Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / Общая и региональная геология

Девон восточного склона Южного Урала (стратиграфия, история развития)

Диссертация

Автор: Маслов, Виктор Алексеевич

Заглавие: Девон восточного склона Южного Урала (стратиграфия, история развития)

Справка об оригинале: Маслов, Виктор Алексеевич. Девон восточного склона Южного Урала (стратиграфия, история развития) : диссертация ... доктора геолого-минералогических наук : 04.00.01 Уфа, 1983 451 c. : 71 85-4/27

Физическое описание: 451 стр.

Выходные данные: Уфа, 1983






Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2
Глава I ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРАТИГРАФИИ СИЛУРО-ДЕВОН
СКИХ ОТЛОЖЕНИЙ МАГНИТОГОРСКОГО МЕГАСИНКЛИНОРИЯ 15
Глава П КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛУРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 29
Силурийские отложения южной части Присакмарского района 32
Силурийские отложения восточного борта Магнитогорского мегасинклинория 40
Глава Ш СТРАТИГРАФИЯ И ТИПЫ РАЗРЕЗОВ ДЕВОНА МАГНИТОГОРСКОГО МЕГАСИНКЛИНОРИЯ 40
Нижний девон 41
Об объеме нижнедевонских образований Магнитогорского мегасинклинория 43
О границе между баймак-бурибаевской и ирендыкской свитами 54
О границе силура и девона 60
Стратиграфическое расчленение и типы разрезов нижнего девона 64
Нижний девон и нижний Эйфель нерасчлененные западного борта мегасинклинория и типы разрезов 64
Нижний девон и нижний Эйфель нерасчлененные восточного борта мегасинклинория и типы разрезов 67
Средний девон 70
Эйфельский ярус 70
Об объеме эйфельских отложений западного борта мегасинклинория 70
Об объеме эйфельских отложений восточного борта мегасинклинория 72
О возрасте бугулыгырского горизонта 79
Типы разрезов эйфельских отложений91
Типы разрезов гадилевской толщи107
Живетский ярус124
Объем живетских отложений западного борта Магнитогорского мегасинклинория124
Объем живетских отложений восточного борта мегасинклинория 152
Типы разрезов живетских отложений157
Верхний девон199
Франские отложения199
Об объеме франских отложений западного борта мегасинклинория 199
Типы разрезов франских отложений 212
Фаменский ярус249
Глава 1У СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ МАГНИТОГОРСКОГО?МЕГАСИНКЛИНОРИЯ, ЗИПАИРСК0Г0 МЕГАСИНКЛИНОРИЯ И ДРУГИХ РАЙОНОВ256
Стратиграфическое расчленение девонских отложений западного склона Южного Урала (Зилаирский мегасинклинорий)268
Нижний девон 276
Средний девон 282
Эйфельский ярус283
Живетский ярус292
Верхний девон 293
Франский ярус293
Фаменский ярус 296
Корреляция девонских отложений Магнитогорского мегасинклинория с сопредельными территориями296
Глава У КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТАВА СИЛУРИЙСКИХ И
ДЕВОНСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ МАГНИТОГОРСКОГО МЕГАСИНКДЙНОРШ 299
К вопросу о распространении обломочных горизонтов
Глава У1 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ МАГНИТОГОРСКОГО МЕГАСИНКЯИНОРИЯ
Некоторые вопросы классификации и структуры современных островодужных систем
Особенности процессов седиментации в островодужных комплексах
Исторические аспекты геологического развития Южного Урала в девоне
•К вопросу о стратиграфическом положении медноколчедан-ных рудных залежей в девонских отложениях

Введение:
Южный Урал является старейшей рудной провинцией Большого Урала, немаловажное значение которой остается в экономике региона и до настоящего времени. Особое место здесь занимают медно-колчеданные руды, связанные с девонскими вулканогенными комплексами восточного склона. Эти комплексы широко развиты в своеобразной крупнойктуре Урала - Магнитогорском погружении (ме-гасинклинории), которое прослеживается более чем на 700 км при максимальной ширине 100-125 км. На западе и востоке оно ограничено положительнымиктурами - соответственно, Уралтауским и Восточно-Уральским поднятиями. На севере Магнитогорское погружение переходит в Тагильское, а на юге завершается Берчогурской мульдой, перекрытой молодыми отложениями.
В настоящее время на восточном склоне Южного Урала и, в первую очередь, в Магнитогорском погружении проводятся интенсивные геологические исследования. В силу разных обстоятельств интерес к этой области не ослабевает уже многие годы. Во-первых, большую роль в этом играет рудоносность слагающих толщ. Во-вторых, эта область является уникальной в геологическом отношении: здесь широко развиты ассоциаций интрузивных, эффузивных и осадочных образований, что позволяет проводить изучение закономерностей формирования земной коры в целом. В-третьих, Магнитогорское погружение имеет много хороших естественных обнажений и значительное количество горных выработок (скважины, шурфы и канавы, карьеры), что дает возможность для получения огромной информации по разным вопросам геологии. Обилие фактического материала, получаемого различным! организациями, как правило, приводит к большим дискуссиям по ряду вопросов, разрешение которых возможно лишь при проведении обобщающих исследований.
Естественно, что аналогичное состояние переживает стратификация вулканогенных комплексов Южного Урала, причем разрешение ее очень осложнено многочисленными, часто противоречивыми или неаргументированными представлениями геологов. Это связано с тем, что практически все вопросы геологии в той или иной мере зависят от определения возраста и положения в разрезе толщ пород, которое часто осуществляется субъективно без учета многих фактов. Кроме того, как известно, вулканогенно-осадочные образования Магнитогорского мегасинклинория слабо охарактеризованы фауной, что еще более осложняет проблему датировки возраста девонских отложений.
В Магнитогорском мегасинклинории в последние два десятилетия широко проводились геолого^-съемочные, поисково-разведочные и тематические работы, в результате которых накоплен огромный фактический материал по геологическому строению вообще и по стратиграфии силуро-девонских отложений в частности. Эти данные, как правило, оказывались не увязанными мевду собой. Поэтому автор настоящей работы с 1961 г. начал проводить исследования по дальнейшей разработке стратиграфии вулканогенно-осадочных девонских отложений почти всего Магнитогорского погружения.
Стратиграфические исследования в эвгеосинклинальных областях имеют свои специфические особенности в силу сложных процессов, происходящих при формировании вулканогенно-осадочных толщ, когда в осадконакопление вовлечены самые различные в генетическом отношении типы вещества: как ювенильные (магматические), так и экзоN генные (кластические, терригенные). Поэтому наряду с классическими методами стратификации осадочных толщ на основании палеонтологических исследований должны широко применяться другие приемы. Как нам представляется, к ним должны быть отнесены литофациальный анализ; геологическое картирование и изучение пространственного соотношения вулканитов и осадочных толщ; изучение источников вещества для восстановления палеовулканических обстановок; определение длительности процесса вулканизма и его влияния на осадконакопление в целом. Другими словами, стратиграфия вулкано-генно-осадочных толщ является проблемой, располагавшейся на стыке нескольких проблем: биостратиграфии, палеовулканизма, палеогеографии и литофациального анализа. Все это и определило в той или иной мере задачи и методы исследований автора.
В этих целях проведено обобщение всех имеющихся материалов по стратиграфии девона Магнитогорского мегасинкдинория. Изучены многочисленные разрезы (более 250). Выяснен характер залеганш прослоев, линз и обломков с фаунистическими остатками. Произведены дополнительные сборы большого количества различной фауны, особенно конодонтов"^. Эти сборы позволили уточнить возрастную привязку свит или их частей, а также существенно пересмотреть объемы ряда стратиграфических единиц. Изучены соотношения отдельных стратиграфических горизонтов для выяснения природы контактов между ними.
Большое место в исследованиях было уделено схематическому геологическому картированию, что было вызвано необходимостью проведения увязки и корреляции разнофациальных разрезов, так как в ряде случаев без прослеживания по простиранию отдельных толщ и пачек на местности нельзя было выяснить особенности их соотно Конодонтовая фауна, изучение которой на Урале в последние годы приобрело большой размах (В.Н.Пучков, А.Н.Ходалевич, В.В, Черных, В.Н.Барышев, В.Н.Пазухин, В.А.Наседкина, М.П.Снигире-ва и др.), имеет большое значение для стратиграфических корреляций. шения. Местоположение основных разрезов показано на рис.1.
Изучались также соотношения по латерали и в разрезе вулканитов и вулканотерригенных комплексов, несущих основную возрастную информацию. Эти данные позволили в относительном смысле оценить длительность по времени вулканического процесса, его закономерности и место в осадочном литогенезе.
Обоснованию стратиграфического расчленения девонских отложений Магнитогорского погружения посвящена настоящая работа, которая в своей основе опирается на фундаментальные исследования Л.С. Либровича, Ф.И.Ковалева и 0.А.Нестояновой, проведенные ими ранее. Она является продолжением исследований автора, результаты которых вошли в Унифицированную схему девона, принятую Ш Уральским стратиграфическим совещанием и утвержденную МСК СССР в январе 1978 г. Кроме того, большая часть материалов опубликована автором в монографии в 1980 г. Однако в 1980-1983 гг. получены многочисленные данные по палеонтологическому обоснованию возраста многих стратиграфических горизонтов девона, которые вызвали необходимость нового обобщения, выполненного в этой работе и нашедшего отражение в ряде статей.
Стратификация вулканогенно-осадочных толщ является сложной проблемой, поэтому в данной работе не все вопросы решены однозначно. Некоторые из них требуют проведения дальнейших исследований и применения новых методических подходов.
Стратиграфия девонских вулканогенно-осадочных образований Магнитогорского мегасннклинория основана на выделении свит как местных таксономических единиц. К настоящему времени выяснено, что установленные ранее свиты имеют сложное строение и часто к одной и той же свите отнесены различные по составу и возрасту толщи пород, каждая из которых может отвечать самостоятельной свите. Выделение многих новых свит в одном возрастном интервале
РисЛ. Схема расположения изученных разрезов. Условные обозначения на след. стр.
В соответствии со Стратиграфическим кодексом СССР наиболее крупной местной таксономической единицей является комплекс, объединяющий несколько серий, которые в свою очередь, разделены на свиты. Из Кодекса можно сделать вывод, что объединение свит в серии и комплексы обусловлено в целом определенной общностью состава и структурно-формационного развития.
Существующие в настоящее время в Магнитогорском погружении стратиграфические единицы - свиты - не отвечают в полной мере по своим характеристикам статьям "у.З", ИУ.4", "У.юи Кодекса. В то же время к ним также трудно применить более крупные таксономические единицы - комплексы и серии. По-видимому, для вулканогенно-осадочных толщ эвгеосинклинальных областей целесообразно установить вспомогательные стратиграфические подразделения рангом выше, чем свиты и приравниваемые к сериям и комплексам (например, "ассоциация" толщ). Чтобы не вводить в стратиграфическую схему девонских отложений Магнитогорского мегасинклиноряя большого числа новых свит, что приведет к осложнениям и путанице в понимании возрастных объемов реально существующих геологических тел, автор сохраняет традиционно принятые свиты, вложив в них, главным образом, возрастное понятие. На данном этапе изучения девонских отложений такой подход даст возможность показать возрастные характеристики и объемы тех или иных свит, широко укоренившихся в практике стратификации девона Магнитогорского мегасинкшшория. В то же время автор полагает, что дальнейшее детальное изучение позволит эти свиты постепенно расчленить на подсвиты для вулканитов и горизонты и подгоризонты для вулкано-осадочных фаунисти-чески охарактеризованных тоящр.
Как известно, в процессе подготовки к предстоящему Международному геологическому конгрессу в 1984 г. широко обсуждается вопрос о границе между нижним и средним девоном, средним и верхним девоном (Ржонсницкая, I982a, 1983; Елкин и др., 1982, 1983; Ким и др., 1983). Этому вопросу была посвящена также П выездная сессия комиссии МСК по девонской системе, проводившаяся в 1983 г. на Южном Урале.
В настоящее время пока не выработано единое представление об объеме среднего девона.
Международной подкомиссией по расчленению девонской системы в 1981 г. было принято решение разграничивать Dj и d2 по основанию зоны partitus (зона partitus выделена из зоны patulus Klapper, Ziegler, Mashkova, 1978; Weddige, Werner, Ziegler, 1979).
В Советском Союзе граница мевду нижним и средним девоном всегда проводилась значительно ниже зоны partitus. В Уральской унифицированной схеме она проходит . в основании зоны Favosites Первые результаты расчленения вулканогенно-осадочных толщ на горизонты по фауне конодонтов приводятся в настоящей работе. ге?и1аг1Бз1тизйли по подошве иргизлинского горизонта. Конодонты зон ра1;и1из и partitus на западном склоне Юяшого Урала встречены в бийском горизонте (Маслов, Абрамова, Барышев, 1983; Барышев, 1983). Таким образом, если принять решения Международной подкомиссии 1981 г., то границу между бд. и б2 необходимо проводить в средней части бийского горизонта (конодонты зоны раг^ив встречены в средней части бийского горизонта), что вряд ли можно признать целесообразным. Наиболее приемлем, видимо, вариант границы в основании зоны ра1;и1и8, что соответствует подошве зоны СопсМ-<11е11а рзеи<1оЪабс11к1г1са (основание койвенско-бийского горизонтов). Целесообразность выбора этого уровня в качестве расчленения нижнего и среднего девона отмечается в постановлении МСК (Постановления., 1982).
На П выездной сессии комиссии МСК СССР по девонской системе вопрос об объеме нижнего и среднего девона вновь обсуждался. Решения, поддерживаемого всеми исследователями, не было принято» По-прежнему Е.А.Елкин (1983), А.И.Ким и др. (1983), считают необходимым принять национальные региоярусы, а Европейскую схему использовать как корреляционную. М.Г.Брейвель и И.А.Брейвель (1983) склонны сохранить для Урала существующую границу между Бд-И в2 в основании карпинского горизонта. М.А.Ржонсницкая (1983) считает, что для СССР более целесообразно вместо эйфельского яруса принять кувенский с зоной ра1и1иБ в основании.
С нашей точки зрения, вопрос о границе нижнего и среднего девона в СССР нельзя решить без проведения специальных межрегиональных исследований по анализу и систематизации существующих биостратиграфических материалов и дополнения их в случае необходимости новши данными.
В настоящее время девонские отложения западного и восточного склонов Ккного Урала получили конодонтовую характеристику и многие горизонты стратиграфической схемы могут быть сопоставлены с западно-европейской конодонтовой шкалой. Однако, учитывая, что Уральская унифицированная схема вошла в практику геологосъемочных и поисковых работ, автор пришел к выводу, что до окончательного решения вопроса об объеме нижнего и среднего девона и его ярусном расчленении целесообразно пока использовать принятую схему стратиграфии (Унифицированные., 1980). Конодонто-вая шкала позволяет проводить детальную (зональную) корреляцию биостратиграфических горизонтов западного склона Урала с другими регионами.
В пределах Магнитогорского мегасинклинория выделены струк-турно-формационные зоны (Дерябина, Олли, Романов, 1962г.; Фролова и др., 1966; Бородаевская, Курбанов и др., 1973 и др.). Однако это районирование не отражает процесса осадконакопления, характерного для различных временных этапов, так как в некоторых зонах разрезы девонских отложений отличаются неполнотой. Скорее всего принятое районирование обусловлено особенностями современного тектонического строения района. Учитывая это, автор выделяет типы разрезов для определенных стратиграфических интервалов, приняв за основу общие геологические закономерности тех или иных разрезов, а именно: набор пород, последовательность напластования, изменение по латерали, фаунистическув охаракте-ризованность, мощность и изменение облика литогенетических типов пород, слагающих разрез. Все эти данные позволили в общей форме высказать соображения об условиях формирования девонских отложений восточного склона Ккного Урала.
Обобщение материалов по стратиграфии девонских отложений Магнитогорского мегасинклинория позволило автору высказать свое мнение о характере вулканизма, проявившегося в мегасинклинории, которое отличается от представлений предшествующих исследователей (Соболев, 1968, 1969; Яковлев, 1968; Штейнберг, 1969; Прокин,
1977; Фролова, Бурикова, 1977 и др.).
Таким образом, основные результаты и защищаемые положения сводятся к следующему:
1. Разработана детальная схема стратиграфии и корреляции рудовмещающих девонских отложений западного и восточного склонов Южного Урала и проведено сопоставление по фауне конодонтов разрезов девона Южного Урала с западно-европейскими.
2. Установлено, что пражский ярус нижнего девона и нижнеэй-фельский подъярус среднего девона (по Уральской унифицированной схеме) представлены в Магнитогорском мегасинкшшории толщей пес-чан о-углисто-кремнистых и карбонатных пород. Дулканиты в этих толщах не встречены,
3. Палеонтологически обоснован возраст баймак-бурибаевской, ирендыкской, карамалыташской, улутауской, колтубанской и зилаир-ской свит. Доказано, что карамалыташская свита не является возрастным аналогом верхов ирендыкской свиты. Яшмовые горизонты, перекрывающие эти свиты, разновозрастны. Вулканогенные комплексы верхнего Эйфеля и нижнего живета (баймак-бурибаевская, ирендык-ская и карамалыташская свиты) образовались за короткий интервал времени.
4. Обоснована одновременность образования вулканогенных и осадочных комплексов на всей территории Магнитогорского мегасин-клинория. Установлено развитие вулканитов баймак-бурибаевской свиты на западном и восточном бортах Магнитогорской структуры. Выяснена более сложная картина осадочного процесса и вулканизма, не соответствующая общепринятым представлениям о закономерной миграции вулканических поясов с запада на восток от более древних к более молодым. Этапы вулканизма в Магнитогорском мегасинклинории синхронны и дискретны, что имеет важное значение в определении генезиса и распространения колчеданного оруденения.
5. Рассмотрена история геологического развития Магнитогорского прогиба в девоне как активной островодужной системы, в которой процессы растяжения и накопления толеитовых базальтов сменялись сжатием и островодужным вулканизмом. В девоне проявились два этапа вулканизма: ранний - конец раннего Эйфеля и весь поздний Эйфель; поздний - живет и фран. Рудные залежи связаны с вулканогенными формациями нижней половины верхнего Эйфеля (баймак-бурибаев-ская свита и ее аналоги) и раннего живета (карамалыташская свита и ее аналоги).
Описанию девона предшествует краткая характеристика силурийских отложений, так как онл тесным образом связаны между собой, поэтому в ряде случаев силурийские комплексы относились к девонским и наоборот.
В работе не рассматриваются особенности залегания и возраст дайковых и интрузивных комплексов, широко развитых в описываемом районе, так как это не входило в задачу исследований автора.
Для характеристики вулканогенных обломочных пород применяется классификация, предложенная комиссией I Всесоюзного вулканологического совещания, проходившего в г,Ереване в 1959 г. (Классификация. ., 1962).
Во время составления работы автор обсувдал ряд вопросов по стратиграфии, геологическому строению и проблемам вулканизма с М.А.Камаяетдяновым, Г.А.Смирновым, М.А.Гаррис, Г.Ф.Червяковским, И.С.Вахромеевым, П.Ф.Сопко, В.А.Коротеевым, В.Г.Кориневским, В.Л.Черкасовым, И.А.Смирновой, Е.В.Чибриковой. Неоценимую помощь советами и консультациями оказал автору Л.П.Зоненшайн.
Определения фауны и остатков флоры произведены А.П.Тяжевой, А.А.Рождественской, Р.А.Жаворонковой, В.В.Тамбовцевым, В.Л.Бородиной, А.А.Гарифулллной, В.Н.Барышевым, Н.М.Петросян, В.В.Черных, Е.В.Чибриковой.
Большую помощь по сбору и обработке материалов оказали автору О.В.Артюшкова, В.Н.Барышев, А.Н.Абрамова, В.Ю.Родионов.
Работа выполнялась в Институте геологии Башкирского филиала АН СССР. Всем коллегам, которые способствовали написанию этой работы, и непосредственным помощникам автор глубоко признателен и благодарен.