Літологія і фаціальні особливості олігоценових відкладів північно-західного шельфу чорного моря

ПАЛЕОСЕДИМЕНТАЦІЙНІ УМОВИ ФОРМУВАННЯ ОЛІГОЦЕНОВИХ ВІДКЛАДІВ

Олігоценові відклади мають чітку трикомпонентну структуру, яка відображає етапи розвитку морського басейну. За детальним дослідженням літології і фаціальних особливостей відкладів олігоцену охарактеризовано планорбеловий, молочанський та керлеутський етапи розвитку.

В період формування планорбелового етапу в умовах глибоководного відкритого шельфу відбувалось накопичення кремнеземисто-глинистих мулів, періодично збагачених на уламковий матеріал. На цьому етапі виділяються два літоцикли. Нижній характеризується седиментацією в спокійних гідродинамічних умовах теригенного алеврито-пелітового матеріалу, який із збільшенням глибини морського басейну змінювався на карбонатно-глинистий змішаного біогенно-теригенного походження. Ця особливість відображена в літофаціях Каркінітського прогину і Крайового уступу. Ранньопланорбеловий етап розвитку олігоценового басейну був значною мірою успадкованим від еоценового і зміна умов в ньому відбувалась поступово.

Для верхнього літоциклу притаманною є майже повна відсутність біогенної та теригенної (алевритової) складових. Осадконакопичення відбувалося на значній ділянці шельфу в умовах ослабленої гідродинамічної активності. Про однотипний склад цих відкладів, свідчать розрізи свердловин, пробурених у різних структурно-фаціальних зонах. На кінець планорбелового часу значна частина шельфу, за винятком зовнішньої зони, покрита тонко- та крупно дисперсними здебільшого теригенними кремнеземисто-глинистими мулами.

Молочанський етап розвитку олігоценового басейну відрізняється різко відмінними умовами, коли теригенне безкарбонатне осадконакопичення планорбелового часу змінилося на теригенно-карбонатне. Так, у межах зовнішнього шельфу відбувалося накопичення погановідсортованого теригенного псаміто-алеврито-глинистого матеріалу і біогенного карбонату кальцію. На відповідний розподіл компонентів значний вплив мали придонні течії, що відігравали важливу роль не тільки в транспортуванні мілководного теригенного матеріалу, а також в розмиві і перерозподілі вже сформованих осадків. Псамітовий матеріал, на відміну від подібних утворень глибоководної западини, має кутасту форму і більш різноманітний мінеральний склад, що може свідчити про незначне віддалення джерела постачання уламкового матеріалу, тобто надходження певного його обсягу зі сторони Добруджі.

Походження уламкового матеріалу в найбільш зануреній зоні басейну, що відповідала району Каркінітського прогину, на нашу думку, пов'язане з процесами підводного оповзання на його схилах. В результаті таких процесів відбувалося перевідкладання відносно добре обкатаних переважно кварцових уламків псамітової розмірності та формування прошарків пісковиків, що містять значну домішку алеврито-глинистого матеріалу і входять до складу карбонатно-піщано-глинисто-алевритової товщі, яка має слабо виражену градаційну шаруватість. Формуванню карбонатних (сидеритових порід) сприяв великий привніс тонкодисперсної глинистої речовини, збагаченої сполуками заліза. Значні концентрації карбонату заліза виникали частково при накопиченні осадку, але головним чином - на різних стадіях діагенезу. Склад аутигенних мінералів, свідчить про мінливі геохімічні умови. Зокрема, наявність аутигенного глауконіту обумовлена окисним середовищем, або перехідним між окисним та відновним. Утворення глауконіту відбувалося на ранній стадії діагенезу морських осадків на етапах уповільненої седиментації і вказує на можливі глибини від 200-300 до 1500-2000 м (О.В. Япаскурт, 2004 р). Масове утворення піриту пов'язане з переважанням відновних умов у періоди седименто- та діагенезу. Цьому відповідала палеоседиментологічна обстановка і головним чином ті фактори, які зменшують інтенсивність гідродинамічних рухів (складно диференційований рельєф морського дна, значні глибини та ін.). Свідченням глибоководного характеру басейну є, також, підвищені значення фосфорного ангідриту. Цей факт, може бути пов'язаний з фізико-хімічним впливом збагачених фосфором придонних вод, у зоні проявлення апвелінгового ефекту.

Дослідження речовинного складу порід керлеутського віку показали, що у пізньоолігоценовий (хатський) час на переважній частині досліджуваної території існували мінливі фаціальні умови, при яких йшло накопичення збагаченого органічною речовиною пелітового кременисто-глинистого матеріалу, алевритового та слабокарбонатного глинистого.

На початку керлеутського часу в найбільш заглибленій зоні басейну, яка відповідала району Каркінітського прогину, і частково на інших ділянках шельфу (підняття Каркінітське, Сєльського), відбувалось накопичення алеврито-пелітового матеріалу, збагаченого тонкодисперсною органічною речовиною. Головну роль у постачанні органічної речовини відігравав фітопланктон. Певний вплив мав знос з суші розчиненої і завислої органіки ґрунтового покриву.

На цьому етапі, внаслідок послаблення вертикальної циркуляції вод, в придонному шарі водної маси басейну створюються застійні умови. Це призвело до розпаду органічних сполук і утворення діагенетичних сульфідних компонентів (стяжінь, піритизації біогенного матеріалу), а згодом, до формування товщі темно-сірих до чорного глин, що чітко маркують межу між молочанськими і керлеутськими відкладами. Подібність цих глин, до сапропеле-глинистих та сапропелеподібних мулів голоценового віку (П.Ф. Гожик, 2005; Є.Ф. Шнюков, 1995-2005, Ф.А. Щербаков, 1978), дозволяє припустити схожість умов утворення, зважаючи на те, що в сучасних морських басейнах аналогічні відклади характеризують максимально заглиблені ділянки шельфу та континентального схилу.

Збагачені органічною речовиною глини північно-західного шельфу Чорного моря паралелізуются з відкладами менелітової серії Карпат та майкопськими глинами Кримського континентального схилу Чорного моря (Н.В. Маслун, 1989). Поширення і чітка стратиграфічна приуроченість цих відкладів, дозволяють розглядати їх появу як результат загальної зміни кліматичних умов, що сприяло інтенсивному накопиченню органічної речовини в басейні седиментації.

Наприкінці олігоценового часу поступово зростає роль іншого біогенного чинника, про що свідчать виділені на межі нижнього міоцену прошарки вапнистих глин, що, окрім, черепашок форамініфер, містять опалові спікули губок.

Таким чином, проведена реконструкція палеоседиментологічних умов формування олігоценових відкладів північно-західного шельфу Чорного моря, дозволяє з певною мірою достовірності говорити про існування у олігоцені відносно глибоководного морського басейну, що мав всі елементи морської седиментації, яка обумовлена морфодинамікою, гідродинамікою, батиметрією, структурою водної товщі і пов'язана з коливаннями рівня Світового океану, кліматичними, тектонічними подіями тощо.

ВИСНОВКИ

Проведено детальне комплексне вивчення речовинного складу олігоценових порід. За аналізом отриманих даних, розроблено літолого-генетичну класифікацію олігоценових порід північно-західного шельфу Чорного моря. Виділено три класи (теригенні, біогенні, хемо- та біохемогенні), чотири групи (кварц-силікатні, карбонатні, фосфоритові, глауконітові) і вісім літологічних типів порід (пісковики, алевроліти, глини, мергелі, вапняки, сидеритові породи, фосфосидерити, глауконітові пісковики). Для більшості літологічних типів визначено закономірності поширення і умови утворення.

У нижній частині розрізу керлеутського регіоярусу виділено прошарки темно-сірих до чорного глин збагачених органічною речовиною. Вміст Сорг сягає від 0,5 до 1,56%. За результатами мікроскопічного, люмінесцентно-бітумінологічного аналізів та даних вуглепетрографічних досліджень визначено форми знаходження органічної речовини в олігоценових породах - це хаотично розподілений чорний сильно розкришений детрит поганого збереження, частково піритизований; морфологічно оформлений рослинний детрит та ниткоподібні ізотропні включення. Встановлено ступінь зрілості органічної речовини, що відповідає стадії протокатагенезу (ПК1).

Детально вивчено сидеритові породи верхньої частин розрізу молочанського регіоярусу. За мікроструктурно-текстурними ознаками, виділено три типи сидеритових порід - кристалічнозернисті, пелітоморфні та алевритисті з конкреційною текстурою. Проведено співставлення результатів хімічних аналізів сидеритових порід північно-західного шельфу Чорного моря та подібних одновікових утворень Причорноморської западини та Криму. Встановлено, що сидеритові породи шельфу відрізняються підвищеними значеннями оксиду магнію та фосфорного ангідриту. Цей факт дає підставу припустити, що їх утворення відбувалося на значних глибинах в зоні апвелінгу.

Визначено склад уламкових, глинистих, акцесорних та аутигенних мінералів. З'ясовано їх морфологічні і структурні особливості, закономірності розподілу в розрізі та умови утворення.

За ознаками речовинного складу в розрізі олігоцену виділено літологічні фації. Регулятивними факторами розподілу літофацій були, перш за все, седиментологічний, морфоструктурний та тектонічний, за якими чітко виділяються структурно-фаціальні зони: серединного і зовнішнього шельфу, глибоководної западини і конусу виносу.

Відтворено палеоседиментологічні умови олігоценового басейну та охарактеризовано планорбеловий, молочанський, керлеутський етапи розвитку. Встановлено, що накопичення олігоценових відкладів відбувалося у відносно глибоководному морському басейні, типовою рисою якого є диференційований характер морфології дна, що зумовив відмінність умов седиментації як загалом на всій території шельфу, так і в межах окремих районів.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Клюшина Г.В. Аутигенні мінерали олігоценових відкладів північно-західного шельфу Чорного моря // Геол. журн. - 2005. - № 1. - С. 96-102.

2. Маслун Н.В., Іванік М.М., Цихоцька Н.Н., Клюшина Г.В. Детальна стратифікація майкопських відкладів північно-західного шельфу Чорного моря // Біостратиграфічні критерії розчленування та кореляції відкладів фанерозою України: Зб. наук. праць ІГН НАН України. - Київ, 2005. - С. 153-159. (Особистий внесок - типізація літологічних фацій, з'ясування їх просторово-часової мінливості).

3. Маслун Н.В., Цихоцька Н.Н., Клюшина Г.В. Стратиграфія олігоценових відкладів північно-західного шельфу Чорного моря // Геол. журн. - 2004. - № 4. - С. 16-27. (Особистий внесок - дослідження літолого-петрографічних особливостей олігоценових порід).

4. Клюшина А.В. Сравнительная литологическая характеристика олигоценовых отложений поднятий Голицына и Олимпийское // Сучасні проблеми геологічної науки: Зб. наук. праць ІГН НАН України. - Київ, 2003. - С.101-104.

5. Маслун Н.В., Нєдосєкова І.В., Цихоцька Н.Н., Клюшина Г.В., Будкевич О.М. Літолого-фаціальна модель олігоценових відкладів північно-західного шельфу Чорного моря // Нафта і газ України: Матеріали 8-ої Міжнародної науково-практичної конференції “Нафта і газ України - 2004” (Судак, 29 вересня - 1 жовтня 2004 р.) - Львів: Центр Європи, 2004. - Т. 1. - С. 192-193. (Особистий внесок - дослідження седиментологічних особливостей відкладів олігоцену).

6. Маслун Н.В., Клюшина Г.В. Особливості cтратиграфічної будови майкопських відкладів північно-західного шельфу Чорного моря // Геодинамика, сейсмичность и нефтегазоносность Черноморско-Каспийского региона: Тезисы докладов VI Международной конференции “Крым-2005”, (пгт. Гурзуф, 12-16 сентября 2005 г.). - Симферополь, 2005. - С. 117-120. (Особистий внесок - літологічний аспект).

Размещено на Allbest.ru