71319-1 (Строение и условия формирования карбонатных отложений верхнего маастрихта Крыма), страница 2

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 и 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 разрезах развитием илистых известняков, а в - 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).