,1—0,01 мм коэффициенты минералогической устойчиво­ сти в тех и других отложениях примерно равны. Снижение величины отношения устойчивых минералов к неустойчивым

Рис. VI-1. Средние содержания (в %) минералов тяжелой фракции в терригенных отложениях де­

вона Белоруссии;

содержание ильменита, лейкоксена, пирита, гра­ ната, биотита, мусковита и роговой обманки в Л и 5, циркона и фосфатов в Б—в одном делении 0,05%; остальных мине­

ралов—0,01%

151

(Ку) говорит о том, что источники сноса материала в староос­ кольское время располагались ближе к зоне осадконакоплекия, чем в пярнуско-наровское. Это связано, вероятно, с тем, что при формировании отложений описываемого горизонта размыву подвергались в ряде случаев и толщи пярнуско-на- ровской серии (например, в районе Микашевичского и Бобовиянского выступов и др.).

Встречаемость микроэлементов группы железа в староос­

впесчаных отложениях и ванадий в глинистых (табл. Ш-З).

Вцелом для горизонта характерны более высокие, чем в пяр- нуско-наровской серии, среднемедианные содержания вана­ дия, циркония, бария, меди и более низкие — никеля, марган­ ца, титана, галлия (рис. ІІІ-25).

Ряд распределения по степени уменьшения фоновых со­

держаний элементов группы железа почти аналогичен соот­ ветствующему ряду в пярнуско-наровских отложениях. Раз­ ница лишь в смене мест никеля и хрома в конце ряда. Таким ■образом, на первом месте также стоит железо, за ним следуют

данным коэффициент распределения (КР) равен 0,50, т. е. бли­ зок к коэффициенту в пярнуско-наровской серии. Распределе­ ние элементов относится к переходному подтипу пестрого типа (Страхов, 1968), для которого у половины элементов максимальные содержания сдвинуты в сторону глинистых осадков. Незначительное приближение источников сноса об­ ломочного материала не повлияло на величину коэффициента распределения.

Переходный подтип распределения микроэлементов гово­ рит о слабой тектонической активности территории Белорус­ сии. Анализ мощностей и типов пород показывает, что ампли­ туда прогибания северо-восточной части республики и терри­ тории Припятской впадины была примерно одинаковой (Махнач и др., 1966) и не выходила за пределы обычных для синеклиз древних платформ. В старооскольское время не­ сколько дифференцировались тектонические движения. Отно­ сительно более интенсивно погружались центральные участки Припятской впадины по сравнению с ее периферическими районами. В западной части впадины наметилась тенденция к

152

образованию отрицательной структуры и обособлению ее ог других районов (Махнач и др., 1966).

Тип распределения химических элементов свидетельствует о развитии в областях сноса как химического, так и физическо­ го выветривания с преобладанием последнего, о чем говорит почти полное отсутствие в разрезе типично хемогенных осад­ ков. В старооскольское время перенос материала во взвешен­ ном состоянии и в виде обломков преобладал над миграцией в коллоидном состоянии или в форме истинных растворов. Геохимически относительно более подвижными элементами, максимумы которых приходятся на глинистые породы, явля­ ются ванадий, марганец, железо, никель, галлий. Менее под­ вижны геохимически транспортировавшиеся преимуществен­ но мотогенным путем титан, хром, медь, цирконий, барий, свинец, имеющие максимум содержаний в песчано-алеврито­ вой фракции.

На основе установленного переходного подтипа распреде­ ления микроэлементов можно говорить о существовании в старооскольское время теплого и влажного, а в отдельные промежутки времени жаркого климата. Однако минимальные содержания органического углерода (табл. ѴІ-3) свидетель­ ствуют о преобладании аридного климата. Вероятно, в процес­ се формирования отложений старооскольского горизонта климатические условия менялись.

По-видимому, менялся и характер условий в зоне осадконакопления. Так, низкие содержания галлия (0,00012%) и ти­ тана (0,0614%) говорят об обстановке в области'седимента­ ции, близкой к морской. Фациальный профиль марганца и низкие содержания органического углерода характерны для континентальных условий. Уменьшение мощностей староос­ кольского горизонта с востока на запад, а также в сторону Жлобинской седловины и Брагинского выступа, относительное увеличение в этом же направлении содержания песчаных по­ род и уменьшение содержания суммы микроэлементов группы железа (коэффициент F) показывают, что береговая линия бассейна проходила недалеко от современной границы распро­ странения старооскольских отложений.

Судя по отношению окисного и закисного железа, равному 2,512, и сравнительно низкому содержанию органического угле­ рода, отложения старооскольского горизонта формировались в слабо окислительной среде. Это подтверждается и минималь­ ными содержаниями пирита (обычно связанного с органичес­ ким углеродом) во фракции 0,1—0,01 мм, ибо этот минерал весьма редок в породах, образовавшихся в окислительных ус­ ловиях (Мильнер, 1968).

Из микроэлементов группы железа содержание никеля, ва­ надия, марганца, хрома, свинца, галлия, бериллия, меди в ряде

153

скважин превысило среднемедианное значение. Наличие со­ держаний, превышающих кларковые, говорит о сравнительно большой плошади области осадконакопления (Страхов, 1968). Размеры старооскольского бассейна лишь немного уступали пярнуско-наровскому. Старооскольские отложения завершают разрез живетского яруса. Отложения франского яруса, вклю­ чая их самую нижнюю пашийско-кыновскую часть, внешне ли­ тологически близкую подстилающим старооскольским, доста­ точно резко отличаются по целому ряду, минералогических и геохимических показателей от нижележащих живетских обра­ зований. Так, во франских отложениях резко увеличивается со­ держание ильменита, граната, уменьшается количество биоти­ та во фракции 0,25—0,1 мм; по фракции 0,1—0,01 мм эти отло­ жения характеризуются максимумами мусковита, роговой обманки, турмалина, дистена и уменьшением содержания в по­ роде рутила. В минералогическом ряду во фракции 0,25— 0,1 мм на первом месте стоит ильменит, затем гранат — рого­ вая обманка — циркон — мусковит — фосфаты — биотит — турмалин — пирит — апатит — дистен — рутил — эпидот, во фракции 0,1—0,01 мм — ильменит — пирит — лейкоксен — ро­ говая обманка — циркон — мусковит — турмалин — дистен — гранат — фосфаты — биотит — рутил — апатит. Приведенные ряды отражают степень относительной насыщенности франских отложений минералами. Порядок расстояния до областей сноса в общих чертах характеризует коэффициент устойчивости (табл. ѴІ-2). Его небольшая величина по сравнению с пярнус- ко-наровской серией говорит о том, что, по-видимому, источни­ ки сноса в раннефранское время располагались ближе к зоне осадконакопления, чем в живетское, а также об оживлении тек­ тонического режима в воронежско-ливенское время.

П а ш и й с к о - к ы н о в с к и е отложения занимали на тер­ ритории Восточно-Европейской платформы примерно такую же площадь, как старооскольские. Сохранились и те же участки суши. В Белоруссии площадь распространения этого горизонта

пашийско-кыновских отложений и участки их распространения. Данные по мощностям дают основание считать, что территория Припятской впадины в это время прогибалась слабее, чем северо-восточная часть республики. Отложения пашийско-кы- новского возраста, слабо дифференцированные по составу на всей территории, содержат морскую фауну, значительное коли­ чество хлора (0,56—0,58%)- Они отличаются мелководной при­ брежно-морской слоистостью, имеют морской коэффициент солености (180—270) и являются, судя по литологическим дан­ ным, образованиями мелководного морского бассейна, захо­ дившего из центральной части Московской синеклизы. В разви­

154