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

жений (в отдельных скважинах у границы F увеличивается даже до 0,3—0,4%), хорошо согласуется с выводом (сделан­ ным на основании литологического изучения разреза), что бе­ реговая линия саргаевского морского бассейна была удалена от современной границы отложений на значительное расстоя­ ние. Наличие аномальных содержаний никеля, ванадия, мар­ ганца, титана свидетельствует о сравнительно больших разме­ рах бассейна.

С е м и л у к с к о е время унаследовало от позднесаргаевского сходный тектонический режим и палеогеографические условия. Границы семилукских отложений в Припятской впа­ дине и на северо-востоке Белоруссии являются границами древних размывов. Северное и южное ограничения поля совре­ менного их распространения (равно как и подстилающих гори­ зонтов) в Припятской впадине контролируются глубинными краевыми разломами, отделяющими ее от тектонических эле­ ментов с более высоким положением кристаллического фунда­ мента. В районе сочленения с Днепровско-Донецкой впадиной осадки этого возраста, по-видимому, отлагались, но были раз­ мыты еще в позднефранское время в связи с послесемилукским оживлением лоевских субмеридиональных разломов древнего заложения.

Характер отложений, отсутствие береговых фаций свиде­ тельствуют о том, что на прилежащих участках Жлобинской и Полесской седловин, на Микашевичском выступе, склонах Бе­ лорусско-Польского массива и Оршанской впадины отложения были уничтожены древними размывами. Северо-восточный унасток развития морских отложений и район Припятской впа­ дины сообщались между собой, и береговая линия на западе находилась на значительном удалении от границ современного распространения отложений.

Литологический состав, практическое отсутствие песчано­ алевритового материала, редкие прослои мергельных пород в нижней части отложений свидетельствуют о крайне ограни­ ченном выносе кластического материала с пенепленизированных участков суши. В карбонатных породах семилукского го­ ризонта много органических остатков (брахиоподы, криноидеи, фораминиферы, водоросли и т. д.). В верхней части семилук­ ского разреза сокращается и без того небольшая глинистая примесь. Характерной фацией являются светлоокрашенные (до белых) известняки с кораллами и криноидеями — организ­ мами, обитающими преимущественно в чистой, теплой, хорошо аэрируемой воде. Показатель солености (Ks = 20—40) и содер­ жание хлора (около 0,19%) отвечают нормально-морской со­ лености вод. Широкое развитие доломитов связано с вторич­ ными метасоматическими процессами. В доломитах часто со­ храняются реликты пышных биоценозов семилукского времени

159

(Махнач и др., 1966, 1971). Только на западе Припятской впа­ дины отдельные отрезки семилукского времени характеризова­ лись условиями, благоприятными для выпадения в осадок до­ ломита (Махнач и др., 1971). Сравнение мощностей семилукских отложений в обоих участках их распространения па территории БССР и в смежных районах показывает, что в семилукское время повсюду сохранялся сходный режим нор­ мального морского бассейна без ощутимой дифференциации тектонических движений.

Элементами-индикаторами возраста для семилукского го­ ризонта являются хром (максимум), ванадий и титан (мини­ мумы). От подстилающих и перекрывающих эти отложения отличаются минимальными значениями коэффициента F, не­ большим максимумом отношения титана к ванадию, мини­ мальными значениями содержаний марганца и титана. По встречаемости (табл. ІІІ-З) титан и марганец относятся к пер­ вой группе и установлены почти во всех исследованных об­ разцах; ванадий, хром и никель попадают во вторую группу (Л^в = 50—80%), а кобальт — в третью (Кв менее 50%).

По сравнению с саргаевскими отложениями в семилукских

семилукский горизонт сложен практически целиком карбонат­ ными породами, не было возможности вычислить коэффициент распределения элементов. По той же причине не выделялись геохимические ряды элементов. Однако характер разреза, в частности отсутствие песчано-алевритовых и глинистых отло­ жений, свидетельствует о еще большем усилении роли химиче­ ского выветривания в прилегающих участках суши. Геохимиче­ ски все микроэлементы достаточно подвижны. Транспортировка их в бассейн седиментации осуществлялась в виде коллои­ дов и истинных растворов. Усиление химического выветривания хорошо согласуется с представлениями о сильно сглаженной, снивелированной поверхности суши, занимавшей те же участки, что и в саргаевское время.

Практически отсутствие галлия и низкие содержания тита­ на (0,038%) характерны для морской среды осадконакопления, а фациальный профиль марганца указывает на мелководность бассейна.

Судя по величине отношения окисного к закисному железу, 'равной в семилукских отложениях 2,82, условия среды были окислительными. Однако, учитывая значение pH порядка 8,2— 8,8 для саргаевского и семилукского горизонтов (Лапуть,

160

1962), можно говорить об изменении условий в бассейне осадконакопления от кислых до слабощелочных.

То обстоятельство, что аномально большие содержания микроэлементов в семилукских отложениях встречаются до­ вольно редко, говорит о некотором сокращении размеров бас­ сейна, достигавшего максимальных размеров во время саргаевской трансгрессии. Содержание органического углерода (по В. А. Лапутю, 1970) около 0,33%, восстановленность по­ род (1,21 МпОг/ЮО), количество сульфидной серы около 0,2% характерны для восстановительной и слабо восстановительной среды в осадке. Незначительные колебания геохимических по­ казателей по площади свидетельствуют об однообразном ха­ рактере осадконакопления на обширных территориях.

К концу семилукского — началу воронежского времени на Восточно-Европейской платформе происходило регрессивное сокращение площади морского бассейна. Увеличение площади суши (обнажались склоны Белорусского и Воронежского мас­ сивов) сопровождалось развитием лагунного типа отложений

впериферических частях Московской синеклизы, Прибалтике

ина Главном девонском поле. К этому времени приурочен перерыв в осадконакоплении на территории Припятской впа­ дины. Аналогичные перерывы возникали в ряде районов цент­ ральных областей Восточно-Европейской платформы и При­ балтики (Филиппова и др., 1958; Водзинскас, 1969).

Осадконакопление в в о р о н е ж с к о е время возобнови­ лось не одновременно на разных участках Припятской впади­ ны, единственного участка в БССР, где эти отложения досто­ верно известны. Трансгрессия распространялась с восток—се­ веро-востока, о чем свидетельствует наличие в основании воро­ нежского горизонта скважин Ветхинской и Вышемировской площадей мощной мергельно-глинистой пачки, нижняя часть которой не имеет возрастных аналогов в более западных и югозападных участках впадины (на Тишковской, Речицкой, Бра­ гинской, Стреличевской площадях она сокращается до 22— 40 м, а западнее имеет еще меньшую мощность и полностью редуцируется уже на Октябрьской и Шестовичской площадях). В начале ранневоронежского времени в водоеме, площадь ко­ торого постепенно расширялась на запад, существовала окис­ лительная обстановка. Железо рассеяно в породах в форме трехвалентных окислов и гидроокислов, о чем свидетельствует красная и пестрая окраска нижней части воронежских отло­ жений. Встречающийся только в глинистых породах неокис­ ленный пирит имеет позднедиагенетическое происхождение. Наличие в разрезе базальной воронежской пачки фюзенизированных и гелифицированных растительных остатков, скопле­ ний фосфатного детрита, примесь обломочного материала, «кладбища» умбелл и колонии сине-зеленых водорослей, пря­

мые следы местного перемыва осадков, испытывавших волно­ вое воздействие, частая смена характера карбонатонакопления, нахождение в основании горизонта в пределах ряда пло­ щадей глауконита — все это свидетельствует о том, что седиментация проходила в обстановке мелкого шельфа с не­ устойчивым трансгрессивно-регрессивным режимом, сопро­ вождавшимся многократной сменой окислительно-восстанови­ тельного раздела, при некотором преобладании окислительных условий, с теплой водой в придонном слое.

В это время уже ощущается некоторое омоложение рельефа пенепленизированной к саргаевско-семилукскому времени суши, окружающей Припятскую впадину. Более интенсивным оно было на юге — Украинский щит поставлял в южную часть ранневоронежского водоема обломочный материал, тогда как на севере в это время шло накопление глинисто-мергельных пород с ничтожным содержанием обломочного материала алевритовой размерности, количество которого убывает с вос­ тока (Вышемировская площадь) на запад (Речицкая, Тишковская площади). На активизацию тектонического режима смежных территорий в послесемилукское время указывает также вулканогенный материал (прослои туффитов в керне ряда площадей), который ниже в подсолевом карбонатном комплексе нигде не встречен. Постепенное расширение транс­ грессии воронежского моря на запад охватывает все более ши­ рокие пространства. Появившиеся ранее на востоке среди глинистых и песчано-глинистых пород маломощные языки кар­ бонатных отложений (нередко со значительным количеством органических остатков) сменяются к западу толщей сущест­ венно карбонатных пород (известняков, которые на ряде участков замещены доломитом). В наиболее чистых разнос­ тях известняков встречаются также кораллы (Шатилковская, Давыдовская площади и др.). Карбонатный тип осадконакопления сохранился до конца воронежского времени на большей части территории Припятской впадины, исключая ее восточные районы. Однако содержание карбонатов в воронежских отло­ жениях меньше, чем в подстилающих образованиях семилу,к- ского возраста.

На востоке впадины начало поздневоронежского времени вновь характеризуется некоторой активизацией тектонических движений. В результате усиления сноса тонкого материала с суши накопление известковых осадков сменяется образовани­ ем преимущественно глинисто-мергельных, причем на юго-вос­ токе эти породы содержат значительное количество песчано­ алевритового материала. Затем снова здесь отмечается сдвиг к карбонатонакоплению, однако верхняя карбонатная пачка воронежского возраста содержит большее количество различ­ ных терригенных примесей и прослоев, нежели карбонатная

162

пачка, завершающая нижневоронежский цикл осадконакопления. Обломочный материал в породах верхней карбонатной пачки отмечается уже не только на юге, но и на северо-востоке впадины. В карбонатных породах из верхней части воронеж­ ского горизонта на многих разведочных плошадях (Наровлянская, Анисимовская, Кустовницкая, Восточно-Ельская, Стреличевская, Ветхинская, Речицкая, Осташковицкая и др.) встречены известковые оолиты — образования, характерные для мелководья с хорошо прогреваемой водой и придонными волнениями. Здесь широко распространены также колониаль­ ные водоросли и бентальная фауна. Вследствие отсутствия сколько-нибудь значительных потоков с суши, опресняющих водоем, а также в связи с аридизацией климата в поздневоро­ нежское время (на западе впадины, возможно, и несколько ранее) в разрезе появляются сульфатсодержащие прослои, особенно характерные для районов Туровской, Сколодинской, Петриковской, Шестовичской, Октябрьской площадей. Аридизация климата в поздневоронежское время отразилась и в на­ личии прослоев первичного доломита. В доломитовых породах отдельных разрезов отмечены трещины усыхания, возникшие в периодически мелевшем море в условиях жаркого сухого климата.

Индикатором возраста воронежских отложений является только марганец, для которого характерен максимум в глини­ стых и минимум в карбонатных породах. В некоторых сква­ жинах (Сколодинская Р1 и др.) горизонт выделяется повыше­ нием содержаний ванадия и марганца, максимумами величин отношения галлия к титану, никеля к ванадию, ванадия к хро­ му, повышением значения коэффициента F.

Встречаемость микроэлементов группы железа в воронеж­ ском горизонте у титана во всех породах 100%; у ванадия в глинах — 84 (I группа), в карбонатных породах — всего 4,4%.; у кобальта и никеля встречаемость также выше в гли­ нах (табл. 111-3); у хрома и марганца, наоборот, коэффициент встречаемости больше в карбонатных породах. В целом для горизонта характерно снижение медианных содержаний (по сравнению с подстилающими отложениями) марганца, вана­ дия, циркония, меди и увеличение титана, никеля, галлия и ба­ рия (рис. Ш-25). В ряду элементов, расположенных по степе­ ни уменьшения их содержаний, впереди стоит железо, за ним идут марганец, никель, ванадий, далее следуют хром и кобальт. В связи с крайне ограниченным распространением в разрезе воронежского горизонта песчано-алевритовых отложений ко­ эффициент распределения не подсчитывался и не выделялись геохимические ряды элементов. Можно только сказать (рис. Ш-8), что у всех элементов группы железа фоновые содержа­ ния снижаются от глин к карбонатным породам.