Вещественный состав миоценовых отложений Саитовского песчано-гравийного месторождения (Южное Предуралье)

Автор: Рахимов И.Р.

Статья в выпуске: 4 (292), 2019 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена изучению осадочных образований среднего - позднего миоцена в Южном Предуралье на примере Саитовского песчано-гравийного месторождения в южной части Ашкадарско-Сухайлинской неогеновой залежи. Представлены первые данные минерально-геохимических исследований лимнических отложений данной залежи. В разрезе карьера месторождения выделены две гравийно-галечные пачки, представленные главным образом обломками кварцитов (до 95 %), и две алевропесчаные пачки, в пелитовой фракции которых методом рентгеновской дифракции установлены глинистые минералы: каолинит, хлорит, иллит. Накопление грубообломочных толщ обусловлено тектонической активностью области сноса. В периоды её затухания мелко- и тонкообломочные породы формировались как за счёт разрушения крупных обломков, так и за счёт участия других источников сноса (древних каолиновых/иллитовых кор выветривания). Высокие значения индекса химического выветривания пород (CIA (Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)molec ´100 = 90) свидетельствуют об их образовании в условиях тёплого гумидного климата. Проведённые исследования позволяют не только охарактеризовать источники сноса миоценовых отложений, но и в целом уточнить геологическую историю Предуралья в миоцене.

Еще

Южное предуралье, миоцен, песчано-гравийные отложения, гранулометрический состав, кварциты, глинистые минералы, литохимия

Короткий адрес: https://sciup.org/149129372

IDR: 149129372 | DOI: 10.19110/2221-1381-2019-4-3-10

Текст научной статьи Вещественный состав миоценовых отложений Саитовского песчано-гравийного месторождения (Южное Предуралье)

Отложения неогена в Южном Предуралье развиты в виде относительно небольших изометричных залежей лимнического генезиса на водоразделах или протяжённых аллювиальных залежей в долинах рек. Пик их изучения приходится на 40-60-е гг. прошлого века [14], и с тех пор сведения о них в опубликованной литературе встречаются крайне редко и в основном лишь в би-остратиграфическом аспекте [1]. С ними связаны ценные месторождения бурых углей, стекольных и формовочных песков, огнеупорных глин, а также песчаногравийного материала [9]. Вместе с тем геологическая история их формирования характеризует важный этап геодинамической эволюции Южно-Уральского региона, определивший современный облик его геолого-геоморфологического строения [6].

Объектом исследований автора является неогеновая залежь, расположенная на Ашкадарско-Сухайлинском водоразделе (рис. 1, а) и вытянутая более чем на 50 км при ширине менее 10 км и максимальной мощности 30—40 м. В данной статье приводятся результаты изучения южной части этой залежи, где в карьере Саитовского месторождения (рис. 1, b) вскрыт наиболее представительный разрез мощностью до 20 м. Разработка Саитовского месторождения велась в 1960—1980 гг., а полезной толщей служили в основном светлоокрашенные гравийно-галечные отложения. Геологическая информация об объекте известна лишь из производственного отчёта [2], в котором обозначен её среднепозднемиоценовый возраст. Под ней залегают пестроцветные глины нижнего миоцена мощностью не менее 14 м (предположительно — ворошиловская свита).

Цель исследований — изучение литолого-стратиграфических особенностей и вещественного состава отложений Ашкадарско-Сухайлинской неогеновой залежи на примере разреза Саитовского месторождения, которое уточнит геологическую историю Предуралья. Актуальность исследований обоснована тем, что отложения данной залежи практически лишены органических остатков и для установления их стратиграфической приуроченности определяющими становятся минералого-геохимические методы исследований.

Методы исследований

Гранулометрический состав пород определялся с помощью ситового анализа (фракции >10, 10—2, 2—1, 1—0.5, 0.5—0.2, 0.2—0.1и < 0.1 мм) и отмучивания в ди-

Рис. 1. Геологическая карта района развития Ашкадарско-Сухайлинской неогеновой залежи (обозначена пунктиром) (а) по [4] и спутниковый снимок Google Earth карьера Саитовского песчано-гравийного месторождения (b).

Условные обозначения: терригенные и терригенно-карбо-натные отложения свит: 1 — шешминской (P 1 ), 2 — нежинской (P 1 ), 3 — соликамской (P 1 ), 4 — белебеевской (P₂), 5 — салмышской, гребенской, вязовской и кульчумовской объединённые (P_2-3), 6 — ворошиловской и ушкатлинской объединённые (N 1 )

Fig. 1. Geological map of Ashkadar-Sukhaylya Neogene strata distribution region (marked by a dotted line) (a) and satellite image Google Earth of Saitovo sand-gravel deposit career (b).

Legend: terrigenous and terrigenous-carbonate sediments of: 1 — Sheshma suite (P 1 ), 2 — Nezhinka suite (P 1 ), 3 — Solikamsk suite (P 1 ), 4 — Belebey suite (P₂), 5 — Salmysh, Grebenka, Vyazovka, and Kul’chumovo suites common (P_2—3), 6 — Voroshilovka, and Ushkatly suites common (N 1 )

стиллированной воде (фракции 0.1—0.05, 0.05—0.005 и < 0.005 мм) по методике [5]. Контроль размерности обломков при отмучивании проводился с помощью предметного стекла на оптическом микроскопе Axioskop 40 A Pol (Carl Zeiss). На этом же приборе изучались полированные шлифы из образцов галек.

Рентгенофлуоресцентный анализ проводился на спектрометре VRA-30 (Carl Zeiss) в ИГ УФИЦ РАН (г. Уфа) с использованием рентгеновской трубки с W-анодом (30 кВ, 40 мА). Атомно-абсорбционным методом (спектрофотометр «Спектр-5») определялись содержания Cr, Co, Ni, Cu, Zn и Pb. Рентгенофазовый анализ порошковых проб выполнялся на дифрактометре Shimadzu XRD6000 в CuK a -излучении (40 кВ, 30 мА). Съёмка осуществлялись с шагом 0.02° и временем счёта 10 с. Результаты были обработаны в программе «Match!» Crystal Impact.

Литологические критерии определялись с использованием известных коэффициентов: морфология обломков оценивалась по визуальной шкале Рассела и Тэйлора [17]; коэффициент сферичности рассчитывался по формуле Паев y p= V b/a, где a — длинная ось, b — короткая ось максимальной проекции обломка [11]; степень сортировки S_o вычислялась по методу квартилей ( V Q3/Q1) П. Траска [19].

Для геохимической характеристики исследуемых пород и палеоклиматической реконструкции обстановок их формирования использовались петрохимические модули Я. Э. Юдовича, М. П. Кетрис [12], а также индекс химического выветривания CIA=(Al₂O₃/ (Al₂G₃+CaO+Na₂O+K₂G)_molec x 100 [16].

Для удобства использования в графических и табличных данных наименований литологических пачек применялись терминологические сокращения на основе англоязычного названия породы с присвоением номера согласно положению в разрезе (снизу вверх): sandgravel (SG-1, SG-2), aleurite-sand (A-1, A-2).

Характеристика объекта исследований

В геологическом строении района Саитовского месторождения участвуют пермские и неоген-чет-вертичные отложения осадочного чехла ВосточноЕвропейской платформы [4, 9]. Пермские отложения представлены полимиктовыми песчаниками с прослоями известняков и мергелей, относимых к шешминской, соликамской, белебеевской свитам ранней — средней перми. К неогеновым образованиям отнесены пестроцветные глины (предположительно нижнемиоценовые), светлоокрашенные галечники с прослоями кварцевых песков (предположительно средне- и верхнемиоценовые). Маломощные четвертичные образования развиты вдоль русел рек Ашкадар и Сухайля.

В изученном разрезе автором были выделены 4 литостратиграфические пачки: 2 гравийно-галечные (SG-1 и SG-2) и 2 алевропесчаные (A-1 и A-2) (рис. 2). Подстилающие пестроцветные глины карьером не вскрыты. По геолого-литологическим характеристикам исследуемые образования нами предварительно были отнесены к озёрным отложениям тятерской толщи ушкатлинского горизонта среднего — верхнего миоцена (N 1^2-3 us) [8].

Нижняя пачка (SG-1) мощностью 4—13 м сложена светло-серыми и рыжеватыми гравийными галечниками с прослоями среднезернистых песков. Выше залегает

Рис. 2. Схема лигологического расчленения отложений Саитовского месторождения: 1 — гравийно-галечные отложения, 2 — алевропески, 3 — глинисто-алевритовые пески, 4 — глины жирные, 5 — жилы и прослои бурых железняков Fig. 2. Scheme of lithology of Saitovo deposit. Legend: 1 — gravelpebble sediments, 2 — aleurite-sands, 3 — clay-aleurite-sands, 4 — greasy clay, 5 — brown iron veins and bands пачка светло-серых и охристо-рыжеватых алевропесков (A-1) мощностью от 1.5 до 7 м. Выше вновь развита пачка гравийных галечников (SG-2), аналогичных SG-1, мощностью 3.5 м. Верхняя пачка (A-2) представлена алевритовыми песками буровато-светло-серого цвета мощностью 3—4 м. Кровлей разреза служит неравномерная по мощности современная кора выветривания (0.4—2 м) и почвенно-растительный слой (0.1—0.3 м).

Слоистость в отложениях выражена слабо и связана с незначительным проявлением гранулометрических градаций. Залегание слоёв имеет субгоризонтальный (~3°) характер, хотя углы варьируют от 0 до 9°. Разрез осложнён системой мелких разрывных нарушений сбросового типа с восточным падением и амплитудой смещения крыльев до 3 м [8].

Результаты исследований

По результатам гранулометрического анализа в гравийно-галечных отложениях выявились некоторые вариации, связанные с переменным преобладанием обломков галечной либо гравийной размерности (табл. 1). Заполнителем обычно служит среднезернистый песок, доля фракции >100 мм не вычислялась, поскольку обломки валунной размерности в толщах немногочисленны. Галька и гравий представлены фрагментами кварцитов (90—95 об. %) и фтанитов (5—10 об. %). Изредка в галечниках встречаются включения-окатыши голубовато-серых опесчаненных глин диаметром до 10 см. Обломки кварцитов имеют среднюю и хорошую ока-танность (2—4 балла) и высокую степень сферичности (0.9—1), тогда как обломки фтанитов слабо- или сред-неокатанны (1—2 балла), степень сферичности низкая (0.7—0.8).

В алевропесчаных отложениях ведущей является фракция 0.1—0.2 мм (песок мелкозернистый). Количество алевритовой фракции (0.005—0.05 мм) варьирует от 12.4 до 31.8 %, а доля глинистой фракции (< 0.005 мм) — от 4.1 до 31.9 %. Степень окатан-ности большинства песчаных зёрен по шкале Рассела и Тэйлора — 1. Сортировка отложений характеризуется как средняя и хорошая, коэффициент сортировки So варьирует от 1.3 до 1.9. Учитывая широкое распространение в них не просто кварца, а обломков кварцитов, по петрографическим признакам их следует относить к кремнёвым грауваккам и ваккам [10, 13].

В отложениях Саитовского карьера выявлены многочисленные участки постседиментационного ожелез-нения, проявленные в гравийных галечниках в виде тёмно-бурых полос и линз — скоплений тонкодисперсных минералов железа (рис. 3, а). Ширина полос варьирует от 1—5 до нескольких десятков сантиметров. Также встречаются прослои железистых конгломератов (галечник, сцементированный гидроксидно-желе-зистым минеральным матриксом) мощностью до 40 см, извилистые пропластки (рис. 3, b) и жилы бурых железняков толщиной до 3—5 см. Пропластки имеют субгоризонтальную ориентировку и распространены в гравийно-галечной пачке SG-2, тогда как жильные тела заполняют трещины в алевропесчаной пачке A-2.

Главным минералом исследуемых отложений является кварц, преобладающий во всех гранулометрических фракциях, кроме глинистой. В галечных, гравийных и песчаных фракциях кварц содержится в количестве не менее 90 % (до 98 %), в алевритовой фракции его доля составляет 80—85 %, в глинистой — 24—35 %. Помимо кварца в песчаной фракции присутствуют полевые шпаты, мусковит, хлорит и другие минералы.

В тонких фракциях псаммитов (0.1—0.05, 0.05— 0.005, < 0.005 мм) по результатам рентгенофазового анализа выявлены глинистые минералы групп каолинита, иллита, хлорита (рис. 4). Среди них обычно преобладает каолинит (до 47 мас. % во фракции < 0.005 мм), который идентифицируется по основным рефлексам 7.2, 3.6, 2.4, 2.3, 1.5 А. Иллит диагностируется по пикам 10.0, 4.5, 3.9, 2.9 А в пелитовой фракции (до 14 мас. %). Хлорит (до 6 %) также в основном характерен для фракции < 0.005 мм, определяясь по пикам 7.17, 2.49, 2.00 А. Установлено значительное количество мусковита (до 4 % — в тонкой песчаной фракции, до 6 % — в алевритовой, до 17 % — в пелитовой) с рефлексами 2.57, 10.0,

Таблица 1. Гранулометрический состав пород Саитовского месторождения, мас.% Table l.Granulometric composition of Saitovo deposit, wt. %

Фракции, мм Fractions, mm	Индексы пачек и № проб / Indices of members and Nos of samples
	SG-1					A-1			A-2
	D5-29	D₅-33	D₅-34	D5-35	D₅-41	D₅-50	D₅-51	D₅-52	D₅-56
10-100	41.59	51.13	35.16	59.59	25.24	0	0	0	0
2-10	27.73	22.64	54.35	29.90	38.45	0.03	0	0	0.04
1-2	4.44	4.49	2.34	1.97	4.27	0	0.03	0	0.01
0.5-1	4.48	4.07	1.13	0.74	4.21	0.03	0.01	0	0.01
0.2-0.5	18.28	12.94	4.57	6.06	22.33	2.22	0.12	2.18	11.29
0.1-0.2	1.99	2.32	0.46	0.59	3.24	29.94	3.10	20.12	42.38
<0.1	1.49	2.42	1.98	1.15	2.25	67.79	96.74	77.71	46.27
0.05-0.1	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	21.94	33.04	51.48	22.04
0.005-0.05	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	23.62	31.80	12.38	20.15
<0.005	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	22.23	31.90	13.85	4.08
Сумма Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100

Примечание: «n.d.» — фракции не определялись. Представленные в пачках SG-1 и A-1 пробы отбирались снизу вверх через равный интервал.

Note: «n.d.» — fraction was not determined. Samples in SG-1 and A-1 were selected bottom upward through equal interval.

Рис. 3. Полосы ожелезнения (а) и пропластки бурых железняков (b) в гравийно-галечниках Саитовского месторождения Fig. 3. Ferriferous bands (a) and seams of ironstone (b) in the Saitovo sand-gravel deposit

4.99, 2.99, 2.00 А. Мусковит наравне с кварцем уверенно определяется в породах невооружённым взглядом. В небольшом количестве присутствуют полевые шпаты (микроклин, альбит). Во всех исследованных фракциях проявляются чёткие рефлексы кварца (3.34, 4.25, 1.82, 1.54, 1.37 А).

Главными рудными минералами железистых новообразований являются гётит (30—40 %) и гематит (16— 35 %). Содержание FeOt (FeO + Fe2O3) в железистых конгломератах составляет около 11 %. В жильных рудах алевропесков диагностированы гётит (67 %), гематит (15 %), магнетит (4 %), лепидокрокит (1 %) и др. Содержание FeOt в жильных рудах достигает 32 %.

Количество кремнезёма в гравийных галечниках составляет 91—96 % (табл. 2), а значение гидролизатно-го модуля (ГМ) не превышает 0.07 (гипер- и суперсилиты). Алевропески Саитовского месторождения характеризуются повышенным значением ГМ (0.14—0.27), относясь к классам нормо- и миосилитов. Содержание SiO2 в них составляет 73.5—83.9 %. Модуль нормированной щёлочности (НКМ) в псефитах сильно варьирует (0.07—0.3), что связано с резкими колебаниями в них содержания Na2O, тогда как в псаммитах его значение стабильно (0.07—0.09). На диаграмме ГМ — НКМ (рис. 5, а) выражено явное различие пород из разных пачек по типам корреляции индикаторных модулей: отрицательной в грубообломочных и положительной в мелкообломочных.

Разный характер распределения фигуративных точек наблюдается и на диаграмме ЖМ — ТМ, на которой грубообломочные пробы образуют тренд отрицательной корреляции, а алевропесчаные породы образуют компактное поле (рис. 5, b). Обе разновидности пород относятся к нормотитанистым по величине титанового модуля (ТМ) (в среднем 0.07), но сильно различаются по железному модулю (ЖМ): гравийные галечники относятся к супер- и гипержелезистым (ЖМ 0.9—2.5), а алевропески — к гипожелезистым (ЖМ 0.07—0.14) силитам.

Помимо вышеуказанных отличий, грубообломочные и мелкообломочные отложения Саитовского ме-

Òàáëèöà 2. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïîðîä Ñàèòîâñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ è èõ òîíêèõ ôðàêöèé (îêñèäû — â ìàñ.%, ýëåìåíòû — â ã/ò)

Table 2. Chemical composition of Saitovo deposit and its fine fractions (oxides in wt. %, elements in ppm)

¹ ï/ï No	¹ ïðîá Sample No	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	FeÎ_t	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K 2 O	P 2 O 5	ÏÏÏ poi	Ñóììà Total
1	D₅-29	95.62	0.14	1.54	1.50	0.02	0.41	0.16	0.40	0.06	0.04	0.47	100.42
2	D₅-29-1	91.35	1.56	3.63	1.77	0.05	0.48	0.07	0.39	0.17	0.06	0.86	100.74
3	D₅-34*	91.53	0.09	1.56	4.05	0.06	0.20	0.04	0.20	0.06	0.14	1.21	99.23
4	D₅-34-1*	50.55	0.44	7.68	26.45	0.84	2.61	0.14	0.20	0.26	1.16	9.32	100.90
5	D₅-35*	90.83	0.15	2.45	4.10	0.02	<0.1	0.03	0.10	0.06	0.04	1.50	99.41
6	D₅-35-1*	68.44	0.84	7.85	11.74	0.13	3.89	0.12	<0.1	0.29	0.09	5.92	101.03
7	D₅-50	76.84	1.10	16.10	1.77	0.02	0.10	0.15	<0.1	1.25	0.05	3.42	100.96
8	D₅-50à	55.36	1.67	26.64	2.33	0.02	1.24	0.35	0.26	2.42	0.09	10.43	100.84
9	D₅-50b	86.43	0.87	8.33	0.88	0.01	0.78	0.10	0.27	1.01	0.11	1.42	100.23
10	D₅-50ñ	94.72	0.80	2.24	0.65	0.02	0.34	0.07	0.10	0.17	0.12	0.68	99.91
11	D₅-51	73.55	1.24	17.64	1.28	0.02	1.08	0.19	0.12	1.50	0.06	4.24	100.91
12	D₅-51à	56.39	1.85	25.35	2.33	0.02	1.13	0.32	0.12	2.28	0.12	10.84	100.76
13	D₅-51b	84.22	1.01	9.37	1.00	0.01	1.07	0.11	0.12	1.26	0.09	1.91	100.18
14	D₅-51ñ	94.91	0.52	1.90	0.46	0.01	1.09	0.07	0.12	0.15	0.11	0.29	99.63
15	D₅-52*	82.97	0.75	10.70	1.62	0.02	<0.1	0.15	0.10	0.67	0.11	3.11	100.23
16	D₅-52à*	52.81	1.59	24.53	6.19	0.02	1.55	0.35	0.26	1.94	0.16	11.11	100.53
17	D₅-52b*	80.36	1.42	11.81	2.18	0.02	0.22	0.13	0.12	1.24	0.07	3.00	100.58
18	D₅-52ñ*	96.00	0.53	1.88	0.55	0.02	<0.1	0.07	0.10	0.11	0.08	0.35	99.68
19	D₅-56	83.90	0.76	10.42	0.92	0.02	1.04	0.12	0.25	0.55	0.09	2.45	100.53
20	D₅-56à	54.51	2.13	25.43	2.45	0.02	2.44	0.22	0.24	1.43	0.21	10.22	99.33
21	D₅-56b	71.34	1.30	19.58	1.50	0.02	0.32	0.16	0.24	1.33	0.07	5.05	100.92
22	D₅-56ñ	95.29	0.58	1.83	0.63	0.02	0.73	0.06	0.25	0.09	0.03	0.28	99.81

Ïðîäîëæåíèå òàáëèöû 2 / Continuation of table 2

¹ ï/ï No	¹ ïðîá Sample No	Sc	V	Cr	Co	Ni	Cu	Zn	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Ba	Pb
1	D₅-29	11	32	100	3	16	17	5	<10	41	<10	74	16	<100	10
2	D 5 -29-1	12	107	1180	<10	39	32	78	10	32	29	1404	12	<100	–
3	D₅-34*	12	106	270	4	120	69	34	<10	40	29	77	16	<100	15
4	D₅-34-1*	104	1064	4400	530	1520	470	420	<10	10	76	100	5	375	24
5	D₅-35*	10	49	370	13	72	49	20	16	42	27	86	13	431	24
6	D₅-35-1*	52	253	2885	84	220	137	111	13	35	<10	405	19	<100	–
7	D₅-50	9	111	220	5	65	12	13	83	54	32	443	16	244	30
8	D₅-50à	15	194	460	13	140	26	41	176	73	37	267	41	425	20
9	D₅-50b	13	65	150	<10	8	6	18	52	23	31	447	46	198	8
10	D₅-50ñ	8	35	300	<10	5	7	20	23	<10	20	840	37	122	10
11	D₅-51	15	102	240	7	46	10	20	68	<10	29	410	53	338	8
12	D₅-51à	8	175	340	10	110	32	920	161	32	34	287	54	436	24
13	D₅-51b	<5	61	160	<10	16	17	56	67	<10	47	454	47	234	12
14	D₅-51ñ	13	24	170	<10	7	8	8	<10	<10	21	461	61	<100	11
15	D₅-52*	10	33	190	11	26	9	21	26	<10	32	307	79	170	5
16	D₅-52à*	25	226	440	25	140	57	61	96	<10	42	250	46	266	25
17	D₅-52b*	22	84	220	15	23	27	32	57	<10	41	414	34	<100	12
18	D₅-52ñ*	11	12	103	<10	5	5	13	13	<10	31	410	51	<100	7
19	D₅-56	29	41	150	<10	33	7	20	44	11	23	292	41	127	6
20	D₅-56à	10	177	450	12	170	67	1100	102	29	37	275	42	195	40
21	D₅-56b	9	93	250	6	85	67	43	71	<10	33	370	48	191	9
22	D₅-56ñ	<5	25	220	<10	<5	82	14	<10	<10	16	432	51	<100	6

Примечание: 2, 4, 6 — фракции < 0.1 мм; 8, 12, 16, 20 — фракции < 0.005 мм; 9, 13, 17, 21 — фракции 0.005—0.05 мм; 10, 14, 18, 22 — ôðàêöèè 0.05–0.1 ìì; * — îæåëåçí¸ííûå ïîðîäû.

Note: 2, 4, 6 — fractions < 0.1 mm; 8, 12, 16, 20 — fractions < 0.005 mm; 9, 13, 17, 21 — fractions 0.005—0.05 mm; 10, 14, 18, 22 — fractions 0.05–0.1 mm;* — ferriferous rocks.

Рис. 4. Дифрактограммы порошковых проб тонких фракций песчаных пород Саитовского месторождения: Q — кварц, K — каолинит, M — мусковит, Ch — хлорит, I — иллит, Mc — микроклин

Fig. 4. XRD powder patterns of the fine fraction of Saitovo deposit sandy rocks: Q — quartz, K — kaolinite, M — muscovite, Ch — chlorite, I — illite, Mc — microcline

Рис. 5. Диаграммы ГМ — HKM (а) и ЖМ — ТМ (b) для гравийно-галечных (незалитые кружки) и алевропесчаных (залитые кружки) пород Саитовского месторождения

Fig. 5. Diagrams ГМ - HKM (а) and ЖМ - ТМ (b) for gravelpebble (no painted circles) and silt-sandy (painted circles) Saitovo deposit sediments

сторождения различаются по величине алюмокрем-ниевого (0.02 и 0.17 соответственно) и щелочного модулей (1.6-6.6 и 0.06-0.46 соответственно). По уровню средних концентраций микроэлементов гравийные галечники и алевропески значительно отличаются содержаниями Zr (79 против 363 г/т) и Nb (15 против 47 г/т). Для пород характерен высокий индекс химического выветривания CIA: 60-89 в псефитовых и 89-90 в псаммитовых отложениях, что свидетельствует о накоплении осадков в условиях гумидного климата. На это же указывает наличие небольших редких углистых включений в алевропесках.

В тонких фракциях гравийно-галечных и алевропесчаных отложений выявлены повышенные концентрации некоторых редких элементов (табл. 2): Cr (до 4400 г/т), Co (до 530 г/т), Ni (до 1520 г/т), Cu (до 470 г/т), Zn (до 1100 г/т), Zr (до 1404 г/т). Данное обстоятельство прежде всего связывается с минеральным составом тяжёлой фракции.

Обсуждение и выводы

Литологический состав отложений свидетельствует как минимум о двух этапах тектонической активности области сноса в период накопления изученного разреза, выраженных в формировании двух грубообломочных пачек. Механизмы переноса обломочного материала включали как гравитационные процессы, так и деятельность водных потоков, имевших высокую транспортирующую способность. В конечном счете материал осаждался в более низких участках рельефа (во впадине размером с крупное озеро), перемывался и разрушался в прибрежных условиях. Механически прочные кварцитовые кластиты испытывали незначительное разрушение и хорошо окатывались, тогда как хрупкие фтаниты активно разрушались на месте осаждения и не успевали хорошо окатываться. В промежутке и после тектонически активных этапов ослабевающие потоки привносили терригенный и глинистый материал из других источников, например из древних кор выве- тривания. Об этом свидетельствуют литологические и структурно-текстурные особенности отложений (мощность и гранулометрическая выдержанность пачек, морфология обломков, степень сортировки), принципиальные различия минерального и химического состава пород (количество кварца по отношению к ми-нералам-алюмосиликатам и др., величина петрохимических модулей) гравийно-галечных и алевропесчаных пачек. При этом нельзя исключать, что часть каолинита и иллита образовалась in situ при разложении полевых шпатов и мусковита [18].

Псефитовые отложения являются практически мо-номинеральными кварцевыми породами (Q > 95 %), но в заполняющих гравийно-галечники песках (их объёмная доля варьирует от 10.5 до 36.3 %) в небольшом количестве присутствуют полевые шпаты, слюды и глинистые минералы. Такой минеральный состав обусловливает низкие значения гидролизатного и алюмокремни-евого модулей, а также сильно варьирующие значения модуля нормированной щёлочности. В алевропесках из самостоятельных пачек также преобладает кварц (Q > 70 %), но и остальные минералы присутствуют в относительно постоянном количестве: полевые шпаты (26 %), слюды (5—9 %), глинистые минералы (13—18 %). Это и объясняет умеренно стабильные показатели многих петрохимических модулей в алевропесчаных отложениях. Вместе с тем и грубообломочные, и тонкообломочные породы имеют сопоставимые значения титанового модуля и индекса химического выветривания, что свидетельствует об однотипных климатических условиях их формирования (тёплый гумидный климат), а также, вероятно, об определённом единстве исходного субстрата. Возможно, грубый материал также содержал обломки не только силицитов, но и менее прочных (в механическом и химическом смысле) полевошпатсо-держащих пород, которые подверглись значительному измельчению и разложению.

С аутигенным минералообразованием в отложениях Саитовского месторождения связано формирование железистых конгломератов и жил, произошедшее при иллювиальном осаждении железа, т. е. в процессе инфильтрации обогащённых гуминовыми кислотами сточных вод, обеспечивших растворение органических остатков и общую светлую окраску отложений [7, 15].

Источником сноса для формирования осадков Саитовского месторождения могли служить грубообломочные отложения близ гг. Мелеуз, Кумертау и с. Зирган, датированные на геологических картах триасом [4], а также переотложенные продукты древних кор выветривания (каолиновый и гидрохлоритовый горизонты [7]), располагавшихся ближе к складчатому Уралу. В связи с этим изученные отложения можно отнести к гибридной молассово-фалаховой формации [3]. Стоит отметить, что с тектонической активностью Предуральского и Западно-Уральского сегмента в неогене, к примеру, связывается воздымание пермского барьерного рифа, выраженного в виде цепочки шиханов [6].

Таким образом, особенности вещественного состава отложений Саитовского месторождения свидетельствуют о том, что они формировались в эпоху эпизодической тектонической активизации области сноса. В периоды затухания тектонической активности отлагались алевропесчаные породы (кремнёвые граувакки и вакки), образовавшиеся как за счёт разрушения местного грубообломочного материала в условиях гумид-ного климата, так и за счет постоянного привнесения глинисто-терригенного вещества из других источников (древние каолиновые/иллитовые коры выветривания). В дальнейшем процессы инфильтрации сточных вод при участии гуминовых кислот привели к растворению органического вещества и миграции отдельных химических элементов с образованием железистых рудных тел. Выявленные условия залегания, степень сортировки, а также морфология обломков пород характерны для литоральной и профундальной фациальных зон относительно крупного озера.

Работа выполнена при финансовой поддержке темы № 0252-2017-0012 Госзадания ИГ УФИЦ РАН и РФФИ (проект №18-35-00391). Автор выражает благодарность Р. М. Рахимову за оказанную помощь при полевых работах.

Список литературы Вещественный состав миоценовых отложений Саитовского песчано-гравийного месторождения (Южное Предуралье)

Данукалова Г. А. Стратотипы свит миоцена Южно-Уральского региона // Геологический сборник № 9. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2011. С. 74-90.
Дунаев В. Ф. Отчёт о результатах поисков месторождений песчано-гравийного материала для дорожного строительства на участках Сеитовском, Четырмане и Кузьминовском в Фёдоровском районе БАССР, проведённых Стерлитамакской партией в 1961 г. Уфа: БТГУ, 1962. Т. 1. 32 с.
Елисеев А. И. Геологические формации и методы формационного анализа. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 36 с.
Князев Ю. Г. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1000000 листа N-40 (третье поколение). СПб.: ВСЕГЕИ, 2011.
Никулин И. И. Экспресс-приёмы выделения тонкодисперсных минералов из цемента осадочных пород // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2010. № 1. С. 286-292.

Статья научная