Условия образования сарайлинской толщи Татарии
В порядке обсуждения.
В. И. АВЕРЬЯНОВ
Под сарайлинской толщей понимается мощный терригенный комплекс пород, залегающий на карбонатных отложениях верхнего девона (мендымские, аскынские, частично фаменские) и покрывающийся угленосными образованиями сталиногорского горизонта.
Распространены эти отложения в восточной Татарии сравнительно узкой полосой, совпадающей по простиранию с течением р. Кама и уходящей к югу в районы Куйбышевского Поволжья и, видимо, далее в Прикаспийскую депрессию. Полоса распространения сарайлинских отложений прослеживается и к северу от Татарии, совпадая в общем с течением р. Кама. Ширина этой полосы изменяется от 25 до 80 км. Мощность описываемых отложений достигает 300 м.
Представлена сарайлинская толща в основном песчано-глинисто-алевролитовыми породами, изредка встречаются прослои углисто-глинистых сланцев, а в нижней части - известняков.
Вопрос о возрасте и условиях образования сарайлинской толщи является дискуссионным.
В.И. Троепольский [7, 8] считает эти осадки турнейскими и формирование их связывает с подъемом блоков по расколам платформы на периферии зоны распространения сарайлинской толщи, что и обусловило размыв 300-метровой толщи пород девона (фаменских, местами верхнефранских отложений).
Затем, по мнению В.И. Троепольского, произошло вновь опускание, а образовавшийся прогиб был выполнен в турнейское время терригенными осадками. Размыв В.И. Троепольский объясняет наличием на грани девона и карбона брекчиевидных пород и шестоватых известняков (скв. 1 Кабык-Купер и скв. 9 Елабуга).
В.М. Познер [5] считает описываемую терригенную толщу, выполняющую узкую и длинную Камско-Кинельскую эрозионно-тектоническую впадину, нижнекаменноугольной; отложению этой толщи предшествовал глубокий размыв, уничтоживший нижнюю часть нижнего карбона и верхнюю часть девона.
Н.И. Марковский [4] связывает образование сарайлинской толщи с палеорекой, полагая, что вслед за эрозионным размывом речной долины произошло длительное компенсационное заполнение ее терригенными осадками в нижневизейское время. Русловой характер осадков автор подтверждает косой или нарушенной слоистостью и линзовидным залеганием.
А.И. Клещев и др. [3] синхронизируют нижнюю часть сарайлинской толщи с верхнефранскими и фаменскими слоями, а верхнюю - с турнейскими и яснополянскими, указывая, что эти фации развиваются по восточному краю Русской платформы, подчиняются в своем простирании платформенным структурам I порядка и возникают в общем ходе эволюции девонского бассейна.
З.А. Чернышевская и М.Ф. Филиппова [9] также отрицают глубокий предтурнейский размыв. Нижнюю часть сарайлинской толщи они считают фаменской, полагая, что это осадки глубоких иловых впадин.
Смешанный комплекс фауны характеризует постепенный переход от девона к карбону.
Постепенный переход от карбонатных девонских к терригенным сарайлинским отложениям отмечался К.А. Богородской [1].
Л.В. Шаронов [10] нижнюю часть терригенной сарайлинской толщи считает фациальным аналогом карбонатных отложений девона, а верхнюю - визейской. По его мнению, зона развития терригенных осадков визейского возраста представляет собой речную долину, промытую в турнейское время и выполненную позднее (в визейское время) морскими осадками.
По В.Н. Тихому [6] в верхнефаменское время размыв Камско-Кинельской впадины уничтожил несколько сотен метров фаменских, верхне- и, возможно, среднефранских отложений. Затем в этой впадине отложились верхнефаменские осадки, мощность которых намного меньше мощности фаменского яруса соседних территорий, и представлены они относительно глубоководными битуминозными глинисто-кремнистыми и карбонатными фациями иловой впадины. В турнейское и нижневизейское время эта впадина была окончательно выполнена осадками.
Изучая в 1953-1956 гг. девонские отложения северо-восточной Татарии, мы пришли к выводу, что нижняя часть сарайлинских отложений является девонской (видимо, аскынско-фаменской), а верхняя - нижнекаменноугольной, т.е. в этой части наши взгляды совпадают с воззрением А.И. Клещева и др. [3].
Для северо-востока Татарии девонский возраст нижней части сарайлинской толщи подтверждается обнаруженными Л.В. Шароновым в этом интервале (разрезы Кабык-Куперских скважин) такими формами, как Lingula loevinsoni Wen., L. Ligea Hall., L. cf. subparallela Sandb., Orbiculoidea newberryii Hall., Liorhynchus sp., а также остатков птеропод, радиолярий и мелких однокамерных фораминифер: Archaesphaera minima Su1., Vicinisphaera squealida Anthr., Parathurammina suleimanovi Lip., Parath. cushmani var. minima Anthr., Parath. polipora Anthr., Tuberitina minima Su1., найденных и определенных И.А. Антроповым в нижней части сарайлинской толщи в скв. 1 Сарайли у д. Калмаш.
Г.П. Батановой, И. А. Антроповым и сотрудниками ЦНИЛ треста Татнефтегазразведка указывалось на присутствие в описываемых отложениях (Сарайли, скв. 2) следующих форм: Archaesphaera minima Su1., Endothira communis Raus., E. minima Lip., Hyperammina minima Bir., Lingula sp., Pustula plicata Sar., P. cf. carringtona Dav., Orbiculoidea sp.
В настоящее время еще не имеется достаточных данных для установления верхней границы и тем самым мощности нижней части сарайлинской толщи, принадлежащей девону. Однако как литологически, так и палеонтологически отличить ее от верхней части легко.
Заключение о возрасте нижней части сарайлинской толщи подтверждается также и постепенным переходом от карбонатных отложений девона и карбона к терригенным сарайлинским во времени и пространстве.
При движении от полосы сплошного развития известняков и доломитов верхнего девона к осевой части зоны распространения сарайлинских отложений, тяготеющей к р. Кама, в аскынских и фаменских отложениях начинают появляться во все увеличивающемся количестве и мощностях глинисто-алевритовые прослои (см. рис).
Такое переслаивание в аскынских и фаменских отложениях карбонатных и глинисто-алевролито-песчаных пород, а затем переход их целиком в терригенную толщу свидетельствует о фациальном замещении по простиранию карбонатных отложений терригенными и противоречит представлениям о размыве верхней части девонской толщи, тем более, что следы размыва по контакту отсутствуют.
Приведенные В.И. Троепольским в качестве доказательства размыва брекчиевидные известняки и шестоватый кальцит не являются убедительными, поскольку и те и другие могут быть результатом внутриформационных перерывов, которые довольно часто встречаются в карбонатной толще девона. Длительный континентальный перерыв и смыв 300-метровой толщи пород должен был иметь последствия не в двух пунктах на расстоянии 100 км друг от друга, а на всех участках, где поднят керн в этом интервале. Даже незначительные перерывы в терригенной живетско-нижнефранской толще девона и то весьма четко фиксируются в разрезе.
Переход от карбонатных к терригенным породам в виде переслаивания наблюдается и вверх по разрезу от кровли «нормальных» карбонатных мендымских и аскынских слоев до полного исчезновения последних.
Описанное соотношение морских карбонатных и терригенных отложений свидетельствует о морском происхождении сарайлинских образований и об одновременном накоплении терригенных осадков на одних участках я карбонатных на других.
Следует добавить, что изучение современных условий залегания девонских и каменноугольных образований на территории северо-восточной Татарии и тектоническое развитие этого района показывают, что территория распространения сарайлинских отложений во время их накопления не испытывала каких-либо значительных по амплитуде резких движений, сопровождавшихся разломами, поскольку полоса, занятая сарайлинскими осадками, не имеет прямолинейных очертаний в плане и отличается при этом непостоянной шириной на различных горизонтальных срезах.
Отсутствие разломов подтверждается также пологим (до 1°) наклоном известнякового «ложа», в котором развиты терригенные сарайлинские отложения и соответствием структурных форм фундамента, различных горизонтов живетского и франского ярусов, а также и кровли угленосной свиты нижнего карбона. На структурных картах по всем указанным горизонтам простирание, размеры и форма Прикамского (Сарайлинского) прогиба совпадают, что свидетельствует о посленижнекарбоновом времени его образования, и совершенно не совпадают с простиранием, размерами и формой зоны распространения сарайлинских образований. Следовательно, за время формирования этих осадков не только не было разломов и смещений, но не было вообще существенных структурных преобразований. Формирование терригенных сарайлинских осадков, на наш взгляд, происходило в Прикамье без особого изменения положения дна бассейна. Объяснять специфические условия осадконакопления сарайлинской толщи наличием на указанной территории лагунообразных впадин, как это делают 3.А. Чернышевская и М.Ф. Филиппова, невозможно, поскольку этому противоречит характер распространения сарайлинских образований. Их можно связать с проходившим здесь течением, довольно постоянным по месту и устойчивым во времени. Оно не было сильным и носило аккумулятивный характер. По причинам, его вызвавшим, это течение, как и все современные устойчивые течения [2], было комплексным. Скорость и направление течения были обусловлены наряду с другими факторами также и распределением суши и рельефом дна океана. Возможно, что оно несло более холодные воды, недонасыщенные СO2, или было несколько опресненным, в виду чего карбонатные илы не отлагались и накапливались в основном глинистые и песчано-алевритовые осадки. Лишь в первые этапы периодически возникала обстановка, благоприятная для формирования карбонатных осадков, которые встречаются в основании сарайлинской толщи в виде маломощных пластов карбонатных пород.
Сила этого течения была различной во времени и пространстве. Оно то затрагивало лишь верхние слои воды, не нарушая существовавшей на дне малоподвижной застойной обстановки, то степень его воздействия возрастала и тогда в движение приходили и нижние слои воды. Все это предопределило возможность накопления различных осадков - глинистых, алевритовых, песчаных, карбонатных.
Темный цвет аргиллитов, обогащенность их органическим веществом и довольно часто битумами, присутствие в них сидерита и пирита указывают на восстановительную обстановку их формирования в застойных условиях морского дна, не нарушавшихся течением, которое проходило выше.
При увеличении силы течения переносился и отлагался более крупный кластический материал, давший начало глинистым алевролитам и алевритовым песчаникам. Преимущественно мономинеральный их состав и хорошая окатанность зерен указывают на вторичное переотложение материала и длительность его транспортировки.
Вместе с пластическим материалом на дно поступал кальцит, о чем свидетельствует известковистость терригенных пород сарайлинской толщи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Богородская К.А. Литологическая характеристика так называемой сарайлинской толщи. Изв. КФАН СССР, сер. геол., № 4, 1957.
2. Зубов Н.Н. Динамическая океанология. Гидрометеоиздат, 1947.
3. Клещев А.И., Киров В.А., Петропавловский В.В. О возрасте сарайлинской терригенной толщи Татарии. Геология нефти, 1957, № 12.
4. Марковский Н.И. О палеогеографии нижневизейского времени в районах Среднего Поволжья и Заволжья. ДАН СССР, т. 104, № 4, 1955.
5. Познер В.М. Стратиграфия терригенной толщи нижнего карбона Камско-Кинельской впадины. ДАН, т. 104, № 6, 1955.
6. Тихий В.Н. Волго-Уральская нефтеносная область. Девонские отложения. Тр. ВНИГРИ, вып. 106, 1957.
7. Троепольский В.И. К вопросу об условиях формирования и сохранения залежей нефти в терригенной толще девона в депрессионных и сводовых областях Поволжья. Ученые записки КГУ, т. 115, кн. 10, 1955.
8. Троепольский В.И. Об условиях формирования и сохранения залежей нефти в терригенном девоне Ншкнего Прикамья. Ученые записки КГУ, т. 117, кн. 9, 1957.
9. Чернышевская 3.А., Филиппова М.Ф. Новые данные о стратиграфии верхнего девона Татарской АССР. Геология нефти, 1958, № 4.
10. Шаронов Л.В. Геологическое строение и условия формирования сарайлинской толщи Татарии. Татарская нефть, № 1, 1957.
Казанский фил. АН СССР, Геологический ин-т
Рисунок Схема условий залегания нижней части сарайлинской толщи на северо-востоке Татарии.
1 - известняки и доломиты; 2 - аргиллиты; 3 - песчаники и алевролиты.