Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,976
LITHOLOGY, COMPOSITION, AND FORMATION OF A MARKER GLAUCONITIC SANDSTONE HORIZON (LATE ALBIAN – EARLY CENOMANIAN) IN THE BAKHCHYSARAI AREA, CRIMEA
Введение
Территория исследований в Бахчисарайском районе Республики Крым почти наполовину сложена меловыми, в основном карбонатными, породами. В их разрезе в качестве маркирующего горизонта выделяется слой глауконитовых песчаников (в пределах Крымского учебного полигона Горного университета (Санкт-Петербург)) (рис. 1). Ранее исследования касались преимущественно его биостратиграфии: найденные ископаемые остатки подтвердили позднеальбский – раннесеноманский возраст вмещающих отложений [2; 3]. Систематических литологических работ до сих пор не проводилось. По имеющимся кратким описаниям, горизонт представлен мелко- и среднезернистыми известковистыми глауконитовыми песчаниками, содержащими зерна магнетита. В основании отмечается кварцевая галька, а местами встречаются линзы известняков. Цемент породы – известковый [2].
Горизонт глауконитовых песчаников представляет собой довольно сложный для изучения объект, поскольку обнажен плохо по сравнению с ниже- и вышележащими толщами. В большинстве обнажений представлена неполная его мощность. Глауконитовые песчаники трансгрессивно залегают на разных подстилающих отложениях, в некоторых местах с отчетливым эрозионным контактом, заполняя промоины и карманы. Мощность горизонта переменная, от нескольких дециметров до 10 м. Наиболее представительным разрезом является искусственное обнажение – выемка под строительство трансформаторной будки в устье Сухого лога. Для дополнительного изучения литологических особенностей пород здесь была выполнена расчистка и отобрана серия образцов с нескольких уровней.
Горизонт глауконитовых песчаников представляет особенно интересный объект для изучения литологических особенностей и последующих палеогеографических реконструкций, так как глауконит характеризуется строго детерминированным генезисом [2–4].
Микроскопическое исследование петрографических шлифов позволило выявить значительную долю пирокластических частиц в составе изучаемых пород. Данный факт послужил основанием для пересмотра представлений об условиях осадконакопления в пределах распространения рассматриваемого маркирующего горизонта. Было определено, что по крайней мере некоторые разности глауконитового «песчаника» являются туффитами или туфоизвестняками, пирокластический материал в которых представлен кристаллокластами плагиоклаза и литокластами микролитовой основной массы эффузивов, рассеянными в известковом матриксе.
Рис. 1. Расположение района исследования (черный прямоугольник) Примечание: составлен авторами на основе источника [1]
Цель исследования – изучение литологического состава горизонта глауконитовых песчаников микроскопическим методом и палеогеографическая реконструкция в позднеальбское время в Бахчисарайском районе (Республика Крым).
Материалы и методы исследования
Материал для изготовления шлифов и последующего детального изучения их микроскопическими методами был отобран с нескольких уровней из разреза в устье лога Сухого. Из отобранных образцов в шлифовальной мастерской Горного университета были изготовлены петрографические шлифы. Микроскопические исследования выполнены в литологической лаборатории кафедры исторической и динамической геологии Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Описание и фотографирование шлифов производилось с помощью микроскопа Axio Imager A2m и программного комплекса Tixomet Pro.
Результаты исследования и их обсуждение
Породы сложены следующими компонентами: литокластами (10–12 %), кристаллокластами (20–40 %), карбонатными зернами (40–50 %), зернами глауконита (5–10 %) и карбонатным микритом коричневого цвета (15–20 %).
Литокластическая часть представлена обломками порфировых андезитов (10–12 %) неправильной, угловатой, реже округлой, удлиненной формы (рис. 2).
Рис. 2. Литокласт андезитового порфирита с гиалопилитовой структурой основной массы (шл. 18–26, с анализатором) Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Минимальные размеры – менее 0,2 мм (около 10 % от всего количества литокластов). Преобладающий размер обломков составляет 0,5–0,7 мм (более 50 % от всего количества литокластов). Максимальные размеры – около 1 мм (не более 5 % от всего количества литокластов). Порфировые вкрапленники в литокластах представлены плагиоклазом. Основная масса имеет гиалопилитовую структуру. Она сложена микролитами плагиоклаза и измененным вулканическим стеклом. Часть литокластов замещена кальцитом или глауконитом.
Кристаллокласты представлены зернами плагиоклаза (20–40 %), которые имеют прямоугольные, также шестиугольные и реже неправильные, удлиненные формы с полисинтетическими двойниками и характерной зональной микроструктурой. Минимальные размеры – 0,1–0,15 мм (около 30 % от всего количества зерен плагиоклазов). Преобладающий размер кристаллокластов плагиоклаза составляет 0,5–0,6 мм (более 50 % от всего количества зерен плагиоклазов). Максимальные размеры – около 1 мм, (не более 20 % от всего количества зерен плагиоклазов). Многие (55–60 %) кристаллокласты корродированы и замещены кальцитом (рис. 3).
Рис. 3. Замещение кристаллокластов плагиоклаза кальцитом (шл. 18–24, с анализатором) Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Карбонатная составляющая породы представлена преимущественно остатками раковин фораминифер (рис. 4), размеры которых колеблются в диапазоне 0,05–0,1 мм, остатками криноидей, размеры которых составляют около 0,1 мм, и кальцисферами (рис. 5), размеры которых не превышают 0,05–0,07 мм [5; 6]. Фораминиферы представлены в основном планктонными формами с тонкостенными (около 1 мкм) раковинами, внутренняя часть которых обычно заполнена кристаллическим кальцитом. В ряде случаев можно наблюдать замещение полостей камер фораминифер глауконитом и кальцитом (рис. 4). Встречены также остатки бентосных фораминифер (рис. 5).
Рис. 4. Раковина фораминиферы, заполненная глауконитом (шл. 18–17, без анализатора) Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Рис. 5. Многочисленные кальцисферы и остаток бентосной фораминиферы (в центре) (шл. 18–25, без анализатора) Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Глауконит присутствует в виде довольно крупных зерен изометричной, неправильной, а иногда и округлой формы. В зернах (микроконкрециях) глауконита также присутствуют остатки фораминифер и радиолярий (?), замещенные глауконитом.
Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что литологические разности в пределах глауконитового песчаного горизонта на территории Крымского учебного полигона (Санкт-Петербургский горный университет) представлены туффитами и туфоизвестняками [4].
Обстановка осадконакопления горизонта глауконитовых песчаников, несомненно, морская, очевидно, неритовая, на что указывает комплекс фораминифер, криноидей и кальцисфер [5; 7; 8]. Преобладание среди остатков фораминифер планктонных форм говорит о достаточно большой глубине. На это же указывает массивная текстура пород без признаков активной гидродинамики.
Обилие глауконита также указывает на морские условия [7–9]. При изучении шлифов были выявлены остатки фораминифер, полости раковин которых замещены глауконитом (рис. 4), что указывает на определенный механизм глауконитизации – синтез из иловых растворов SiO2, Al2O3, K2O, Fe(HCO3)2 и др. [2; 5; 7].
Для решения вопроса об источнике пирокластического материала андезитового состава необходимо провести региональный обзор.
Крупный меловой вулканический пояс, проходящий южнее Черного моря, состоит как минимум из трех частей – Транскавказского вулканического пояса (Аджаро-Триалетская зона, Дзирульский массив, Сомхетско-Карабахская зона), зоны Восточная Средна-Гора в Болгарии и Понтид на севере Турции [10–12].
С апта до турона вулканизм имел распространение в Транскавказском вулканическом поясе, в основном в Аджаро-Триалетской зоне [10–12].
Согласно [10; 13; 14], «…вулканический пояс апта–альба (или альба) проходил от Транскавказского пояса (от Аджаро-Триалетской зоны) через валы Шатского и Андрусова и уходил в район Балаклавы».
В Черном море на Одесском шельфе также установлен меловой вулканизм, связанный с раскрытием раннемелового Каркинитского грабена [10; 15]. Формирование последнего пришлось на поздний баррем-альб, но на альбское время приходится главная фаза рифтинга, который сопровождался формированием многочисленных вулканов в основном в позднем альбе [10; 12; 16].
Таким образом, вулканическая деятельность в альбском веке, вероятно, происходила в Транскавказском поясе, в районе Балаклавы и в районе Каркинитского грабена (рис. 6) [2; 10; 14].
Рис. 6. Палеотектоническая реконструкция для альба: 1 – вулканические пояса; 2 – глубоководные бассейны с океанической или континентальной корой, сильно утоненной рифтингом; 3 – осадочные бассейны; 4 – оси рифтинга или спрединга океанической коры; 5 – сбросы; 6 – сдвиги; 7 – отдельные вулканы; 8 – район проведенного исследования Примечание: составлен авторами на основе источника [10]
Из этого можно предположить, что транспорт пирокластического материала андезитового состава в бассейн седиментации осуществлялся по воздуху из района Каркинитского грабена либо из района Балаклавы Транскавказского пояса [10].
При микроскопическом исследовании пород было установлено, что пирокластические компоненты пород преимущественно имеют угловатые очертания и полностью отсутствуют признаки их окатывания. Данная особенность указывает на отложение их в водных условиях со спокойными гидродинамическими условиями [17, с. 52].
Верхнеальбский пирокластический материал андезитового состава транспортировался в осадочный бассейн воздушным путем либо из вулканической области Каркинитского грабена, либо из района Балаклавской вулканической дуги [2; 10; 13]. Вулканические обломки осаждались и накапливались на дне глубоководного шельфа со спокойным гидродинамическим режимом, на что указывают изученный в шлифах комплекс микрофоссилий, морфологические особенности литокластов и кристаллокластов, а также высокое содержание глауконита.
Заключение
Проведенное изучение состава и геологической обстановки формирования глауконитовых песчаников, которые вскрываются в пределах Крымского учебного полигона Горного университета, позволяет утверждать: подавляющая часть слагающих горизонт пород содержит заметное количество пирокластики. Это дает основание относить их не к песчаникам, а к туффитам или туфоизвестнякам.
В составе пород были выделены литокластические компоненты (10–12 %), представленные порфировыми андезитами, основная масса которых обнаруживает гиалопилитовую структуру; кристаллокластические компоненты (20–40 %), представленные зернами плагиоклаза с зональной микроструктурой; карбонатный матрикс (15–20 %) и карбонатные зерна (40–50 %), которые включают остатки фораминифер, криноидей и кальцисферы; глауконит (5 %) встречается как в виде отдельных зерен, так и в виде заполнения полостей раковин фораминифер или метасоматически замещает литокласты.
Присутствие пирокластического материала андезитового состава, по-видимому, объясняется тем, что в альбское время происходила вулканическая деятельность с преобладанием наземных, преимущественно эксплозивных извержений в области Каркинитского грабена или Балаклавской части Транскавказского вулканического пояса. Пирокластический материал переносился по воздуху и осаждался в том числе на современной территории Бахчисарайского района Республики Крым.
Вулканические обломки андезитового состава осаждались на дне шельфового бассейна с глубинами ниже уровня волновой активности (50–200 м), на что указывает наличие в породе минерала-индикатора обстановок осадконакопления – глауконита, а также характерная для этой биономической зоны совокупность фораминифер.
Библиографическая ссылка
Кривошеин Р. А., Щеколдин Р. А. ЛИТОЛОГИЯ, СОСТАВ И ФОРМИРОВАНИЕ МАРКИРУЮЩЕГО ГОРИЗОНТА ГЛАУКОНИТОВЫХ ПЕСЧАНИКОВ В ПОЗДНЕМ АЛЬБЕ – РАННЕМ СЕНОМАНЕ (БАХЧИСАРАЙСКИЙ РАЙОН, РЕСПУБЛИКА КРЫМ) // Успехи современного естествознания. 2026. № 5. С. 75-80;URL: https://natural-sciences.ru/en/article/view?id=38518 (дата обращения: 01.06.2026).