Нижнемеловые отложения Северного Кавказа и их литолого-фациальные изменения
И.А. КОНЮХОВ, Ю. К. БУРЛИН, А. М. СЕРЕГИН
За последние годы на территории Северного Кавказа и Предкавказья было уделено большое внимание изучению литолого-петрографических особенностей нижнемеловых отложений в связи с поисками в них залежей нефти и газа, что позволило внести существенные дополнения в те литолого-фациальные схемы, которые давались в более ранних сводках [6 и др.].
Нижнемеловые отложения на Северном Кавказе испытывают значительные фациальные изменения. По этому признаку вся его территория может быть подразделена, на три основные области: 1) северо-западный Кавказ, где все ярусы нижнемелового отдела сложены терригенными породами; 2) Центральный (срединный) Кавказ, характеризующийся появлением в нижней части разреза карбонатного комплекса пород, соответствующего валанжинскому ярусу; 3) северо-восточный Кавказ (Дагестан, Чечено-Ингушская АССР), где в разрезе нижнемеловых отложений можно выделить три литологических комплекса отложений: нижний - карбонатный, соответствующий валанжинскому ярусу, средний - терригенно-карбонатный, включающий готеривский и барремский ярусы, и верхний - терригенный, соответствующий аптскому и альбскому ярусам.
Валанжинский ярус. Валанжинские отложения присутствуют почти всюду вдоль северного склона Кавказа, за исключением значительного по протяженности участка междуречья Зеленчука и Белой. К востоку от указанной области по рекам Кубань, Кума, Большой и Малый Зеленчук валанжинские отложения представлены оолитовыми, детритусовыми и органогенно-обломочными известняками, как правило, песчанистыми с прослоями конгломератов и гравелитов (рис. 1). Аналогичное строение имеют отложения яруса в Нагутском и Кисловодском районах. По своим литолого-фациальным признакам отложения валанжина в этих районах могут рассматриваться как прибрежно-морские и мелководные. В области северо-восточного Кавказа валанжинские отложения представлены преимущественно пелитоморфными, органогенными и зернистыми (Западный и Центральный Дагестан) известняками с незначительной примесью терригенного материала, что указывает на их относительно глубоководный характер. Только в самых северных районах (с. Иха-Зубутль на р. Сулак) отложения оказываются значительно обогащенными песчанистым материалом; здесь же появляются прослои гравелитов и конгломератов. Такое изменение литологического состава отложений указывает на то, что где-то недалеко на север от этой зоны располагалась суша, являвшаяся источником сноса обломочного материала (см. рис. 1).
В самых южных районах Дагестана в строении разреза валанжинского яруса наравне с известняками принимают участие доломитизированные известняки и доломиты. В равнинном Дагестане (Дагестанские Огни, Дузлак, Берекей, Селли, Эльдама) валанжинские отложения отсутствуют.
В пределах северо-западного Кавказа в валанжинском ярусе значительное развитие получают терригенные породы. Только в бассейне р. Белая валанжин сложен органогенно-обломочными песчанистыми известняками с кварцевой галькой в нижних горизонтах; западнее же развиты песчано-алевролитово-глинистые породы. В бассейнах рек Пшеха, Пшиш, Псекупс и других более западных в основании валанжинского яруса залегает горизонт глыбовых конгломератов.
Вышележащая часть яруса в бассейнах названных рек сложена карбонатными глинами с подчиненными прослоями алевролитов, песчаников, мергелей и известняков. Наличие горизонта глыбовых конгломератов в основании валанжина говорит о существовании в начале валанжинского века островов в районе западного продолжения зоны Передового хребта, которые интенсивно размывались; вокруг образовывались как бы шлейфы крупнообломочного материала. Эта цепь скалистых островов являлась, по-видимому, барьером, разделявшим области отложений различных типов. Южнее этого барьера отложения валанжинского яруса представлены чередованием маломощных прослоев глин и пелитоморфных известняков с пачкой массивных песчаников в основании. Последние в качестве базального горизонта можно параллелизовать с упомянутым горизонтом глыбового конгломерата северной зоны.
Анализ мощностей и изменения литологического состава отложений валанжинского яруса на территории северного склона Кавказа и его западного погружения позволяет выделить два самостоятельных бассейна, в каждом из которых намечается закономерный переход от грубых осадков периферийных зон до относительно глубоководных (пелитоморфные известняки и глины) во внутренних частях их.
Готеривский ярус. Отложения готеривского яруса на большей части территории северного склона Кавказа и Предкавказья представлены преимущественно терригенными образованиями. Лишь в районах Чечено-Ингушской и Дагестанской АССР и в Туапсинско-Лазаревском районе южного склона Кавказа в строении яруса принимают участие карбонатные породы. Отложения яруса не установлены по-прежнему в бассейнах рек Б. Зеленчук, Уруп и Лаба, что обусловлено наличием здесь в готеривское время поперечного поднятия.
В пределах северо-восточного Кавказа готеривский ярус представлен преимущественно песчаниками, алевролитами и глинами. Количество глинистых пород в разрезе яруса возрастает в восточных районах. Вместе с этим в разрезе появляются и карбонатные породы. Последние в пределах Центрального и особенно Южного Дагестана слагают довольно мощную известняковую свиту в средней части разреза.
В западной части Северного Кавказа (бассейн р. Белая) зона поперечного Уруп-Лабинского поднятия оконтуривается полосой преимущественного развития грубообломочных пород.
К западу от р. Белая происходит постепенная смена отложений. Грубые пески и конгломераты замещаются переслаиванием песчаников, алевролитов и глин (р. Курджипс). Еще западнее (реки Пшеха, Пшиш и др.) последние переходят в мощную толщу глин с сидеритами.
На р. Пшиш в основании яруса залегает базальный конгломерат, выше которого в глинах наблюдаются включения крупных (до 10 м) глыб известняка (аналогичные включения отмечены на реках Пшеха, Псекупс и Хабль). Наличие этих конгломератов в основании готерива, а также включений глыб известняков в низах глинистой толщи указывает на то, что, видимо, в начале готеривского века, так же как и в начале валанжинского века, в центральной части северозападного Кавказа существовал ряд островных поднятий, дававших материал для их образования.
Анализируя распределение мощностей и изменение литологического состава отложений готеривского яруса, можно наблюдать закономерную приуроченность глинистых, алевролитово-глинистых и карбонатных осадков к тем зонам, в пределах которых ярус имеет наибольшие мощности (бассейны рек Пшеха, Пшиш, Псекупс - в Западном Предкавказье и рек Андийское Койсу, Сунжа и Камбилеевка - в Восточном Предкавказье).
Барремский ярус. В бассейнах рек Б. Зеленчук, Уруп и Лаба барремские отложения, так же как и отложения нижележащих ярусов неокома, отсутствуют. На участке от р. Кубань до г. Кисловодск развиты песчаники и алевролиты с прослоями гравелитов и ракушняковых детритусовых известняков, в значительной степени песчанистых (рис. 2).
Такой же характер барремские отложения имеют в Ессентукском и Нагутском районах.
От г. Кисловодск до восточных районов Чечено-Ингушской АССР (бассейны рек Шаро-Аргун и Чанты-Аргун) по северному склону сплошной полосой прослеживается зона развития алевролитов и песчаников с маломощными прослоями оолитовых, часто песчанистых известняков.
В аналогичных фациях отложения баррема встречены в северной части Нагорного Дагестана и в пределах Западной и Восточной антиклинальных зон Дагестана. В Центральном Дагестане развиты алевролиты и глины, а в Южном Дагестане - глины и известняки.
На равнинной территории Восточного Предкавказья барремские отложения вскрываются опорной скважиной Артезиан и разведочными скважинами Прикумской области (Озек-Суат, Зимняя Ставка, Величаевка, Камыш-Бурун) и представлены крупнозернистыми отсортированными песчаниками, известняками и в меньшей степени алевролитово-глинистыми породами. Песчаники часто переходят в гравелиты. В разрезе опорной скважины Джанай барремские отложения не обнаружены. Эти отложения появляются севернее на Промысловской и Песчаной площадях, где они сложены переслаиванием глин, алевролитов и тонкозернистых песчаников.
В пределах северо-западного Кавказа, в районе рек Губс, Фарс и Белая, разрез барремского яруса сложен грубозернистыми песками, гравелитами и обломочными известняками.
К западу песчано-галечные породы сменяются переслаиванием песчаников, алевролитов и глин. Последние, по мере движения на запад начинают приобретать все большее значение. Уже в бассейнах рек Пшиш, Псекупс и Убин баррем представлен мощной толщей глин с сидеритами, в которой выделяется свита переслаивания глинистых и песчано-алевролитовых пород, выделяющаяся под названием «фонарская свита».
На южном склоне в Туапсинско-Лазаревском районе барремский ярус сложен переслаиванием глин, алевролитов и песчаников. В этой толще переслаивания присутствуют горизонты конгломератов и брекчий. Последние появляются и в более западных районах южного склона, например в Геленджикском. Погрубение отложений в юго-западном направлении свидетельствует о существовании источника сноса в области, занятой в настоящее время Черным морем. Аналогичное погрубение отложений в этом же направлении отмечается и в породах готеривского яруса.
Аптский ярус. Отложения аптского яруса на Северном Кавказе целиком представлены обломочными породами. Значительным развитием пользуются алевролиты и глины. Несколько меньшее участие в сложении яруса принимают песчаники.
В области северного склона Кавказа на участке от р. Уруп на западе до г. Кисловодск на востоке разрез аптского яруса сложен преимущественно песчано-алевролитовыми породами с единичными прослоями гравелитов.
К востоку от указанного района песчаные отложения, слагающие разрез аптского яруса, замещаются алевритами, которые во внутренних частях бассейнов переходят в глинистые алевриты и глины (рис. 3). Лишь в северных (с. Зубутль) и равнинных (селения Заузунбаш, Дузлак) районах Дагестана, а также в районе с. Карабулак (Чечено-Ингушская АССР) установлено новое заметное увеличение песчано-алевролитовых пород в составе яруса.
На равнинной территории Восточного Предкавказья (разведочные площади Озек-Суат, Зимняя Ставка, Камыш-Бурун, Величаевка) аптские отложения представлены преимущественно алевролитовыми породами. Лишь в верхней части разреза песчаники слагают довольно мощную (60-70 м) пачку пород. Северо-восточнее, в районах опорных скважин Джанай и Артезиан, разрез отложений аптского яруса близок к разрезам Центрального Предкавказья и представлен в основном песчаниками. Далее на север, в районах селений Промысловка и Песчаное, количество песчаного материала в разрезе яруса снова уменьшается.
В пределах северо-западного Кавказа на р. Белая разрез апта целиком сложен глауконитовыми алевролитами с крупными алевритово-мергельными конкрециями. Далее к западу роль глинистого материала возрастает, и в бассейне р. Пшиш аптские отложения уже целиком сложены алевритовыми глинами. В самых западных разрезах по рекам Убин, Хабль и Абин аптские отложения представлены глинами с сидеритами. Севернее же, в разрезах скважин разведочной площади Мирная Балка, наблюдается увеличение песчанистости пород по сравнению с пшишским разрезом. Увеличивается песчанистость отложений апта и к югу. Так, в Туапсинско-Лазаревском районе в состав аптских отложений входит нижняя часть свиты так называемых «долменных песчаников». Погрубение отложений апта в районах южного склона Кавказа непосредственно связано с аналогичным погрубением в готериве и барреме.
Изучение закономерностей распространения аптских отложений и изменения их литологического состава позволяет сделать вывод, что на Северном Кавказе в аптское время существовали два полусамостоятельных бассейна: в Восточном и Западном Предкавказье. Эти бассейны на участке между г. Армавир на севере и ст. Преградная на юге соединялись проливом. Таким образом, в зоне поперечного поднятия, вырисовывавшегося в валанжинском, готеривском и барремском веках и соединявшего в одно целое Предкавказскую сушу с сушей на месте поднятий в центральной части Кавказа, в аптское время отлагались осадки, но тенденция к перемычке сохранялась.
Альбский ярус. Отложения альбского яруса, так же как и аптского, на исследуемой территории представлены исключительно терригенными породами, однако по сравнению с аптскими содержат значительно большее количество глинистого материала.
В Центральном Предкавказье между р. Белая на западе и р. Чегем на востоке альбские отложения представлены переслаиванием алевролитов, глин и глинистых песчаников. Самая верхняя часть альбского разреза повсеместно сложена глинами. Разрезы альбских отложений по рекам Губе, Б. Лаба, М. Лаба и Уруп характеризуются повышенной песчанистостью. Здесь преимущественно развиты песчано-алевролитовые породы. Близкий к этому разрез вскрывается разведочными и опорными скважинами, пробуренными на Черкесской, Нагутской, Невинномысской и Надзорненской площадях.
К востоку и западу от центральных районов северного склона Кавказа количество песчаного материала в отложениях альбского яруса уменьшается, все большее значение приобретают глинисто-алевролитовые породы.
Во внутренних районах Дагестана (селения Ботлих, Хиндах) разрез альбского яруса почти нацело представлен глинами (рис. 4).
На равнинной территории Восточного Предкавказья в районах Озек-Суат, Зимняя Ставка альбские отложения представлены алевролитами и песчаниками, причем последние слагают довольно мощные пачки. В опорных скважинах Джанай и Артезиан в разрезе альбского яруса появляются глины, причем соотношение последних с алевролитами и песчаниками вполне равноценно. Севернее, в районах селений Промысловая, Песчаное и Белая Глина, в альбских отложениях глины пользуются все более широким развитием.
В пределах северо-западного Кавказа альбские отложения почти повсеместно сложены глинами, иногда с прослоями глауконитовых алевролитов или с редкими конкрециями сидеритов и глинистых мергелей.
В ряде районов (р. Белая, Нефтяно-Ширванская площадь) альбские отложения отсутствуют.
В разрезах южного склона в Геленджикском и Туапсинско-Лазаревском районах к альбу относится верхняя часть упоминавшихся уже песчаников и алевролитов «долменной свиты», выше которых залегают глины.
Севернее р. Кубань альбские отложения вскрыты опорными и разведочными скважинами (селения Выселки, Песчанокопская, Ново-Минская и др.). Здесь они сложены глинами с пачками алевролитов и песчаников.
Песчанистость пород в Западном Предкавказье увеличивается в северовосточном направлении к районам Песчанокопской и Маргаритовской скважин. Очевидно, здесь сказывается близость источника сноса.
В альбское время продолжающаяся трансгрессия нижнемелового моря приводит к тому, что территория, занятая морем, значительно расширяется к северу.
В заключение обзора литолого-фациальных особенностей нижнемеловых отложений Северного Кавказа можно сделать следующие основные выводы.
В силу особенностей геотектонического развития Кавказа в нижнемеловое время отдельные комплексы этих отложений развиты по территории неравномерно. Особенно значительными эти изменения становятся по мере движения от центральных участков Северо-Кавказской геосинклинали в северном направлении, т.е. в область Предкавказья. Ряд горизонтов нижнего мела, особенно неокома, в этом направлении очень быстро выклинивается.
Наблюдаются существенные изменения и в составе отложений. Изменение фациального характера отложений в большинстве случаев происходит в том же самом направлении - от центральных, наиболее удаленных от суши участков геосинклинали в сторону основной суши, какой являлась в течение длительного времени область Северного Предкавказья. По направлению к этой территории наблюдается изменение состава пород в сторону увеличения их песчанистости, частичного замещения карбонатных отложений терригенно-карбонатными и терригенными. Наблюдаются значительные изменения фациального состава отложений и вдоль геосинклинальной области от внутригеосинклинальных впадин к областям поперечных поднятий.
В начальные этапы нижнемеловой эпохи бассейн на Северном Кавказе имел весьма небольшие размеры, что, видимо, явилось следствием восходящих движений на рубеже мелового и юрского периодов. С барремского времени начинается наиболее заметное развитие нижнемеловой трансгрессии. По сравнению с валанжинским и готеривским веками область суши в пределах северного континента значительно сокращается. В то же время начинает чувствоваться поднятие в области Черного моря. В конце нижнемеловой эпохи в ходе нарастающей трансгрессии море распространяется и на западную часть Предкавказья и, наконец, захватывает значительную часть Ставрополья.
В пределах бассейнов осадконакопления области максимальных прогибаний и накопления отложений больших мощностей не остаются постоянными, а постепенно и закономерно перемещаются. Это особенно отчетливо видно на примере наиболее изученного восточного бассейна. В нижнемеловое время в Дагестане зона максимального прогибания постепенно перемещалась с юго-востока на северо-запад.
Параллельно с перемещением зоны максимального опускания по осевой линии прогиба сам прогиб в течение этого этапа все далее перемещался к северо-востоку, отступая от центральной части Кавказа, которая в меловой период все больше и больше проявляла себя как область размыва.
ЛИТЕРАТУРА
1. Конюхов И.А. Литологические особенности нижнемеловых отложений северовосточного Кавказа. Сб. «Сов. геология», вып. 57, 1957.
2. Конюхов И.А., Оленин В.Б. Палеогеография северного склона Кавказа и Восточного Предкавказья в нижнемеловую эпоху. Сб. «Сов. геология», № 45, 1955.
3. Луппов Н.П. Нижнемеловые отложения северо-западного Кавказа и их фауна. Гостоптехиздат, 1952.
4. Ренгартен В.П. Стратиграфия нижнемеловых отложений Северного Кавказа. Геология СССР, т. IX. Госгеолиздат, 1947.
5. Ренгартен В.П. История геологического развития Северного Кавказа. Геология СССР, т. IX. Госгеолиздат, 1947.
6. Xаин В.Е., Леонтьев Л. Н. Основные этапы геотектонического развития Кавказа. БМОИП, т. XXV, № 3-4, 1950.
7. Щерик Е.А. Геологическое строение платформенной части Кубано-Черноморской нефтеносной области и условия ее развития. Тр. Академии нефт. промышлен., вып. II, 1955.
Рис. 1. Схематическая карта изменений литологического состава пород валанжинского яруса.
1 -доломиты с прослоями известняков; 2 -известняки; 3 -известняки с прослоями мергелей и глин; 4 -известняки песчанистые с мергелями; 5 - известняки и мергели с прослоями гравелитов; 6 -глины с прослоями песчаников и алевролитов; 7 -глины с подчиненными прослоями песчаников и мергелей, в основании - глыбовый конгломерат; 8 - внутренние зоны размыва; 9 - область отсутствия отложений (суша); 10 - опорные и разведочные скважины (Два последних условных обозначения общие для всех рисунков.).
Рис. 2. Схематическая карта изменений литологического состава пород барремского яруса.
1 -переслаивание песчаников, известняков и конгломератов, реже - алевролитов; 2 - алевролиты и песчаники с подчиненными прослоями глин и известняков; 3 - глины и алевролиты с прослоями известняков и песчаников; 4 - глины и алевролиты с пачкой известняков в средней части; 5 - глины сидеритовые с пачкой фонарских песчаников; 6 - глины сидеритовые.
Рис. 3. Схематическая карта изменения литологического состава пород аптского яруса.
1 - песчаники с подчиненными пачками алевролитов и единичными прослоями гравелитов; 2 - алевролиты с подчиненным количеством песчаников и глин; 3 - алевролиты и глины; 4 - глины с редкими прослоями алевролитов.
Рис. 4. Схематическая карта изменений литологического состава пород альбского яруса.
1-песчаники и алевролиты с преобладанием первых; 2-алевролиты, песчаники и глины; 3-алевритовые глины с редкими прослоями песчаников и алевролитов; 4-глины; 5 - глины с пачкой песчаников в нижней части разреза; б - внутренние зоны частичного или полного отсутствия отложений.