.
Е.В. Яковишина
Введение
Актуальность исследования
Первые геологические исследования в Горном Крыму проводились еще более 200 лет назад. Поэтому к настоящему времени накоплен богатый фактический материал, касающийся строения и стратификации маастрихтских отложений. Однако далеко не все представления геологов об этих осадочных образованиях соответствуют современному уровню геологии с ее высокими требованиями к точности, детальности стратиграфических исследований и палеоэкологических реконструкций. Для приближения к этим требованиям необходимо комплексное изучение опорных разрезов и скважин с использованием новых методов стратиграфии и палеогеографии. Кроме того, за последние десятилетия существенно изменились представления о процессах образования и накопления карбонатных осадков, что делает актуальным обобщение имеющихся данных с использованием единой современной методики научного анализа, направленной на выявление закономерностей формирования карбонатных отложений изучаемого района.
Верхнемаастрихтские отложения были выбраны в качестве исследуемого объекта неслучайно. Они широко распространены на Крымском полуострове и хорошо обнажены. Полученные автором новые и обобщенные уже имеющиеся данные по литологии, седиментологии, палеонтологии и палеоэкологии дают возможность детального изучения и построения седиментационной модели. Маастрихтские отложения интересны еще и тем, что их формирование связано с этапом, предшествующим одному из вымираний организмов на рубеже MZ и KZ.
Цель и задачи исследования
Цель работы заключалась в выявлении строения и условий формирования карбонатных отложений верхнего маастрихта Крыма. Для этого решались следующие задачи: 1. Комплексное изучение верхнемаастрихтских отложений. 2. Стратификация и детальная корреляция разрезов. 3. Генетическая типизация отложений и диагностика фаций. 4. Циклофациальный анализ отложений. 5. Создание секвенс-стратиграфической модели расчленения разрезов верхнего маастрихта. 6. Построение на базе секвенс-стратиграфического анализа детальной кривой высокочастотных эвстатических колебаний уровня моря.
Научная новизна
Работа представляет собой первое исследование по секвентной стратиграфии верхнемаастрихтских отложений Крымского полуострова, основанное на детальном изучении естественных обнажений, скважин и анализе литературных данных. Для центральной и юго-восточной частей Горного Крыма разработана литолого-стратиграфическая схема расчленения и корреляции разнофациальных разрезов верхнего маастрихта, основанная на принципах, предложенных А.С. Алексеевым (1989). В результате проведенных работ создана оригинальная модель циклофациального расчленения верхнемаастрихтских отложений изученного региона. Выделены и прослежены границы разноранговых секвенций, определены закономерности образования их седиментационных трактов. Показано, что их последовательная смена в течение позднего маастрихта обусловлена главным образом действием двух факторов: изменением тектонической ситуации и эвстатическими колебаниями уровня моря. Исходя из сравнительного анализа современных обстановок осадконакопления и геологической летописи, зашифрованной в строении разрезов, разработана седиментационная модель ископаемых карбонатных тел изучаемого региона.
Основные защищаемые положения
1. Разработана детальная схема стратиграфического расчленения и корреляции разнофациальных верхнемаастрихтских отложений центральной и юго-восточной частей Горного Крыма на основе комплексного применения литологических, историко-геологических и палеонтологических исследований.
2. Установленные закономерные вертикальные и латеральные последовательности генетических и литогенетических типов отложений, обусловливают смену в пространстве и времени четырех фациальных зон: мелководно-шельфовых равнин, дистальной и проксимальной частей глубокого шельфа и континентального склона.
3. Обосновано рамповое строение изученного объекта на основе особенностей распределения в разрезе парагенетических ассоциаций генетических типов и фациальных зон.
4. В верхнемаастрихтских отложениях Крыма выделены две секвенции, которые отвечают эвстатическим колебаниями уровня моря.
Теоретическое и практическое значение
Выявленная закономерность строения верхнемаастрихтских отложений, позволяет прогнозировать и характеризовать площадное распространение литогенетических типов пород и связанных с ними полезных ископаемых. Результаты исследования могут использоваться при разработке местной и уточнении региональных стратиграфических шкал Горного Крыма. На основе цикло-фациального анализа отложений построена детальная кривая эвстатических колебаний уровня моря, что дает возможность коррелировать вернемаастрихтские отложения Крымского полуострова с другими одновозрастными отложениями в мировом масштабе.
Фактический материал
В основу работы положены результаты личных исследований автора в ходе полевых работ с 2001 по 2005 годы. Проведено полевое послойное описание эталонных разрезов верхнемаастрихтских отложений Крыма и их детальный макро- и микроскопический анализ. Изучен геолого-геофизический материал по 30 разведочным скважинам, в лабораторных условиях изучены и проанализированы более 500 шлифов. Автором была проведена микро - и макросъемка большей части шлифов и образцов, а также макрофауны на кафедре минералогии МГУ. При разработке литолого-стратиграфической схемы верхнемаастрихтских отложений Л.Ф. Копаевич, В.Н. Беньямовским, А. Донт были выполнены определения по разным группам ископаемых организмов. Для решения поставленных задач использовался комплекс методов исследования вещественного состава пород включающий: определение содержания диоксида углерода (CO2) объемным методом на аппарате Кноппа-Фрезениуса; расчет количества органического углерода (Сорг.) методом автоматического кулонометрического титрования по величине PH на экспресс - анализаторе АН-7529; рентгенофазового анализа глинистой фракции на рентгеновском дифрактометре ДРОН-4. Совместно с коллегами из Саратовского университета были отобраны и проанализированы образцы на палеомагнитные и петромагнитные свойства. Помимо результатов личных исследований в работе обобщены опубликованные ранее данные и фондовые материалы по геологии, литологии, стратиграфии, геофизике, истории развития и тектонике Крыма в позднемеловое время.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались на Конференции молодых ученых в МГУ (Москва, 2001), на Третьем Всероссийском литологическом совещании (Москва, 2003), на Втором Всероссийском меловом совещании (С-Петербург, 2004), на Международном семинаре по геомагнетизму в Казани (2005), на Международном палеогеновом симпозиуме в Бельгии (2003), на заседаниях кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 3 статьи в реферируемых журналах (в том числе две - в соавторстве), 7 тезисов.
Объем и структура работы
Работа изложена на 210 страницах машинописного текста, состоит из Введения, 7 глав и Заключения, сопровождается таблицами, рисунками, фотографиями шлифов, разрезов, образцов, фауны, списком литературы из 161 наименований.
Благодарности
Автор выражает глубокую благодарность за критические замечания и постоянную помощь в работе своему научному руководителю, профессору А.М. Никишину. Автор благодарит своих коллег по кафедре Л.Ф. Копаевич, А.С. Алексеева, Д.И. Панова, Е.Ю. Барабошкина, С.Н. Болотова, И.В. Шалимова, А.В. Тевелева, М.В. Коротаева, А.В. Ершова за дискуссии, ценные советы и консультации, а В.Н. Бенямовского за определения фораминифер.
Автор весьма признателен друзьям и коллегам Т.В. Кузнецовой, Н.В. Правиковой, Е.В. Зайцевой, О.А. Орловой, Е.М. Тесаковой, А.В. Зайцеву за постоянную поддержку, помощь и советы. Автор рад случаю поблагодарить свою семью за понимание и многолетнюю поддержку.
Глава 1. Изученность верхнемеловых отложений Крыма.
История изучения верхнемеловых отложений Крыма насчитывает более 150 лет. Особенно большой вклад в изучение верхнего мела внесли Дюбуа де Монпере (1838), Ж.Ж. Гюо (1842), А.А. Штукенберг (1873), К.О. Милашевич (1877), Н.И. Каракаш(1980), О.К. Лабнге (1910), Т.Ф. Вебер (1913), Н.П. Михайлов (1948), М.В. Муратов (1945, 1950, 1960, 1973), Н.И. Маслакова (1958), А.М. Волошина (1958), В.В. Друщиц (1956, 1960, 1986), В.Т. Кликушин (1981, 1985), Д.П. Найдин (1958, 1980, 1989, 1999), А.С. Алексеев (1981, 1989, 2004, 2005), Л.Ф. Копаевич (1990, 1992, 2004, 2005), А.М. Никишин (2001), Р.Р. Габдуллин (2000, 2001) и др. Многие из перечисленных специалистов делали обзорные публикации, как по стратиграфии верхнемеловых отложений (Н.И. Маслакова и А.М. Волошина, 1958; А.Е. Каменецкий (1986), так и по палеогеографии (Д.П. Найдин, В.П. Похилайнен, Ю.И. Кац, В.А. Красилов, Л.Ф. Копаевич, В.А, Григорьева, А.Е. Каменецкий, М.И. Павлюк, Р.В. Палинский, Л.Г. Плахотный и др.). Однако комплексные литолого-палеонтологические и историко-геологические исследования верхнего маастрихта не проводились.
Глава 2.
Методы исследования.
Изучение строения и условий формирования отложений проводилось по единой методике секвентной стратиграфии. В ее основе лежит изучение комплекса генетически связанных фаций, ограниченного хроностратиграфическими поверхностями несогласий и коррелятивных им согласий (Wagoner et all., 1990). Для решения задачи проведено полевое послойное описание эталонных разрезов верхнемаастрихтских отложений Крыма и их детальный макро- и микроскопический анализ. В лабораториях МГУ, ГИН РАН определено содержание диоксида углерода (CO2) объемным методом на аппарате Кноппа-Фрезениуса; насчитаны количества органического углерода (Сорг) методом автоматического кулонометрического титрования по величине PH на экспресс - анализаторе АН-7529; проведен рентгенофазовый анализ глинистой фракции на рентгеновском дифрактометре ДРОН-4. Для уточнения положения границ мела и палеогена применялись петромагнитные методы - определение магнитной восприимчивости (k); естественной остаточной намагниченности (Jn); остаточной намагниченности насыщения (Hcr), и прироста магнитной восприимчивости после нагрева до 5000С в воздушной среде (dk), дифференцированный терминальный магнитный анализ (ДТМА). Автором для интерпретации фациальных зон использовался палеоэколого-палеонтологический метод.
Глава 3. Стратиграфическая схема верхнемаастрихтских отложений Крыма.
Верхнемаастрихтские отложения в Юго-Западной и Центральной структурных частях Горного Крыма выделены на основании распределения в них главным образом головоногих моллюсков, и в меньшей степени - двустворок и форамини фер. Данные отложения также характеризуются богатой ассоциацией бентосных фораминифер, принадлежащих к зонам Brotzenella praeacuta и Hanzawaia ekblomi (BF12-BF13). На этом уровне также выделены зоны Neobelemnella kazimiroviensis.. Для Юго-Западной части горного Крыма используется региональная схема (Алексеев,1989), основанная на литолого-палеонтологических особенностях пород. Автором была дополнена данная схема и предложено использование ее в Центральной и Юго-Восточной части горного Крыма. Для корреляции разрезов Юго-Западного и Юго-Восточного Крыма автором использовалась стратиграфическая схема по фораминиферам, составленная А.С. Алексеевым, Л.Ф. Копаевич (1997г.)
В Юго-Западном Крыму отложения представлены в основном карбонатными породами, с большим количеством макрофауны; губки, брахиоподы, гастроподы, двустворки. Вверх по разрезу известняки переходят в песчанистые известняки и известковистые песчаники с большим количеством крупных двустворок (Pycnodonte mirabile (Rouss.)). Для верхней части разреза характерны многочисленные поверхности стратиграфических перерывов. Верхний слой представлен кварц-глауконитовыми песчаниками с многочисленными рострами белемнитов и крупными раковинами пектенид и устриц. Мощность верхнего слоя колеблется от 0 до 5м. Общая мощность верхнемаастрихтских отложений в Юго-Западном Крыму достигает 80м. Отложения согласно залегают на мергелях нижнего маастрихта и с размывом перекрываются известковистыми песчаниками и известняками датского яруса. В центральном Крыму отложения представлены в основном мергелями, сменяющимися вверх по разрезу алевритистыми и песчанистыми известняками. В отложениях выделены фаунистические остатки - губки, иноцерамы, реже морские ежи, брахиоподы и гастроподы. В верхней части разреза прослеживается стратиграфический перерыв, выраженный поверхностью типа твердого дна (с. Мичурино, с. Курское) или поверхностью размыва (с. Тополевка). Общая мощность отложений достигает 60 м. Отложения согласно ложатся на известняки раннемаастрихтского возраста и с размывом перекрываются известняками датского возраста. В Юго-Восточном Крыму отложения маастрихтского яруса содержат значительно меньше макрофауны, поэтому их деление проводится на основе стратиграфических схем по планктонным и бентосным фораминиферам. Хроностратиграфическое деление проводилось по планктонным фораминиферам (Бенямовский, 2005). В Юго-Восточном Крыму отложения представлены илистыми известняками темно-серого цвета, с почти полным отсутствием макрофауны и бентосной микрофауны (фораминифер). В верхней части разреза выделяется маломощный слой (3-4м) илистых известняков темно-серого, почти черного цвета с повышенным содержанием Сорг. и практически полным отсутствием микро- и макрофауны. Вверх по разрезу известняки сменяются алевритистыми известняками. Общая мощность отложений 85 м. В Юго-Восточном Крыму отложения трансгрессивно перекрывают более древние горизонты вплоть до альба, и с размывом перекрываются песчанистыми известняками и известняками датского яруса.
В равнинном Крыму маастрихтские отложения установлены как в скважинах, так и в естественных выходах на Тарханкутском полуострове у с. Мелового и на Керченском полуострове, в районе с. Карангат. Отложения сложены светло-серыми и белыми известняками с прослоями серых мергелей и темно-серых глин, а местами песчанистыми темно-серыми мергелями и известковистыми песчаниками. Мощность маастрихтских отложений на Тарханкутском полуострове достигает 500-800 м. В полных разрезах они залегают на породах кампанского яруса, с которыми связаны постепенным переходом. (Богаец и др., 1972).
Глава 4.
Литологическая характеристика.
4.1 Литогенетические и генетические типы
Классификация и установленные устойчивые количественные соотношения структурных компонентов и фауны позволили выделить в верхнемаастрихтских отложениях 27 литогенетических (ЛГТ) и 7 генетических типов. Основными критериями выделения генетических типов являются литологические, палеонтологические и палеоэкологические характеристики. Для описания литогенетических типов автором использовалась классификации карбонатных пород по первично-осадочным структурам Данхема (1962), как наиболее полно отражающая не только литологический тип пород, но и способы их образования. Классификация основана на понятиях скелетной структуры и упаковки и предусматривает соотношение микритового заполнителя и зерен (цельных раковин, скелетов, биодетрита).
1-й генетический тип:
Склоновые отложения. К этому типу относятся умеренно-глубоководные отложения верхней части континентального склона, в состав которых входят планктонные и редкие бентосные фораминиферы. Резко выделяющейся особенностью этих комплексов фораминифер является присутствие среди их бентосной части значительного числа агглютинирующих фораминифер, относящихся к группе глубоководных (батиальных) агглютинирующих фораминифер. Выделенные виды хорошо изучены и прослежены на континентальных склонах и в батиальных обстановках Северной Атлантики и западной части Тетиса, но не известны в комплексах шельфовых и эпиконтинентальных морей Перитетиса (Kaminski et al., 1988; Khunt, Kaminsi, 1990; Miller et al., 1981; Gradstein, Berggren, 1981; Khunt, Kaminski, 1993; I. Klasz, S. Klasz, 1990).
Основные литогенетические типы представлены иловыми известняк (mudstone) с неслоистой текстурой и микритовой карбонатной основной массой (>90%). Биокласты (5-6%) представлены планктонными и в меньше степени бентосными фораминиферами хорошей сохранности; присутствуют единичные обломки двустворок и иглокожих. Терригенная примесь алевритовой размерности (1-3%) состоит из хорошо сортированных и окатанных зерен кварца (1-2%), глауконита (~1%), аутигенная примесь отсутствует. Для выделенного генотипа характерно повышенное содержание Сорг. и пиритизация осадков.
Основной процесс образования отложений связан с механической аккумуляцией и дифференциацией карбонатного материала, источником которого являются шельфовые осадки. Первый генотип выделен в отложениях Юго-Восточного Крыма и Керченского полуострова.
2-й генетический тип:
К отложениям дистальной части глубокого шельфа относятся литогенетические типы - иловый известняк (mudstone) и зернисто-иловый известняк (mudstone-wackestone), алевритистый известняк (wackestone) со шламом и преимущественно мелким детритом, содержание которого колеблется от 2 до 15%. Основным процессом формирования этих отложений является гравитационное осаждение частиц пелитовой и алевритовой размерности в условиях ослабленного действия придонных вод. Мелкий и имеющий резко подчиненное значение крупный детрит является продуктом биологического и биохимического разрушения бентосных организмов. Основными поставщиками детрита и шлама являются иноцерамы, иглокожие, двустворки, фораминиферы. Наиболее часто данный тип отложений встречается в разрезах Центрального и Юго-Восточного Крыма.
3-й генетический тип:
Относится к проксимальной части глубокого шельфа. Преобладающие литогенетические типы отложений - зернисто-иловый известняк (mudstone-wackestone), алевритистый известняк, не слоистый с микритовой карбонатной основной массой (до 70%) и цементом заполнения пор. Количество биокластов составляет 15-20%. Терригенная примесь алевритовая и мелкопесчаной размерности колеблется от 10-15%. Для этого генитического типа характерной фауной являются как бентосные, так и планктонные комплексы. Главными поставщиками детрита являются двустворки, иглокожие, губки, белемниты, фораминиферы. Ведущим процессом формирования этих отложений является накопление осадков под действие активных придонных вод и периодического влияния штормов. Третий генетический тип характерен для верхней части разрезов Юго-Западного и Центрального горного Крыма, степного Крыма.
4-й генетический тип:
Этот генотип относится к мелководно-шельфовых равнинам. Отложения представлены детритовыми известняками. Они характеризуются богатым комплексом бентосных организмов. Преобладающий литогенетический тип - песчанистый известняк (wackestone-packstone) с неслоистой текстурой, с микритовой карбонатной основной массой (50-70%) и цементом заполнения пор. Биокласты (15-25%) состоят из планктонных, реже бентосных фораминифер (~ 0,3 мм), средней и хорошей сохранности; обломков двустворок (3-4%), иглокожих (1-2%), остракод, иглокожих, губок, плохой и средней сохранности. Для отложений характерны ходы илоедов. Терригенная примесь представлена преимущественно зернами песчаной размерности и достигает 25%. В отличие от 3-го литотипа увеличиваются количества раковинного детрита и терригенной примеси. В терригенной примеси преобладают зерна песчаной размерности. Основным фактором, регулирующим как биогенную, так и детритовую аккумуляцию и рассеивание карбонатов, является активная гидродинамика вод в пределах мелководных зон. С одной стороны, перемешивание вод приводит к созданию благоприятных условий для жизнедеятельности бентосных организмов, с другой - сортировке и ориентированности биогенных частиц. Основными структурными компонентами отложений являются губки, брахиоподы, гастроподы, двустворки, устрицы, хламисы, иноцерамы, иглокожие, бентосные фораминиферы. Выделенный генетический тип формируется при активном гидродинамическом режиме и значительном привносе терригенного материала. Четвертый генотип характерен для отложений, в первую очередь, верхних частей разрезов Юго-Западного и Центрального Крыма и достаточно широко распространен в отложениях Степного Крыма.
5-й генетический тип:
Данный генетический тип формируется при остановках приостановках осадконакопления и активной гидродинамике водной среды. Преобладающие литогенетические типы пород: кварц-глауконитовый песчаник с карбонатным цементом: зерна кварца песчаной размерности, окатанные и полуокатанные, часто с неровной эродированной поверхностью, полевых шпатов мелкопесчаной размерности плохой сохранности, глауконита двух генетических разностей: аутигенный - песчаной размерности и сфероагрегатной формы светло-зеленого цвета, терригенный - мелкопесчаной размерности. Аутигенный глауконит, как правило, инкрустирует поверхность твердого дна, норы илоедов и внутреннюю поверхность фораминифер. Редкие раковины фораминифер плохой сохранности и раковинный детрит (< 5%). Пятый генотип характерен для всех типов разрезов и встречается во всех частях Крыма. Наиболее часто этот генотип выделятся в отложения на границе мела и палеогена.
6-й генетический тип:
Этот генотип относится к мелководно-шельфовым равнинам. Отложения представлены известковистыми песчаниками и песчанистыми известняками (packstone) с микритовой карбонатной основной массой (10-30%). Биокласты (20-50%) в основном представлены хламисами, двустворками и белемнитами хорошей и средней сохранности, кроме того, среди них встречаются единичные раковины фораминифер, иглокожих, брахиопод, устриц. Для отложений характерна интенсивная биотурбация, крупные ходы илоедов. Терригенная примесь (30-35%) песчаной размерности состоит хорошо сортированных и окатанных зерен кварца, глауконита и единичных зерен полевых шпатов. Эти отложения формируются при активной гидродинамике в пределах мелководных зон. Характерной особенностью этого генотипа является подавляющее большинство видов фауны одного-двух видов. Эти отложения, как правило, формируются после приостановок в осадконакопления и последующей быстрой трансгрессии, на мелководных участках шельфа. Данный генетический тип выделен в основном в Юго-Западном Крыму и в значительно меньшем количестве в степном Крыму.
7-й генетический тип:
Этот генотип характерен для мелководно-шельфовых равнин. Отложения представлены - мшанково-криноидными известняками (packstone) (P1d) с микритовой карбонатной основной массой (до 40%). Количество биокластов достигает 40%. Они состоят из мшанок, криноидей, обломков двустворок и иглокожих, единичных раковин фораминифер. Терригенная примесь (до 20%) тонкопесчаной размерности состоит из зерен кварца, глауконита, мусковита, единичных зерен полевых шпатов. Основным процессом формирования этих отложений является формирование осадков под действие активных придонных вод и незначительном привносе терригенного материала. Для выделенных отложений характерен комплекс фауны обитавший на твердом субстрате - мшанки, криноидеи. В отличие от 5- и 6-го литотипов резко меняется тип и существенно увеличивается содержание биокластов, значительно уменьшается количество терригенной примеси. Литогнетический тип 7 относится к отложениям датского яруса и выделен во всех структурных зонах Крыма.
4.2 Фациальная зональность верхнемаастрихтских отложений
Анализ парагенетической ассоциации литотипов и комплексов ископаемых организмов, их пространственного положения позволил выделить в разрезе четыре фации зоны: мелкой сублиторали, дистальной и проксимальной части глубокой сублиторали, континентального склона. При анализе фаций использовалась классификация, предложенная Дж. Уилсоном (Уилсон, 1980), для разрезов карбонатных пород и описания стандартных микрофаций (СМФ). Диагностика литогенетических и генетических типов пород и прослеживание их в пределах изучаемого района устанавливают фациальную зональность маастрихтских отложений.
В течение позднемаастрихтского времени в районе открытого шельфа относительно глубоководные карбонатные и карбонатно-глинистые фации сменяются на карбонатные фации мелководно-шельфовых равнин. Эта смена фаций характерна для Юго-Западного, Центрального и Степного Крыма. В Юго-Восточном Крыма фации континентального склона верх по разрезу переходят в фации глубокого шельфа. Вверх по разрезу характерна обратная смена фаций - в Степном и Центральном районах фации мелководно-шельфовых равнин сменяются фациями проксимальной части глубокого шельфа, граница перехода резкая. Переход фаций резкий с характерной границей несогласия, выраженной поверхностями размыва, в центральном Крыму с характерным прослоем фосфоритовых конкреций. В отложениях Юго-Западного Крыма несогласие выражено поверхностью твердого дна, далее верх отложений представлен фациями мелкой сублиторали (генетический тип 6). В Юго-Восточном Крыму смена фаций глубокой сублиторали на фации континентального склона проходит постепенно. На границе мела и палеогена на всей изученной территории выделяется характерный перерыв в осадконакоплении, литологически выраженный в Юго-Западном и Центральном и Степном Крыму поверхностью твердого дна, в Юго-Восточном Крыму поверхностью размыва. Отложения датского возраста повсеместно представлены фациями мелкой сублиторали (генотип 7). Таким образом, в верхнемаастрихтском комплексе отложений реализована одна седиментационная модель карбонатонакопления - периферийно крутого рампа с резким переходом в континентальный склон в районе Центрального и Юго-Восточного Крыма.
Глава 5. Секвенс-стратиграфический анализ отложений Горного Крыма.
5.1 Основные понятия и определения секвентной стратиграфии
При анализе осадконакопления изученного района использовались приемы стратиграфии секвенций (Mitchum, 1977; Van Wagoner et.al.,1990). Основной единицей является секвенция (sequence) - последовательность генетически связанных отложений, разделенных поверхностями несогласий и синхронных согласий. Под несогласиями понимается поверхность субаэрального размыва и коррелятного ему подводного размыва. Поэтому при изучении разрезов особое внимание уделялось выявлению субаэральных поверхностей и наиболее контрастных границ между литотипами, свидетельствующих об обмелении. По этим признакам проводились границы секвенций, состоящих из системных трактов. Не меньшее внимание уделялось выявлению трансгрессивных границ, свидетельствующих о последовательном углублении бассейна седиментации, отраженных в смене мелководных литогенетических типов более глубоководными.
Основным механизмом формирования секвенций являются изменения относительного уровня моря, представляющие собой производные эвстатических колебаний уровня моря и скорости погружения края шельфа. Каждая секвенция, таким образом, рассматривается как комплекс отложений, образовавшийся в течение одного эвстатического цикла, начинающегося и заканчивающегося падением уровня моря.
5.2 Осадочные секвенции верхнего маастрихта Горного Крыма
Всего в разрезе верхнемаастрихтских отложений выделено два седиментационных циклита, соответствующих, по-видимому, секвенциям 4 порядка и десять парасеквенций более мелкого порядка.
Строение нижней секвенции (М21), со стратиграфическим несогласием залегающей на альбских известняках в разрезах Юго-Западного Крыма (гора Клементьева) и согласно в Юго-Восточном и Центральном Крыму на известняках нижнего маастрихта, свидетельствует о наиболее высоком стоянии относительного уровня моря в начале седиментационного цикла. В основании секвенции развиты наиболее глубоководные осадки, представленные микритовыми и алевритовыми известняками с детритом двустворчатых моллюсков, ежей, губок, фораминифер. Выше появляются известковистые песчаники, песчанистые известняки с горизонтами крупных устриц и двустворок, сформированные в обстановке более мелководной области сублиторали. Снизу вверх по разрезу увеличивается содержание и размерность терригенного материала. Таким образом, секвенцию формирует тракт высокого стояния, а ее нижняя граница совпадает с поверхностью максимального затопления.
Резкое углубление бассейна седиментации в следующей секвенции (М22) отмечено не только изменением состава пород, но и резким уменьшением количества макрофауны. Элементы секвенций хорошо выражены во всех типах разрезов и коррелируются по площади. Состав и фациальное наполнение верхней секвенции в <западных> и <восточных> разрезах Горного Крыма различны, что отражается, в первую очередь, в архитектуре слагающих его элементарных циклитов (парасеквенций). При этом последние (если они синхронны или относятся к одной седиментационной системе) обнаруживают сходную тенденцию в смене литотипов. Это позволяет связывать механизм их формирования с изменениями относительного уровня моря.
Эта секвенция имеет следующее строение. В разрезах горы Клементьева (Юго-Восточный Крым) она начинается с маломощной пачки илистых известняков с почти полным отсутствием микро- и макрофауны, отвечающих, по-видимому, осадкам трансгрессивного системного тракта. В наиболее мелководных разрезах Юго-Западного и степного Крыма им соответствует перерыв в осадконакоплении, литологически выраженный поверхностью твердого дна, а в пределах существовавших мелководно-шельфовых равнин - биокластовые известняки. В разрезах Центрального Крыма им соответствует пачка песчанистых известняков, в основании пачки фиксируется перерыв и прослой песчанистых известняков с большим количеством фосфоритовых конкреций. Максимально глубоководные условия накопления фиксируются в <глубоководных> разрезах развитием илистых известняков, а в <мелководных> - пакстоунов и вакстоунов. Вверх по разрезу существенно карбонатные отложения сменяются кварц-глауконитовыми песчаниками в Юго-Восточном Крыму и кварц-глауконитовыми песчаниками с большим количеством хламисев в Юго-Западном Крыму. В этом же направлении резко увеличивается количество и размерность терригенного материала. Верхняя граница секвенции, совпадающая с границей между мелом и палеогеном, выражена поверхностью стратиграфического перерыва (по данным А.С.Алексеева в разрезах отсутствует до 20 м осадков).
Глава 6. Кривая колебаний уровня моря.
В главе приводится сравнительная характеристика эвстатических характеристик и цикличности карбонатных комплексов. Цикличность разных рангов, проявившаяся в особенностях распределения в разрезах генетически взаимосвязанных слоев, широко обсуждается в геологической литературе. К настоящему времени накоплен достаточно обширный материал, свидетельствующий о преобладающем эвстатическом генезисе седиментационной цикличности в разнообразных бассейнах седиментации. Сопоставление кривой изменения относительного уровня моря, построенной для верхнего маастрихта Крыма, с эвстатической кривой (Hag at al., 2000) и анализ седиментации пород в различных регионах мира позволяет объяснить многие моменты развития верхнемаастрихтского осадконакопления на изученной территории.
Верхнемаастрихтские секвенции в целом соответствуют крупному маастрихтскому регрессивному эвстатическому циклу, в самом конце позднего маастрихта фиксируется резкое углубление бассейна, которое соответствует отложениям <терминального> маастрихта, выделенного в одновозрастных отложениях западной Европы. На границе мела и палеогена на всей исследуемой территории отмечается перерыв в осадконакоплении, отвечающий фазе регрессии. Ее завершение совпадает с глобальным падением уровня моря, приходящимся на конец мела - начало палеогена. Установленные закономерные цикличные изменения литогенетических и генетических типов пород, смена фаций, как по латерали, так и по вертикали указывает на эвстатическую природу выделенных автором секвенций в верхнем маастрихте. Смена фаций по латерали в палеогене и длительный перерыв в осадконакоплении на границе мела и палеогена свидетельствует не только об эвстатических колебаниях моря, но и тектонической движениях в изучаемом районе.
Глава 7. Строение и закономерности формирования верхнемаастрихтских карбонатных отложений.
Анализ морфологии и строения изученных отложений, распределение фаций по площади и во времени, а также сопоставление с известными седиментационными моделями карбонатных тел позволяют предположить, что их формирование связано со средними и внешними частями переферийно-крутого карбонатного рампа. Данная модель существовала на всем протяжении верхнего маастрихта и претерпела значительные изменения в палеогене.
Детальное изучение верхнемаастрихтских пород Крыма позволило сделать следующие выводы:
1. В изученных разрезах запечатлены четыре фациальные обстановки: фации мелкой сублиторали, дистальной части глубокой сублиторали, проксимальной части глубокой сублиторали, континентального склона.
2. Литологические особенности и фаунистические комплексы данных отложений свидетельствуют о регрессивно-трансгрессивном характере осадконакопления в позднем маастрихте. На основании проведенных исследований были выделены две секвенции, которым отвечают фазы высокого, трансгрессивного и высокого стояния моря соответственно.
3. В строении карбонатных комплексов реализована седиментационная модель периферийно-крутого рампа, имеющего перегиб склона в его глубоководной части (Центральный и Юго-Восточный Крым).
|