Back Up Next

ПЕТРОГРАФИЯ И ГРАНУЛОМЕТРИЯ ПЕСЧАНИКОВ
ТОЛПАРОВСКОЙ СВИТЫ ВЕНДА (Южный Урал)

Корнилова А.Ю.
УГГГА, Екатеринбург

        Объектом исследования послужил наиболее полный разрез толпаровской свиты (стратотип), который находится в пределах Алатауского антиклинория на правом берегу р. Зилим в 1-1,5 км ниже д. Толпарово. Отбор образцов и первичное описание разреза произведены сотрудниками Лаборатории литологии ИГГ УрО РАН (М.Т. Крупенин и др.) в августе 1999 года.

        В литературе рассматривается преимущественно стратиграфическое положение свиты и макроскопические характеристики основных типов пород. Точные данные по составу и особенностям петрографического состава пород, а также сведения о гранулометрическом составе песчаников и характере источников сноса обломочного материала отсутствуют.

        Объект изучения расположен в полосе распространения отложений верхнего рифея и венда, тянущейся по правобережью р. Зилим между его правыми притоками Толпар и Реват. В этом районе на протяжении почти 15 км прослеживаются терригенные толщи нижнего венда, выполняющие в карбонатных породах верхнего рифея крупную эрозионную впадину (Келлер и др., 1984). Терригенный венд, по представлениям Б.М. Келлера (Стратотип рифея…, 1983) расчленяется здесь на две свиты: толпаровскую и суировскую. Нижняя из них – толпаровская – сложена преимущественно песчаниками.

        Общая мощность свиты достигает 650 м (Келлер и др., 1984). В районе д. Толпарово видимая мощность свиты составляет 450 м, в составе ее преобладают песчаники двух типов: полевошпат-кварцевые и кварцевые, среди которых отмечаются маломощные прослои и пачки алевропелитов и единичные прослои полимиктовых конгломератов и брекчий. Ниже приводится краткая характеристика основных литотипов.

        Брекчии. Цвет пород – красновато-коричневый. Матрикс состоит в основном из кварца с размером зерен от 0,2-0,3 до 1 мм. Структура матрикса – псаммитовая, неравномернозернистая, от мелко- до крупнозернистой. Текстура – массивная. Судя по цвету пород, в них присутствуют минералы окислов или гидроокислов железа в тонкодисперсной форме, равномерно рассеянные по всей массе. Крупнообломочный материал в брекчиях представлен в основном угловатыми, неокатанными обломками карбонатных пород, алевролитов, а также магматических интрузивных пород типа мелкозернистого гранита. Размер обломков – 0,5 до 2 см; распределены они в породе неравномерно.

        Песчаники. По результатам микроскопического исследования песчаники разделены на два основных типа. Первый представлен неравномернозернистыми кварцевыми разностями с гидрослюдистым цементом, второй – также неравномернозернистыми кварцевыми песчаниками, но с гидрослюдисто-железисто-карбонатным цементом. На классификационной диаграмме В.Д. Шутова основная часть фигуративных точек составов песчаников первого типа локализована в поле мономинеральных кварцевых разностей. Содержание цемента в них варьирует от 5 до 15%. Кроме кварца (более 90%) в каркасе песчаников присутствуют единичные зерна полевых шпатов и обломки пород (микрокварциты и алевролиты). Размер зерен – 0,06-1 мм. Они сосредоточены в нескольких классах крупности: 0,5-0,25 мм – 28,4%; 0,25-0,10 мм – 45,9%; 0,1-0,05 мм – 21,6%. Структура песчаников – псаммитовая разнозернистая от средне- до тонкозернистой. Преобладающая фракция – мелкозернистая. При проведении гранулометрического анализа стандартные фракции были разбиты на более мелкие и предполагавшееся при четырех стандартных фракциях одномодальное распределение оказалось отчетливо трехмодальным. Зерна кварца имеют разную степень окатанности. Как правило, хорошо окатаны крупные (около 1 мм) зерна, а плохо или умеренно окатаны более мелкие. Зерна полевого шпата чаще всего представлены микроклином или плагиоклазом. Они умеренно или плохо окатаны. Контакты зерен кварца с зернами полевых шпатов преимущественно инкорпорационные. Обломки пород имеют в основном умеренную и плохую окатанность. Цемент поровый, представлен минералами группы гидрослюд; он практически не воздействует на зерна кварца и турмалина и микрокварциты, слегка разъедает по краям микроглобули глауконита и «активно» замещает зерна полевых шпатов и чешуйки биотита.

        По нескольким шлифам песчаников данного типа нами выполнен гранулометрический анализ, результаты которого обработаны с использованием метода квартилей П. Траска, метода коэффициентов Р. Фолка и У. Варда, а также метода моментов. В первом случае значения первой, второй и третьей квартилей составили, соответственно, 0,108, 0,184 и 0,278, а коэффициент сортировки - 1,66, что соответствует средней степени сортировки породы. Установлено, что песчаники данного типа характеризуются тремя модами (0,355, 0,180 и 0,075). Все три моды хорошо видны на графиках. Первая, вероятнее всего, соответствует крупным хорошо окатанным зернам кварца, а две другие – двум более мелким умеренно и плохоокатанным группам зерен. Указанные особенности гранулометрии позволяют предполагать либо наличие в источниках сноса трех различных по гранулометрии типов пород, содержащих кварц, либо дают основания говорить о различном происхождении обломочного материала. Возможно также сочетание обоих факторов. Скорее всего материал первой моды подвергся многократному переотложению, а второй и третьей – образован при разрушении двух разных типов пород в источнике сноса и был вовлечен не более чем в 1-2 седиментационных цикла. Использование метода гранулометрических коэффициентов Р. Фолка и У. Варда позволило вычислить абсциссы, установить средний размер (Mag = 0,185 мм), стандартное отклонение (ddg = 0,51 мм, такое отклонение говорит о большом количестве зерен, занимающих промежуточное положение между модальными фракциями) и коэффициент асимметрии (Kag = 0,62; данное значение коэффициента асимметрии предполагает, что в породе имеются «хвосты» тонких фракций). Исходя из значения эксцесса (E = 0,53), так же как и в методе квартилей видно, что сортировка внутри фракций, имеющих модальные значения, средняя. При определении гранулометрических коэффициентов по методу моментов получены два момента со значениями n1=3,2; n2=16,5, а также среднее значение Ma = 0,087 мм и стандартное отклонение d = 0,295 мм. При расчете среднее значение размера зерен и стандартное отклонение получились в 2 раза меньше, чем при графическом определении. По этим данным рассматриваемые нами песчаники попадают в первое динамическое поле песков (Рухин, 1969), что означает отложение обломочного материала в движущихся водах потоков.

        Песчаники второго типа, в отличие от описанных выше, характеризуются присутствием гидрослюдисто-железисто-карбонатного цемента, количество которого колеблется от 10 до 20%. Состав основных компонентов каркаса в породах данного типа близок к описанному выше. Обломки пород в основном умеренно и плохо окатаны. Среди них преобладают микрокварциты. Контакты зерен кварца с обломками микрокварцитов – микростилолитовые, либо конформные. Цемент в песчаниках описываемого типа также как и в первом типе поровый. Состав цемента – полиминеральный (гидрослюда + кварц + доломит). Формирование его происходило предположительно в несколько стадий. Первым образовался регенерационный кварцевый цемент на зернах кварца. Затем - гидрослюдистый цемент, который практически не воздействует на зерна кварца и турмалина и микрокварциты, но корродирует обломочный карбонат, активно замещает зерна полевых шпатов и чешуйки биотита. Последним в наиболее крупных порах был образован карбонатно-железистый цемент. Результаты гранулометрического анализа песчаников данного типа близки к тем, что получены для псаммитов первого типа. Породы имеют три преобладающих размера фракций, большое количество зерен, распределенных между модальными фракциями, «хвосты» тонких фракций и среднюю сортировку в центрах распределения. Поступавшая в область осадконакопления кластика в значительной своей части подверглась многократному переотложению, но в то же время содержала, вероятно, и компоненты поступавшие непосредственно с палеоводосборов (это так называемый first cycle material англоязычных авторов). Накопление кластики происходило в основном в условиях движущегося водного потока.