Upper Devonian and Lower Carboniferous (Tournaisian) sequence stratigraphy of the Yuzhno-Minusinskaya depression.pdf За 2011-2014 гг. в рамках геолого-съемочных работ НИЛ Геокарт ТГУ по проекту ГДП-200 автором изучено более 30 разрезов верхнедевонских и нижнекаменноугольных отложений на территории ЮжноМинусинской впадины и проведен послойный отбор образцов с растительными остатками. Основная цель исследований заключена в выявлении особенностей развития Южно-Минусинской впадины в позднем девоне и раннем карбоне. Автором в изучении разрезов применен метод секвенс-стратиграфии. Суть его заключается в установлении особенностей формирования седиментационных бассейнов и шельфовой зоны, осадконакопление в которых происходило в переменных морских, лагунно-континентальных и континентальных условиях. Основная единица «секвенс» представляет собой последовательность генетически связанных слоев, образованных за один трансгрессивно-регрессивный цикл. Секвенсы подразделяются на систему трактов - латеральных фациальных рядов, образованных в различных условиях седиментации. Так, выделяют тракт низкого стояния (ТНС) уровня моря, трансгрессивный тракт (ТТ) и тракт высокого стояния (ТВС) [1]. Тракт низкого стояния формируется при падении уровня моря и осушении бассейна. При этом происходит постепенное смещение береговой линии в сторону моря. Осадки характеризуются чередованием песчаников, алевролитов и реже карбонатов. Трансгрессивный тракт формируется при подъеме уровня моря и изменением направления осадконакопления в сторону континента. Вследствие дефицита крупнозернистых осадков с областей сноса образуются мощные глинистые и известняковые толщи. Тракт высокого стояния формируется при максимуме трансгрессии. Осадки тракта характеризуются высокой карбо-натностью (известняки) и служат маркирующими горизонтами при корреляции разрезов [Там же]. Верхний девон Минусинского прогиба подразделен на две секвенции - ойдановско-кохайскую и ту-бинскую (рис. 1). Объему первой соответствует интервал ойдановской и кохайской свит. В ее состав также целесообразно включить и верхи нижележащей бейской свиты, характеризуемые регрессивным типом осадков. Наиболее отчетливо регрессия в верхнебей-ских отложениях выражена по периферии впадины. На севере и востоке Южно-Минусинской впадины (левобережье Красноярского вдхр., район с. Советская Хакасия; левый берег р. Туба у с. Шошино [2]) верхнебейские отложения представлены чередованием желтоватых и желтовато-серых мелкозернистых полимиктовых песчаников с карбонатным цементом, синевато- и зеленовато-серых алевролитов, массивных и реже обломочных светло-серых известняков. В слоях известковистых песчаников часто встречаются знаки крупной волноприбойной ряби и горизонты пустотелых конкреций с кальцитовыми жеодами. В районе с. Советская Хакасия в известняках верхней части бейской свиты найдены многочисленные бра-хиоподы Euryspirifer cheehiel Kon., 1846 и одиночные ругозы рода Thamnophyllum (определение Н.В. Гуме-ровой). Эти данные указывают на существование мелководья и формирование прибрежных фаций в позднебейское время. В западном, юго-западном и южном районах впадины (с. Чарков, хр. Согархая; с. Пуланколь; с. Бея; с. Бельтырское) верхи бейской свиты представлены преимущественно серыми глинистыми известняками, реже гипсами, также содержащими богатую морскую фауну (брахиоподы, ругозы). Терригенные отложения в этих районах имеют подчиненный характер. Как в северном и восточном районах, осадконакопление здесь происходило в мелководье, но в значительном удалении от берега и в более спокойной обстановке. Таким образом, в верхней части бейской свиты в Южно-Минусинской впадине наблюдается постепенное замещение карбонатных отложений терригенно-карбонатными и терригенными в направлении с юго-запада на северо-восток впадины, связанное с сокращением площади морского бассейна по периферии и отступлением его береговой линии в позднебейское время. При постепенном поднятии территории ЮжноМинусинской впадины, которое привело к отступлению «бейского» моря, началось формирование мощной континентальной красноцветной ойдановской свиты. Контакт с нижележащей бейской свитой характеризуется как резким, так и плавным переходом от карбонатных отложений к терригенным. В более глубоких частях впадины (с. Советская Хакасия) бей-ские карбонаты постепенно сменяются пачкой зеленоватых (0,5 м) и лиловатых (1,5 м) алевролитов. По окраине (с. Сыры) [3] контакт свит имеет более резкую литологическую границу. Практически повсеместно разрезы ойдановской свиты характеризуются чередованием больших и малых алевролитово-песчаниковых ритмов. Базальные слои свиты (10-15 м) у с. Сыры [3] имеют повышенную карбонатность, уменьшаемую выше по разрезу. Песчаники свиты преимущественно мелко-средне-зернистые, косослоистые, лилового и розоватого цвета, преобладают в разрезах по периферии впадины близ областей сноса (с. Сыры; с. Таскино). Мощность слоев алевролитов возрастает в направлении к наиболее глубоким участкам бассейна (лог Ключи в восточной части хр. Саксыр; с. Советская Хакасия). Нижняя и средняя части свиты соответствуют максимуму регрессии. Периодические осушения бассейна и изменения его береговых линий привели к образованию на многих напластованиях разно ориентированных знаков волноприбойной ряби и крупных трещин усыхания (рис. 2, а, б). Таким образом, верхи бейской и ойдановская свиты представляют собой ТНС, характеризующий единый регрессивный этап развития прогиба на рубеже среднего - позднего девона. Рис. 1. Секвенс-стратиграфическое расчленение верхнего девона и нижнего карбона (турне) Южно-Минусинской впадины. При построении сводных литологических колонок применены данные Г.И. Теодоровича [6], А. А. Моссаковского и соавт. [2], М.И. Грайзера [16], Е.С. Единцева [3], А.Н. Федотова [7] и В.Т. Зорина [13] «Верхнебейско-ойдановский» ТНС плавно переходит в «кохайский» ТВС. Этот тракт состоит из ряда крупных ритмов. Основания ритмов сложены коричневатыми песчаниками, часто полимиктовыми, нередко с галькой и растительными остатками Pseudobornia cf. ursina Nathorst, 1894 и Archaeocalamites sp. [4]. Песчаники сменяются серыми алевролитами, аргиллитами и известняками. Алевролиты и аргиллиты преимущественно известкови-стые. Известняки часто водорослевые и содержат остатки рыб Bothriolepis sp. [5]. На севере впадины (Оглахты; с. Советская Хакасия) распространены обломочные известняки. Наиболее полное строение ритмы имеют на юго-западе (хр. Кохай [6]) и севере впадины (Оглахты [7]). В прибортовых районах впадины (район хр. Саксыр) ритмы состоят из чередующихся терригенных алевролит-песчаниковых отложений c редкими прослоями серых известняков. В восточной части Южно-Минусинской впадины (г. Убрус) интервал кохайской свиты сложен красно-цветными терригенными отложениями (песчаники, алевролиты) [2], литологически плохо отделимыми от ойдановской и тубинской свит («туранская» серия). Таким образом, в строении «кохайского» тракта наблюдаются два основных типа фаций. Первый тип связан с лагунообразным заливом, образованным в результате ингрессий из запада Алтае-Саянской складчатой области. Залив протягивался [6, 8] из юго-запада ЮжноМинусинской впадины (с. Таштып, с. Аскиз), через ее центр, с расширением на северо-запад (ст. Капчалы) и с постепенным переходом через Сыдо-Ербинскую впадину в северные районы прогиба. Второй тип приурочен к восточным районам Южно-Минусинской впадины, где все кохайское время продолжалось формирование терриген-ных красноцветных толщ. Вторая верхнедевонская секвенция соответствует объему тубинской свиты, сложенной лиловатыми, бурыми мелкозернистыми песчаниками, алевролитами, реже конгломератами и гравелитами. Данная толща, как и ойдановская, сформировалась в обширном мелководном внутриконтинентальном бассейне и представляет собой ТНС. Максимум регрессии приурочен к средней и верхней частям свиты. Во многих районах Южно- Минусинской впадины к этой части разреза приурочены трещины усыхания и знаки волноприбойной ряби (хр. Подкунинский, г. Змеиная). На юго-западе впадины (хребты Сарж и Сарского) к середине и кровле свиты приурочены слои конгломератов и гравелитов. На севере впадины в лиловатых мелкозернистых косослоистых песчаниках средней части свиты (хр. Подкунинский) были найдены остатками ваий Archaeopteris halliana (Goepp.) Daws., 1871. Северо-восточнее (хр. Туран) в темно-серых алевропесчани-ках А.Р. Ананьевым [9] обнаружены многочисленные остатки A. halliana, A. hibernica (Forb.) Daws., 1853, P. ursina, Moresnetia zalessky Stockm., 1946. В районе с. Лугавское в самой кровле тубинской свиты отмечено [7] несколько пачек, сложенных алевролитово-известняковыми ритмами, которые могут быть характерны для трансгрессивного тракта. В большинстве случаев отложений, свойственных ТТ, в верхней части тубинской свиты не наблюдается. Вероятно, это может быть связано с размывом кровли верхнедевонских отложений на рубеже девон - карбона [10]. Разрез нижнего карбона (турне) ЮжноМинусинской впадины разделен на три секвенции -нижнебыстрянскую, верхнебыстрянско-камыштин-скую и самохвальско-соломенскую (рис. 1). Первая секвенция в результате предкарбонового перерыва [10] представлена одним трактом (ТВС), включающим в себя нижнюю и среднюю части быстрянской свиты (рис. 3). Нижняя часть сложена карбонатными и карбонатно-терригенными отложениями, трансгрессивно залегающими на верхнедевонских породах с видимыми (г. Изых) и скрытыми несогласиями (хребты Подкунинский и Сар-ский). Установлено [11] постепенное сокращение мощности карбонатных отложений и их замещение терригенно-карбонатными и терригенными в направлении с юго-запада Южно-Минусинской впадины на север. На основании этого было предположено, что раннебыстрянская трансгрессия на юге Минусинского прогиба осуществлялась не с севера из «Колывань-Томского» моря [12], а с юго-запада со стороны Кузнецкого бассейна. В средней части быстрянской свиты, сложенной преимущественно алевролитово-песчаниковыми породами, наблюдается проявление регрессии. Тем не менее эта часть свиты должна быть включена еще в состав ТВС на основании того, что на севере прогиба [13] средне-быстрянские отложения характеризуются, наоборот, увеличением мощностей карбонатов, связанным с расширением лагун. Отсюда следует, что уровень моря держался на достаточно высокой отметке не только в ранне-, но и также в течение среднебыстрянского времени. Рис. 2. Разнонаправленные знаки волноприбойной ряби в песчаниках (а) и трещины усыхания в алевролитах (б) средней части ойдановской свиты (район с. Советская Хакасия) Рис. 3. Корреляция разрезов быстрянской свиты Южно-Минусинской и Сыдо-Ербинской и впадин: 1 - южный склон хр. Сарского, в 6,4 км юго-восточнее с. Ниж. База; 2 - северный склон хр. Сарж, правобережье р. Бол. Сыр; 3 - западный склон г. Уйтаг, левобережье р. Абакан вблизи с. Шалгинов; 4 - правый берег р. Абакан, г. Изых [13]; 5, 6 - южное крыло Алтае-Тагарской антиклинали: правый берег р. Енисей в 7 км ниже устья р. Коя [7] и левый берег р. Енисей, в 1 км севернее с. Алтай [13]; 7 - левый берег Красноярского вдхр., южный склон хр. Подкунинского, севернее пос. Усть-Абакан; 8 - правый берег р. Туба в устьевой части [7]; 9 - правый берег Красноярского вдхр., в 4 км юго-западнее с. Новая Сыда [13] Начавшаяся в среднебыстрянское время в ЮжноМинусинской впадине регрессия может быть связана с поднятием ее юго-западных районов и последующим разрывом связи с Кузнецким бассейном. Свидетельство этого - выпадение из разрезов средне-верхнебыстрянских и даже нижнеалтайских отложений (массив Уйтаг и с. Куйбышево), а также наличие кор выветривания [14] в основании средней части быстрянской свиты в разрезе г. Изых. Основанием следующей секвенции является верхняя часть быстрянской свиты (рис. 1). Эта часть, как и средняя, сложена терригенными алевролит-песчаниковыми отложениями. Как на юге, так и на севере прогиба в позднебыстрянское время осадкона-копление проходило в условиях аккумулятивных равнин. Однако на севере еще происходили кратковременные смены фаций от дельтовых к лагунным [13], установленные по наличию в разрезах небольших прослоев известняков. К верхнебыстрянским отложениям на всей территории прогиба приурочены флороносные слои, содержащие Cyclostigma kiltorkense Haughton, 1859, Pseudolepidodendron carneggianum (Heer) Schweitzer, 1969 и Sphenophyllum subtenerrimum Nathorst, 1902 [9, 13, 15, 16]. При этом на севере прогиба растительные остатки приурочены преимущественно к слоям алевролитов и аргиллитов лагунно-дельтовых фаций, а на юге - к песчаникам аллювиальных фаций [13, 15]. Вышележащие отложения алтайской свиты (нижняя часть) характеризуют максимум регрессии, начавшейся еще в позднебыстрянское время. В Южно-Минусинской впадине нижнеалтайские отложения характеризуются преобладанием мелкосреднезернистых песчаников, туфопесчаников, преимущественно поли-миктовых, косослоистых, местами с линзами конгломератов и гравелитов. Алевролиты и аргиллиты встречаются в виде небольших прослоев (рис. 4). Таким образом, верхнебыстрянские и нижнеалтайские отложения, характеризующие очередной регрессивный этап, могут быть объединены в один тракт ТНС. В верхней части алтайской свиты в центральных и северных районах впадины прослеживается начало трансгрессии (ТТ). Здесь осадки становятся более тонкозернистыми (алевролиты, аргиллиты), повышается их карбонатность, хотя по периферии впадины продолжается поступление более грубообломочного материала. «Верхнеалтайский» ТТ сменяется «камыштин-ским» ТВС. Разрез камыштинской свиты (рис. 5) практически повсеместно состоит из ряда крупных песчаниково-алевролитово-известняковых ритмов. Основание свиты, за исключением крайнего северо-востока Южно-Минусинской впадины (с. Листвягово, Кавказское), слагают разные по мощности слои окремнелых известняков, согласно залегающих на грубозернистых известковистых песчаниках алтайской свиты (оз. Талое). Известняки, в большинстве случаев, грубозернистые, обломочные, с прожилками желтоватых и красноватых кремней. Наибольшую мощность они имеют в северо-западном (район озер Усколь и Талое), центральном (г. Изых, с. Алтай), юго-западном (г. Уйтаг, хр. Сарского) и юго-восточном (с. Жеблахты [17]) районах впадины. В остальных районах Южно-Минусинской впадины преобладают песчаники и алевролиты. Следующая секвенция соответствует интервалу от самохвальской до соломенской свит (рис. 1). В основании самохвальской свиты (ТНС) на севере (хр. Под-кунинский), северо-западе (оз. Усколь; Абакансольза-вод), юго-западе (г. Уйтаг; район с. Куйбышево) залегают слои светло-красных и коричневатых грубозернистых полимиктовых песчаников и гравелитов, образованных в аллювиальных (пойменных) условиях (рис. 6). В центральном (г. Изых) и северо-восточном (пос. Малая Минуса) районах основание свиты сложено зеленовато-серыми и лиловато-бурыми мелкозернистыми туфопесчаниками и алевролитами, образованными уже в условиях приближенных аллюви-ально-дельтовым. Рис. 4. Корреляция разрезов алтайской свиты Южно-Минусинской и Сыдо-Ербинской впадин: 1 - южный склон хр. Сарского, в 6,4 км юго-восточнее с. Ниж. База; 2 - западный склон г. Уйтаг, левобережье р. Абакан вблизи с. Шалгинов; 3 - правый берег р. Абакан, г. Изых [13]; 4 - левый берег р. Оя, у с. Жеблахты [17]; 5 - левый берег р. Енисей, к северу от с. Алтай [7]; 6 - левобережье р. Лугавка, у с. Восточное [2]; 7 - левый берег Красноярского вдхр., севернее пос. Усть-Абакан; 8 - южный склон хр. Подкунинского, искусственное обнажение у трассы M-54, севернее г. Черногорска; 9 - правый берег р. Туба в устьевой части [7]; 10 - правый берег Красноярского вдхр., в 4 км юго-западнее с. Новая Сыда [13] Рис. 5 Корреляция разрезов камыштинской свиты Южно-Минусинской впадины: 1 - южный склон хр. Сарского, в 6,4 км юго-восточнее с. Ниж. База; 2 - западный склон г. Уйтаг, левобережье р. Абакан вблизи с. Шалгинов; 3 - левый берег р. Абакан, восточнее оз. Соленого; 4 - западный склон г. Улуг-Кирба-2; 5 - правый берег р. Абакан, г. Изых; 6 - левый берег р. Енисей, к северу от с. Алтай [7]; 7 - р. Енисей, о. Тополев [13]; 8 - восточный берег оз. Усколь; 9 - куэста, западнее оз. Талое; 10 - правый берег р. Енисей, в районе с. Быстрая [19]; 11 - южный склон хр. Подкунинского, искусственное обнажение у трассы M-54, севернее г. Черногорска; 12 - правый берег р. Туба в устьевой части [7]; 10 - хр. Туран, близ с. Моисеевка [20] Для нижнесамохвальских терригенных отложений характерна также повышенная известковистость, которая может быть связана с размывом карбонатов нижележащей камыштинской свиты в периферийных районах впадины. Выше по разрезу карбонатность отложений постепенно уменьшается. Практически повсеместно в основании свиты встречаются остатки ископаемых растений Tomiodendron varium (Radcz., 1960) S. Meyen, 1972, Ursodendron chacassicum Radcz., 1960 em. S. Meyen, 1972, Pseudolepidodendron concinnum (Radcz., 1960) Zorin, 1998 [13, 16, 18]. В районах г. Уйтаг, оз. Усколь и пос. Малая Минуса встречаются остатки Caulopteris cf. ogurensis (Schm., 1877) Ananiev et. Mikhailova, 1958, а также остатки сходные с Angarofloios и Archaeocalamites. Рис. 6. Корреляция разрезов самохвальской свиты Южно-Минусинской и Сыдо-Ербинской впадин: 1 - левый берег р. Абакан, восточнее оз. Соленого; 2 - западный склон г. Уйтаг, левобережье р. Абакан вблизи с. Шалгинов; 3 - карьер в 1,5 км восточнее с. Куйбышево; 4, 5 - район с. Московского [7]; 6 - восточный берег оз. Усколь; 7 - правый берег р. Абакан, г. Изых; 8 - правый берег р. Енисей, ниже устья р. Коя [Там же]; 9 - левый берег р. Енисей, к северу от с. Алтай [Там же]; 10 - правый берег р. Абакан, г. Самохвал [Там же]; 11 - карьер, в 2,5 км северо-восточнее пос. Малая Минуса; 12 - правый берег р. Туба в устьевой части [Там же]; 13 - правый берег Красноярского вдхр., в 4 км юго-западнее с. Новая Сыда [13] Самохвальскую сменяет мощная кривинская свита, сложенная монотонным чередованием песчаников, туфопесчаников, алевролитов, аргиллитов и редких прослоев известняков, преимущественно темно-лилового и темно-зеленого цвета (рис. 7). В отличие от самохвальской, отложения кривинской свиты преимущественно более тонкозернистые и характеризуются повышенной карбонатностью. На основании этого отложения свиты отнесены к началу трансгрессии (ТТ). Растительные остатки встречаются крайне редко и представлены в основном P. concinnum. На севере впадины (хр. Подкунинский) также встречены единичные P. minussinskiensis Zorin, 1998. Максимумом трансгрессии приходится на соло-менскую свиту нижнего карбона (ТВС). Этот тракт по наличию мощных слоев сильно окремнелых известняков сходен c камыштинским ТВС (рис. 7). Известняки имеют максимальную мощность в центре и юго-западе впадины (г. Изых; хр. Сарского). На востоке впадины в районах сёл Листвягово и Кавказское свита характеризуется преобладанием терригенных пород [16]. Здесь же отмечено наличие растительных остатков Angarofloios alternans (Schm., 1877) S. Meyen, 1974, Ursodendron dis tans (Chachlov, 1940) S. Meyen, 1973 и C. ogurensis [13, 16]. В отложениях свиты в других районах впадины растений не обнаружено. В целом объемы свит преимущественно соответствуют интервалам выделенных трактов, за исключением быстрянской и алтайской свит нижнего карбона. На основании литологических отличий и направленности осадко-накопления (трансгрессия и регрессия) в дальнейшем возможно провести более дробное деление быстрянской и алтайской свит. Быстрянская свита может быть разделена на две подсвиты - нижнюю и верхнюю. Нижняя характеризуется трансгрессивным типом осадков, а верхняя -регрессивным. Алтайская может быть разделена на нижнеалтайскую подсвиту, образованную в результате регрессии, и трансгрессивную верхнеалтайскую подсвиту. Прослежена определенная связь особенностей осадконакопления и характера распространения растительных комплексов в верхнедевонских и нижнекаменноугольных отложениях. Широкое площадное распространение ископаемых растений наблюдается только в верхнебыстрянских и нижнесамохвальских отложениях нижнего карбона, характеризуемых регрессивным типом осадков и расположенных в основаниях секвенций. В отложениях с трансгрессивным типом осадков (кохайская, кривинская и соломенская свиты) растительные остатки встречаются гораздо реже. Каждая секвенция характеризуется определенным составом растительных комплексов (рис. 1). В верхнем девоне ойдановско-кохайская секвенция характеризуется доминированием P. ursina (кохайский ТВС). В тубинской секвенции того же возраста преобладают представители рода Archaeopteris (тубинский ТНС). В нижнем карбоне верхнебыстрянско-камыштинская секвенция характеризуется комплексом, состоящим из C. kiltorkense, P. carneggianum и S. subtenerrimum (верхнебыстрянский ТНС). В отложениях самохваль-ско-соломенской секвенции распространены остатки T. varium, U. chacassicum, P. concinnum, P. minussinskiensis, U. distans A. alternans и C. ogurensis. Рис. 7. Корреляция разрезов кривинской и соломенской свит Южно-Минусинской и Сыдо-Ербинской впадин: 1 - южный склон хр. Сарского, в 6,4 км юго-восточнее с. Ниж. База; 2 - левый берег р. Абакан, восточнее оз. Соленого; 2 - правый берег р. Абакан, г. Изых [7]; 4 - правый берег р. Енисей, близ устья р. Коя [Там же]; 5 - правый берег р. Енисей у с. Кривинское [Там же]; 6 - правый берег р. Абакан, г. Самохвал [Там же]; 7 - правый берег р. Енисей, в районе с. Комарково [19]; 8 - южный склон хр. Подкунинского, искусственное обнажение у трассы M-54, севернее г. Черногорска; 9 - правый берег р. Туба в устьевой части [7]; 10 - правый берег Красноярского вдхр., в 4 км юго-западнее с. Новая Сыда [13]

Скачать электронную версию публикации