ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛУРИЙСКИХ И НИЖНЕДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-ЗИЛАИРСКОЙ ЗОНЫ (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Шамиль Валитов

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛУРИЙСКИХ И НИЖНЕДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-ЗИЛАИРСКОЙ ЗОНЫ (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Выпускная квалификационная работа посвящена изучению силурийских и нижнедевонских образований Западно-Зилаирской зоны (ЗЗЗ). В структурном плане территория развития данных отложений располагается в пределах центральной части западной зоны Зилаирского синклинория. Актуальность изучения силуро-девонских отложений ЗЗЗ объясняется несколькими причинами. Одной из первых является то, что вклад южно-уральского материала в реконструкцию глобальной геологической истории силура ничтожен. Во многом это было вызвано недостатком биостратиграфических данных, несовершенством лабораторных методов исследований и подходов к интерпретации их результатов, но в настоящее время эти препятствия не имеют определяющего значения. В частности, во многих обнажениях определены конодонты и хитинозои, разрезы увязаны между собой и с Международной стратиграфической шкалой .Научно-практическая значимость проведенных работ объясняется необходимостью 1) выявления геохимических отличий пород, относящихся к разным стратиграфическим интервалам и разрезам; 2) сбора фактического материала для составления путеводителей экскурсий по программам научно-популярного и научного туризма (район исследований отличается впечатляющим по своим масштабам потоком туристов); 3) полученные данные могут быть полезны при последующих более детальных исследованиях ЗЗЗ, как академического характера, так и геологического картирования. Новизна работы: впервые получены и проинтерпретированы представительные литогеохимические данные по верхнеордовикско-нижнедевонским отложениям; впервые проведен структурно-генетический анализ силурийско-нижнедевонских карбонатных пород по современным методикам .

Геология

Дипломы

Вуз: Башкирский государственный университет (БашГУ)

ID: 5f32c748cd3d3e0001b73e52

UUID: ad6cded0-be1d-0138-1738-0242ac180006

Язык: Русский

Опубликовано: около 4 лет назад

Просмотры: 12

10.24

Шамиль Валитов

Башкирский государственный университет (БашГУ)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 24,8 МБ

Поделиться работой

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРЫ ГЕОЛОГИИ И ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ПО ПРОГРАММЕ БАКАЛАВРИАТА ВАЛИТОВ ШАМИЛЬ КАМИЛОВИЧ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛУРИЙСКИХ И НИЖНЕДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-ЗИЛАИРСКОЙ ЗОНЫ (ЮЖНЫЙ УРАЛ) Выполнил: Студент 4 курса очной формы обучения Направление подготовки (специальность) 05.03.01. «Геология» Направленность (профиль) «Геология» Руководитель к.г.-м.н., доцент ____________ / Ларионов Н.Н. (подпись) Научный консультант ____________ / Зайнуллин Р.И. (подпись) УФА – 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................. 3 1. История исследований ............................................................................................ 6 1.1 Геологическая изученность .................................................................................. 6 1.2 Геофизическая изученность ................................................................................. 7 1.3 Геохимическая изученность ................................................................................. 8 2. Тектоническое положение и геологическое строение Западно-Зилаирской зоны Южного Урала ................................................................................................. 10 2.1 Краткая геологическая характеристика ............................................................ 10 2.2 Стратиграфия ордовикских, силурийских и девонских отложений ЗападноЗилаирской зоны........................................................................................................ 11 2.2.1 Ордовикская система ....................................................................................... 12 2.2.2.1 Силурийская система. Нижний отдел.. ....................................................... 12 2.2.2.2 Силурийская система. Верхний отдел ........................................................ 13 2.2.3 Девонская система............................................................................................ 13 3. Методика и материалы ......................................................................................... 15 4. Геологическое строение разрезов........................................................................ 17 4.1 Разрез Набиуллино-3........................................................................................... 18 4.2 Разрез Миндигулово-1 ........................................................................................ 20 4.3 Разрез Миндигулово-2 ........................................................................................ 25 5.Минералого-петрографический и геохимический состав глинистых сланцев 27 6. Обстановки и условия формирования глинистых и карбонатных пород ....... 39 6.1 Карбонатные породы .......................................................................................... 39 6.1.1 Разрез Миндигулово-1 ..................................................................................... 41 6.1.2 Разрез Миндигулово-2 ..................................................................................... 45 6.2 Глинистые сланцы и песчанистые аргиллиты ................................................. 53 6.2.1 Палеоклиматические обстановки ................................................................... 53 6.2.2 Состав пород в области размыва .................................................................... 56 6.2.3 Окислительно-восстановительные условия .................................................. 57 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 59 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ ....... 61 ПРИЛОЖЕНИЯ ...................................................................................................... 65 2

ВВЕДЕНИЕ «Каждый крошечный осадок имеет свою природу, каждый!» (Х. Рединг) Выпускная квалификационная работа посвящена изучению силурийских и нижнедевонских образований Западно-Зилаирской зоны (ЗЗЗ). В структурном плане территория развития данных отложений располагается в пределах центральной части западной зоны Зилаирского синклинория. Впервые в данной зоне Южного Урала силурийские отложения наиболее детально были изучены Д.Г. Ожигановым в 1955 году. В конце 50-х годов С.Н. Краузе и В.А. Маслов1 в ходе литолого-стратиграфических работ отметили, что «глинистые сланцы силура в разрезе палеозойских пород западного склона Башкирского Урала являются, одними из наиболее интересных отложений с точки зрения условий их образования» (стр. 63). В последующие годы при проведении научно-исследовательских, геологосъёмочных и поисковых работ по изучению вопросов об условиях формирования глинистых сланцев не уделялось должного внимания. Актуальность изучения силуро-девонских отложений ЗЗЗ объясняется несколькими причинами. Одной из первых является то, что вклад южноуральского материала в реконструкцию глобальной геологической истории силура ничтожен. Во многом это было вызвано недостатком биостратиграфических данных, несовершенством лабораторных методов исследований и подходов к интерпретации их результатов, но в настоящее время эти препятствия не имеют определяющего значения. В частности, во многих обнажениях определены конодонты и хитинозои, разрезы увязаны между собой и с Международной стратиграфической шкалой2. Другой немаловажной причиной изучения силуро-девонских отложений является широкое распространение в них глинистых сланцев. Согласно3 геохимический состав тонкообломочных пород отражает состав верхней континентальной коры обширных территорий. Таким образом, геохимическое изучение силурийско-нижнедевонских сланцев позволит выявить основные особенности (состав петрофонда, обстановки выветривания, климатические условия) юго-восточной окраины палеоконтинента Балтика и проследить их 1 Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Изд-во БФАН СССР, 1961. 94 с. 2 Mavrinskaya T.M., Artyushkova O.V. Conodont characteristic of the Lochkovian-Pragian boundary interval in the Mindigulovo section (western slope of the Southern Urals). Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung and SpringerVerlag GmbH Germany, 2017. 3 Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с. 3

изменения во времени. Выявленные особенности могут применяться при корреляции разрезов на геохимической основе. Существенно дополнить реконструкции поможет изучение карбонатных пород, находящихся со сланцами в переслаивании. Целью работы является комплексное изучение силурийских и нижнедевонских отложений центральной части Западно-Зилаирской зоны и реконструкция обстановок их накопления. Для достижения цели ставились следующие задачи: 1. изучить, описать и провести геохимическое опробование разрезов, охватывающих интервал от верхнего ордовика по нижний девон включительно; 2. на основе минералого-петрографических, термогравиметрических, рентгенофазовых и геохимических данных установить минералогопетрографический состав глинистых сланцев; 3. проинтерпретировать минералого-петрографический и геохимический состав глинистых сланцев; 4. определить структурно-генетические типы карбонатных пород и установить обстановки их накопления; 5. обобщить все полученные материалы. В качестве объектов изучения были выбраны три разреза – Набиуллино-3, Миндигулово-1 и Миндигулово-2, в которых обнажены, соответственно, отложения верхнего ордовика – силура, силура и нижнего девона. Таким образом, изучена непрерывная последовательность верхнеордовиксконижнедевонских отложений. Научно-практическая значимость проведенных работ объясняется необходимостью 1) выявления геохимических отличий пород, относящихся к разным стратиграфическим интервалам и разрезам; 2) сбора фактического материала для составления путеводителей экскурсий по программам научнопопулярного и научного туризма (район исследований отличается впечатляющим по своим масштабам потоком туристов); 3) полученные данные могут быть полезны при последующих более детальных исследованиях ЗЗЗ, как академического характера, так и геологического картирования. Новизна работы: впервые получены и проинтерпретированы представительные литогеохимические данные по верхнеордовиксконижнедевонским отложениям; впервые проведен структурно-генетический анализ силурийско-нижнедевонских карбонатных пород по современным методикам4. 4 Flugel E. Microfacies of Carbonate Rocks. Analysis, Interpretation and Application. Second Edition. SpringerHeidelberg-Dordrecht-London-New York, 2010. 984 p. 4

Фактический материал был собран при прохождении производственной практики в качестве лаборанта-исследователя с сотрудниками лаборатории стратиграфии палеозоя ИГ УФИЦ РАН при решении научно-исследовательских задач. Автор занимался отбором образцов, описанием разрезов и горных пород. Подготавливал пробы на различные виды анализов. Интерпретация полученного материала выполнена автором при поддержке старшего научного сотрудника ИГ УФИЦ РАН к.г.-м.н., Фазлиахметова А.М. Автор выражает свои благодарности научному руководителю Н.Н. Ларионову за оказанную всестороннюю поддержку и за полученный опыт во время учебных полевых практик, а также при написании дипломной работы. Автор благодарен А.М. Фазлиахметову за полученный огромный опыт при выполнении научно-исследовательских работ, за помощь при подготовке к участию на различных конференциях. Автор благодарен за помощь при выполнении работы сотрудникам ИГ УФИЦ РАН: д.г.-м.н., Артюшковой О.В., н.с., Мавринской Т.М., к.г.-м.н., Якупову Р.Р., к.г.-м.н., Горожанину В.М., к.г.м.н., Горожаниной Е.Н., д.г.-м.н, Кулагиной Е.И., и н.с. Зайнуллину Р.И. Выражает отдельную благодарность коллегам из ТПУ за помощь при выполнении рентгенофазового анализа к.г.-м.н., Соктоеву Б.Р., асп., Злобиной А.Н. Результаты проведенных исследовательских работ освещены в тезисах различных конференций: - «Ежегодная научно-практическая конференция, посвященной Дню геолога», Уфа 2017, 2018. - Конкурс научных работ в секции «Геология» в рамках фестиваля «Неделя географии – 2018», Уфа. - XVIII Международный научный симпозиум студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр», Томск 2019. - XVII Всероссийская конференция-конкурс студентов и аспирантов. Санкт-Петербург 2019. - XV Международный форум-конкурс студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы недропользования», Санкт-Петербург 2019. 5

1. История исследований 1.1 Геологическая изученность Обзор предшествующих работ по западному склону Южного Урала приведены в объяснительной записке5 к геологической карте масштаба 1:200 000 (второе издание, 2015 г.), лист N-40-XXVIII, а также обобщены в работах В.Н. Пучкова6,7. Впервые ордовикские и силурийские отложения были установлены и описаны на западном борту Зилаирского синклинория в 30-е годы рядом исследователей, проводивших геолого-съемочные работы: Н.В. Потуловой (1930 г.), А.И. Ивановым (1934 г., 1938 г., 1948 г.), Р.Э. Квятковским (1937 г.), Д.Г. Ожигановым (1939 г., 1940 г., 1946 г., 1951 г., 1955), Блохиным А.А. (1947), Дингельштедтом Н.Н. (1932 г., 1933 г.). Наиболее детальное изучение выполнено Д.Г. Ожигановым. В результате этих исследований была составлена местная стратиграфическая схема. В конце 1950-х годов С.Н. Краузе и В.А. Масловым8 при проведении литолого-стратиграфических работ в данном районе был получен богатый фактический материал, позволивший значительно уточнить стратиграфию ордовика и силура. Они отметили нецелесообразность использования свит, предложенных Д.Г. Ожигановым, в силу невыдержанности их по простиранию. В период с 1963 по 1980 год коллективом геологов и геофизиков начались активные геолого-съемочные работы масштаба 1:50 0009,10. В ходе данных работ расчленение нижнепалеозойских образований, было выполнено в соответствии с общей стратиграфической шкалой. Поисковые работы начались в 60-е годы и продолжались до середины 80х годов. Они сводились в основном к двум направлениям: на бокситовые руды в девонских образованиях и на поиски россыпных алмазов в ордовикских отложениях. Вопросам изучения металлогении района были посвящены 5 Князев Ю.Г., Князева О.Ю. и др. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XXVIII. Объяснительная записка. – М.: МФ ВСЕГЕИ, 2015. 237с. 6 Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 145 с. 7 Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья: актуальные вопросы стратиграфи, тектоники, геодинамики и металлогении. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с. 8 Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Изд-во БФАН СССР, 1961. 94 с. 9 Клочихин А.В., Радченко В.В., Буряченко А.В. и др. Геологическое строение северной части Зилаирского синклинория и сопредельных территорий. Отчёт о геологической съемке, проведенной Кагармановской ГСП в 1962-1969 гг. Уфа, ТГФ РБ, 1969. 10 Решетников Н.Ф. и др. Геологическое строение центральной части Южного Урала в районе г. Белорецка. Отчёт Серменевской ГСП за 1962-66 гг. Уфа, ТФ ТГФ РБ, 1966. 6

тематические исследования под руководством11 по оценке перспективы бокситоносности отложений эйфельского яруса западного борта Зилаирского синклинория. Поиски алмазов проводились в пределах Западно-Зилаирской зоны, где в отложениях ордовика зафиксирована их перспективность. Современные представления о геологии данного района в большей мере базируются на результатах геолого-съемочных работ масштаба 1:50 000, проведенных в 1988-1992 гг. В.А. Шефером, а также 1:200 000 масштаба выполненных Ю.Г. Князевым и др. в 2015 году (рис. 1.1). Рисунок 1.1 1.2 Геофизическая изученность Геофизические исследования масштаба 1:50 000 на листах N-40-103-В и N-40-103-Г были проведены в 1983-86 гг. В ходе, которой была выполнена площадная съемка комплексом методов, включающем гравиразведку, магниторазведку, электроразведку. В физических полях выделены области развития отложений рифея, венда, палеозоя. Получена геофизическая основа 11 Макушин А.А., Клочихин А.В., Пацков А.А. Отчёт о результатах общих поисков по объектам: «Суранская площадь», «Белорецко-Авзянская площадь», «Ишлинский участок» и «Шатакская площадь» за 1980-1983 гг. Уфа, ТГФ РБ, 1983. 7

для проведения геолого-съемочных работ масштаба 1:50 000, а также получены карты аномального магнитного поля и кажущегося электрического сопротивления. В результате составлены гравиметрические карты редукции Буге с плотностью промежуточного слоя 2,3 и 2,67 г/см3, масштаба 1:50 000. Итогом данных работ является высокая эффективность геофизических методов при картировании структурно-вещественных комплексов и решении поисковых задач12. Рисунок 1.2 1.3 Геохимическая изученность Площадь геологического изучения покрыта геохимическими исследованиями в масштабе 1:50 000 (рис. 1.3). На территории листов N-40-103-В и N-40-103-Г геохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния проводились в 1984-86 гг.13 по сети 500х50 м. Результаты анализов обрабатывались вручную, электронные базы данных 12 Князев Ю.Г., Князева О.Ю. и др. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XXVIII. Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 2015. 237 с. 13 Быкова Л.С. и др. Отчет об опережающих комплексных геофизических и геохимических исследованиях в помощь геологическому картированию масштаба 1:50000 на Канской площади (планшеты N-40-103-Г и N-40103-В) в 1983-1986 гг. Уфа 1986. 8

геохимической информации отсутствуют. Составлены моноэлементные и полиэлементные геохимические карты. Поиски по первичным ореолам рассеяния, как опробование коренных пород проводилось в ходе геолого-съемочных и поисковых работ. Масштабность данного вида опробования в большинстве случаев носит либо узкоспециализированный, либо крайне дискретный характер. В результате проведенных исследований по вторичным ореолам рассеяния на площади листов N-40-103-В и N-40-103-Г выявлен ряд геохимических аномалий: Au, Cu, As, Ag, Mo, Pb, Zn, Ba, Ti, Ni, Co, Zr, Mn, V14. Все выявленные аномалии получили оценку, часть из них является косвенными поисковыми признаками на выявление рудных месторождений золота, цинка, свинца, баритов и фосфоритов. Повышенные содержания фосфора в породах сопровождаются повышенными и аномальными содержаниями в этих породах и в почвах – следующих элементов: Ag, Mo, V, Zn. Рисунок 1.3 14 Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103-Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 9

2. Тектоническое положение и геологическое строение Западно-Зилаирской зоны Южного Урала 2.1 Краткая геологическая характеристика В Западно-Уральской мегазоне (рис. 2.1) распространены палеозойские отложения, формирование которых происходило в условиях пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы15. Данные образования залегают несогласно на докембрийских отложениях и в основном представлены мелководными осадочными породами. Зилаирский синклинорий представляет собой глубокий прогиб, заполненный зилаирской серией – граувакковым флишем позднефранскофаменского возраста. Глубина прогиба в его осевой части, по сейсмическим данным, достигает 6 км16. Согласно схеме структурно-формационного районирования17 выделяют Западно-Зилаирскую и Восточно-Зилаирскую зоны. Они различаются по литологическому составу слагающих их отложений и тектонике. ЗападноЗилаирская зона характеризуется развитием относительно слабо дислоцированных карбонатно-терригенных отложений ордовика, силура и девона. Восточно-Зилаирская зона отличается терригенным, терригеннокремнистым и эффузивно-кремнисто-терригенным составом отложений и сложным тектоническим строением18. 15 Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 145 с. Bastida F., Aller J., Puchkov V. N., Juhlin Ch., Oslianski A. A cross-section through the Zilair nappe (southern Urals) // Tectonophysics. 1997. V. 276. N 1–4 (Europrobe volume). P. 253–263. 17 Объяснительная записка к стратиграфическим схемам Урала (докембрий, палеозой).// Материалы и решения IV Уральского межведомственного стратиграфического совещания (Свердловск: 1990) / Екатеринбург, 1994. 152 с. 18 Якупов Р.Р., Мавринская Т.М., Абрамова А.Н. Палеонтологическое обоснование схемы стратиграфии палеозоя северной части Зилаирского мегасинклинория. Екатеринбург, 2002. 158 с. 16 10

Рисунок 2.1 2.1–Геологическая карта доплиоценовых образований (N-40 Уфа)19 2.2 Стратиграфия ордовикских, силурийских и девонских отложений ЗападноЗилаирской зоны 19 Князев Ю.Г. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1: 1 000 000. Сер. ЮжноУральская. Лист N-40, 2013. 11

В Западно-Зилаирской зоне распространен комплекс осадочных пород ордовикской, силурийской и девонской систем. 2.2.1 Ордовикская система Набиуллинская свита (O2-3nb). Данную свиту выделил Д.Г. Ожиганов. Наиболее характерными и устойчивыми литологическими разновидностями пород свиты являются песчаники кварцевые с полевым шпатом, содержащие различное количество доломитовой составляющей (в цементе и отдельных зернах). Доломиты кристаллически зернистые, содержащие различное количество примеси зерен кварца и обломков пород, песчаной и алевритовой размерностей, а также скопления черного коломорфного кремнистого, обогащенного органическим и фосфатным веществом материала, обуславливающего в доломитах характерную нечеткополосчатую, узловатую и узловато-ячеистую текстуры20. В типовом разрезе свита состоит из двух подсвит. Нижняя - представлена доломитами средне- и толстослоистыми, песчанистыми, иногда переходящими в песчаники с доломитовым цементом. Верхняя подсвита состоит из тонкоплитчатых доломитов, преимущественно темно-серых с прослоями битуминозных черных известково-глинистых сланцев. Д.Г. Ожиганов отнес всю свиту к лландоверийскому ярусу нижнего силура21. Но в конце 50-х годов при изучении данных разрезов С.Н. Краузе и В.А. Маслов пришли к выводу, что нижний горизонт является ордовикским, а верхний, где появляются глинистые сланцы силурийским. Данные выводы подтвердили позже. Благодаря находкам конодонтов22 определено, что возраст пород слагающих данную свиту является ордовикско-силурийским. Песчано-доломитовая толща, представленная нижним горизонтом, соответствует позднему ордовику. Силурийские отложения залегают, после задернованного интервала, выше которого обнажена пачка темно-серых глинистых и алевритистых доломитов. 2.2.2.1 Силурийская система. Нижний отдел Отложения ордовика с нормальным стратиграфическим контактом перекрывается породами силурийского возраста. Нижний отдел данной 20 Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103-Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 21 Ожиганов Д.Г. Стратиграфия и фациальные особенности силурийских отложений западного склона Южного Урала // Уч. Записки Башпединститута. Уфа, 1955. Вып. IV. С. 55-92. 22 Якупов Р.Р., Мавринская Т.М., Абрамова А.Н. Палеонтологическое обоснование схемы стратиграфии палеозоя северной части Зилаирского мегасинклинория. Екатеринбург, 2002. 158 с. 12

системы представлен узянской свитой, которую выделил Д.Г. Ожиганов23. Стратотип располагается вблизи с. Узян. В составе свиты вышеназванным автором было выделено две толщи: нижняя – глинистая и верхняя глинистокарбонатная. Свита хорошо прослеживается по всему западному борту Зилаирского синклинория, имеет преимущественно пологое юго-восточное (20°-30°) падение. С подстилающими и перекрывающими отложениями она связана постепенными переходами, выраженными в постепенном изменении вещественного состава пород. Мощность данных отложений составляет 250300 м. 2.2.2.2 Силурийская система. Верхний отдел Отложения верхнего отдела силурийской системы были отнесены Д.Г. Ожигановым к серменевской свите24 (S2sm). В разрезе по р. Яндык к западу от д. Серменево данная свита, сложена доломитами и доломитизированными известняками, а также известняками темно-серыми и черными, органогенными с кораллами, брахиоподами, пелециподами, гастроподами. Мощность серменевской свиты 150-300 метров. Возраст определен по фауне брахиопод как лудловский. Граница между узянскими и серменевскими свитами имеет постепенный характер, выраженный в постепенном увеличении количества и мощности карбонатных прослоев. 2.2.3 Девонская система Бельская свита (D1-3bl). Как стратиграфическое подразделение выделена В.А. Ивановой в 1949 году по береговым обрывам р. Белая под названием бурзянской свиты. Позднее, в 1955 г. Д.Г. Ожиганов девонские известняки с прослоями и линзами кварцевых песчаников и аргиллитов, распространенные по берегам р. Белая, переименовал в бельскую свиту25. Она сложена мощной (более 1700 м) толщей рифогенных известняков, участками доломитизированных. Отложения данной свиты несогласно трансгрессивно перекрывают нижне- и верхнесилурийские образования, на отложения бельской свиты 23 Ожиганов Д.Г. Стратиграфия и фациальные особенности силурийских отложений западного склона Южного Урала // Уч. Записки Башпединститута. Уфа, 1955. Вып. IV. С. 55-92. 24 Стратиграфический словарь СССР. Л.: Недра, 1975. 622 с. 25 Князев Ю.Г., Князева О.Ю. и др. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XXVIII. Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 2015. 237 с. 13

несогласно залегают полимиктовые вакки и аргиллиты зилаирской серии франского яруса верхнего девона26. Разрез отложений бельской свиты представлен массивными и плитчатыми известняками участками доломитизированными, прослеживаются по обнаженным скалистым берегам высотой несколько десятков метров. Таким образом, с точки зрения геологического строения территория Западно-Зилаирской зоны интересна для изучения. Это связано с его тектоническим положением и историей геологического развития. 26 Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103-Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 14

3. Методика и материалы При проведении геолого-исследовательских работ были предусмотрены предполевые, полевые и камеральные этапы. Основной целью предполевых работ является сбор информации по району исследования, в процессе изучения литературных, опубликованных и фондовых данных. Ранее проведенные геолого-съемочные, тематические, поисковые и разведочные работы позволяют воспользоваться картографическими материалами, различными видами анализов (геохимическими, геофизическими и др.), данных по фаунистической изученности, геологических комплексов и формаций. Сбор материалов проводился в государственных фондах, а его обработка и изучение дополнительной литературы в лаборатории стратиграфии палеозоя ИГ УФИЦ РАН. Полевые работы носят определяющий характер, они направлены на решение вопросов, вытекающих из анализа результатов предыдущих исследований. В результате данных работ проходят геологические маршруты, в ходе которых проводиться детальное изучение разрезов. В состав изучения входят: описание геологического разреза, изучение основных характеристик горных пород (цвет, структура, текстура и другие особенности, видимые при макроскопическом описании), составление стратиграфической колонки, зарисовка обнажений и разрезов. В итоге, было изучено три геологических разреза, по ним проведено литохимическое опробование. Опробование представляло собой отбор коренных горных пород точечным методом по профилю разреза. Расстояние между точками взятия проб составляло 5-6 метров с возрастанием истинной мощности на 1,5-2 метра, а объем образца – не менее 100 г. Всего было отобрано 71 образец глинистых сланцев, из них по 7 сделаны петрографические шлифы, а остальные 64 – для других видов анализов. Карбонатные породы в количестве 45 образцов отобраны на петрографические шлифы, 12 – из силурийского разреза, остальные 33 – из нижнедевонского интервала. При лабораторных работах были выполнены различные виды анализов по отобранным образцам. Минеральный состав изучался по петрографическим шлифам, которые были изготовлены в шлифовальной мастерской ИГ УФИЦ РАН, а также термогравиметрическим методом на дериватографе Q–1500 D (ИГ УФИЦ РАН) (аналитик Т.И. Черникова). Описания петрографических шлифов проводилось на поляризационном микроскопе Amplival (ИГ УФИЦ РАН). Для уточнения минерального состава применили рентгенофазовый метод, 15

выполненный в учебно-научной лаборатории оптической и электронной микроскопии Международного инновационного научно-образовательного центра (МИНОЦ) «Урановая геология» ИШПР ТПУ. Дифрактометр D2 Phaser кампании Bruker с реализацией съемки рентгенограмм в геометрии БрегаБрентано. Аналитик – к.г.-м.н., старший преподаватель ИШПР ТПУ Соктоев Б.Р. Определение содержания породообразующих и малых элементов выполнено рентгенофлуоресцентным методом (РФА) на спектрометрах VRA– 30 (ИГ УФИЦ РАН) (аналитики: к.х.н. А.М. Карамова, Ф.Р. Валиева, к.г-м.н. С.В. Мичурин). Интерпретация геохимических данных была выполнена на основе зарубежных и отечественных методов27,28,29,30. 27 Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с. Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 2005. 289 с. 29 Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с. 30 Nesbitt H. W, Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 715-717. 28 16

4. Геологическое строение разрезов Как было отмечено выше, исследуемые разрезы расположены на территории Западно-Зилаирской зоны (рис.4.1). Здесь широко распространены палеозойские отложения. В ходе исследовательских работ были изучены три геологических разреза: Набиуллино-3, Миндигулово-1 и Миндигулово-2. Основным разрезом является разрез Миндигулово, где в одном участке обнажены ордовикские, силурийские и нижнедевонские отложения. Таким образом, можно реконструировать полностью ордовикско-нижнедевонский интервал, но проблема заключается в том, что промежуток между ордовиком и силуром задернован, поэтому выбрали дополнительный разрез Набиуллино-3. Разрез Набиуллино-3 также интересен тем, что здесь можно зафиксировать глобальное хирнантское событие, которое произошло на рубеже ордовика и силура. Разрез Миндигулово-1 сложен преимущественно глинистыми сланцами силурийского периода, которые детально не расчленены. При решении данной проблемы могут быть использованы геохимические данные, с их помощью можно найти геохимические различия и выделить реперные зоны. Разрез Миндигулово-2 преимущественно представлен нижнедевонскими известняками. Данный разрез интересен с точки зрения условий их образования. Не далеко от разреза Миндигулово-2 обнажены рифогенные известняки, но к какому типу по генезису относятся исследуемые породы не ясно. Рисунок 4.1 4.1–Схема расположения структурных зон Южного Урала 17

Зоны: ЗЗ – Западно-Зилаирская; ВЗ – Восточно-Зилаирская; УТ – зона Уралтау; ЗМ– Западно-Магнитогорская; ВЗ – Восточно-Магнитогорская. 4.1 Разрез Набиуллино-3 Отложения набиуллинской свиты выходят на поверхность в стратотипической области ее распространения у д. Набиуллино, на югозападном оканчании деревни Кургашлы (рис. 4.2, координаты: 53°27’24,49”, 57°52’81,80”). Рисунок 4.2 4.2–Место расположения разреза Набиуллино-3 В основании свиты залегают доломиты серые, темно-серые с маломощными прослоями глинистых аргиллитов. Нами был описан интервал, залегающий выше доломитов начиная с алевролитов. Контакт между ними литологически постепенный. Описание разреза выполнено автором (рис. 4.4). Снизу вверх по разрезу обнажаются: № 1 Описание Углисто-кварцевые тонкополосчатые алевролиты с мелкими железистыми конкрециями до 2 мм и тонкими линзами более темного 18 Мощность (см), истинная 15

№ 2 3 4 5 6 7 Описание черного углистого материала. В данных алевролитах обнаружены граптолиты. Углисто-кремнистые алевролиты, полосчатые, слоистые. Слоистость параллельная. Наблюдаются редкие железистые стяжения. На поверхностях напластования встречаются граптолиты. Углисто-кремнистые алевролиты. Видны железистые стяжения, расположены гнездами. Наблюдаются зерна кварцевого материала. Также присутствуют граптолиты (рис. 4.3). Углисто-глинистые аргиллиты, плохо выражена слоистость. Наблюдаются зерна кварцевого материала. Видны железистые стяжения оранжево-желтого цвета. Замечены небольшие линзообразные тела карбонатов (5х20 мм). Присутствуют остатки граптолитов. Алевролиты черного цвета. Слоистые, ожелезненные, наблюдаются зерна кварцевого материала. Алевролиты углисто-кварцевые, не значительно ожелезненные. Наблюдаются карбонатные линзы размером до 2 мм. В кровле слоя залегает прослой известняков мощностью до 10 см. Алевролиты углистые, темно-коричневатого, черного цветов. Присутствует кварцевый материал, но в меньшем количестве. Мощность (см), истинная 28 13 30 24 43 32 Рисунок 4.3 4.3–Пачка глинистых аргиллитов разреза Набиуллино-3 А. Коренные выходы углисто-глинистых алевро-аргиллитов. Б. Отпечатки граптолитов в аргиллитах. В ходе полевых работ на данной территории нами было проведено литохимическое опробование. Образцы были отобраны из пачки углисто19

глинистых доломитистых алевро-аргиллитов черного цвета с многочисленными углефицированными остатками граптолитов мощностью 1,5 метра (рис. 4.3). Рисунок 4.4 4.4–Стратиграфическая колонка разреза Набиуллино-3 4.2 Разрез Миндигулово-1 Изученный разрез располагается на правом берегу реки Белая в 2 км на северо-восток от деревни Миндигулово Бурзянского района Республики Башкортостан (рис. 4.5). 20

Рисунок 4.5 4.5–Месторасположение разрезов Миндигулово 1 и 2 Примечание: фрагмент из геологической карты 31 масштаба 1:50 000. Данный разрез сложен двумя разностями горных пород. В большей степени распространены глинистые сланцы, в меньшей – пелитоморфные известняки. Глинистые сланцы разреза Миндигулово-1 имеют темно-серый, синеватый и коричневые цвета с характерным зеленым оттенком (рис. 4.6). Видны пятна и примазки гидроокислов железа, которая, заполнив пространство между слойками сланцев, создают в них слоистость, образуя ожелезненные прослои. Глинистые сланцы подвержены кливажу и имеют сланцеватость. В толще сланцев встречаются карбонатные прослои мощностью до 15 мм по мощности. Они распределены не равномерно, и имеют наиболее широкое распространение в верхней части разреза. 31 Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103-Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 21

Рисунок 4.6 4.6–Глинистые сланцы разреза Миндигулово-1 Известняки представлены в виде мелких линзообразных тел, прослоев, чередованием более крупных слоев, распространены не равномерно. В нижней части разреза они имеют темно-серый цвет, микрокристаллическую структуру. Для них характерны массивные, слоистые текстуры (рис. 4.7). Выше по разрезу наблюдается смена цвета на светло-серую, а также изменяется структура на разно-кристаллическую. Из вторичных изменений наблюдается доломитизация и ожелезнение, которые проявлены не часто. Рисунок 4.7 4.7–Коренные выходы пелитоморфных известняков В ходе геологических исследований был описан данный разрез (рис. 4.8). Здесь на протяжении более 200 метров обнажаются следующие отложения (снизу вверх по разрезу): № Описание 1 Известняки доломитистые, темно-серые, массивные, ожелезненные, имеют параллельную слоистость. Породы секутся жилами кальцита. Азимут падения 155° угол 25°. Задерновано, местами встречается коллювий известняков. Известняки доломитистые, темно-серые, массивные с 2 3 22 Мощность (видимая), м 5 10 3

№ 4 5 6 7 8 9 10 11 Описание параллельной слоистостью. Глинистые сланцы имеют темно-серый, коричневатый цвет с зеленым оттенком. Элементы залегания сохраняются. Известняки доломитистые, темно-серого цвета, массивные, мелкокристаллические. Сланцы тонкозернистые, рассланцованные, темно-синего, бурокоричневого цвета с зеленоватым оттенком. Сланцы на контакте с известняками имеют черный цвет. Размеры линз известняков варьируют мощностью от 10 см, вдоль от 40 см. Здесь наблюдаются зеркала скольжения. Переслаивание сланцев с известняками, где преимущественно распространены сланцы. Мощность известняков меняется от 5 до 50 см. Сланцы аналогичны с вышеописанными. Известняки светло-серые с мелкокристаллической структурой и с полосчатой текстурой. Мощность слойков варьирует от 2 см до 1 м. Азимут падения 110°, угол 24°. Задерновано, встречен коллювий сланцев. Сланцы темно-серые с зеленоватым оттенком. Сланцы с многочисленными линзами темно-серых известняков. Известняки и сланцы пронизаны многочисленными мелкими кальцитовыми жилами. 23 Мощность (видимая), м 5 15 30 16 16 10 15 75

Рисунок 4.8 4.8–Стратиграфическая колонка разреза Миндигулово-1 24

4.3 Разрез Миндигулово-2 Изучаемый разрез нижнего девона располагается на правом берегу реки Белая в 2 километрах на северо-восток от деревни Миндигулово Бурзянского района Республики Башкортостан (рис. 4.5). Разрез сложен преимущественно темно- и светло-серыми известняками массивного и плитчатого характера, участками они доломитизированы. В.А. Шефером32 эти известняки отнесены к бурзянской свите (D1bur). В ходе полевых работ были проведены геологические маршруты по коренным выходам карбонатных пород нижнего девона для определения границы лохковского и пражского ярусов. Всего изучено и отобраны образцы из 11 выходов коренных пород. Наиболее полные разрезы представлены в двух обнажениях: обнажение №8 и обнажение №2 (прил. 1, 2). Обнажение №8 расположен в километре от деревни Миндигулово, а обнажение №2 находится в 3 км на северо-восток. Описания обнажения №8 приведены из полевого дневника д.г.-м.н., заведующего лабораторией стратиграфия палеозоя ИГ УФИЦ РАН Артюшковой О.В.33. Здесь, снизу вверх обнажаются: № Описание 1 Известняки серые, массивные, биокластические, с пятнами лимонита. Известняки, серые, трещиноватые, кливажированные. Выше по разрезу наблюдаются биокластические известняки с пятнами лимонита. Известняки, серые, среднеплитчатые. Внутри данного слоя встречается пачка слоистых известняков, расланцованные. Известняки серые, среднеплитчатые, кавернозные, трещиноватые, ожелезненные. Данная часть известняков раскливажированна. Выше по слою в известняках встречена фауна криноидей. Наблюдаются поверхности напластования. Известняки серые, толстоплитчатые, плотные с бугорчатой поверхностью, наблюдаются зерна лимонита. Известняки серые, крапчатые. Вверх по обнажению массивные известняки сменяются на плитчатые. Наблюдается бугристая поверхность, известняки ожелезненные. Известняки темно-серые, плотные с ожелезненной поверхностью напластования. Известняки серые, массивные, плотные, ожелезненные. 2 3 4 5 6 7 8 32 Мощность (истинная), м 2 6,4 2,3 24 6,2 4,8 3,5 2,8 Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103-Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 33 Артюшкова О.В. и др. Отчет о научно исследовательской работе: Детализация региональной схемы стратиграфии ордовикских, силурийских и девонских отложений Южного Урала и их корреляция с международным стратиграфическим стандартом, условия образования. Уфа, 2018. 25

9 Известняки серые, плитчатые, ожелезненные, с жилами кальцита, трещинноватые. Выше по обнажению наблюдаются биокластические известняки. Из данного слоя взят образец 20741. 9,6 Описания к обнажению №2 приведены ниже: № Описание 1 Известняки темно-серые, глинистые, толсто слоистые. По данному интервалу отобрано три образца. 02443 – известняк серый раскристаллизованный. 02444 – известняк органогенный. 02452 – известняк темно-серый, раскристаллизованный с члениками криноидей. Известняки толсто слоистые, серые, органогеннообломочные. Образец 02463 – известняк среднеплитчатый, серый, раскристаллизованный с реликтами органического материала. Образец 02465 – известняк серый, органогенный с остатками криноидей. Образец 02462 – доломит серый, среднекристаллический, наблюдается множество жил кальцита. Встречаются серые доломиты и криноидные известняки. Светло-серые органогенные известняки. Доломиты серые, пятнистые, мелкокристаллические. 2 3 4 5 26 Мощность (истинная), м 3 3,2 2,5 7,4 6,3

5. Минералого-петрографический и геохимический состав глинистых сланцев Песчанистые аргиллиты набиуллинской свиты в шлифах представлены темной углисто-глинистой массой, что не позволяет определить минеральный состав основной части. Так углисто-глинистая масса распространена в большей степени равномерно по площади шлифа, а в меньшей степени встречается терригенная примесь, которая представлена зернами кварца и полевых шпатов (рис. 5.1). Кварц и полевые шпаты имеют размеры зерен от 0,3 мм до 1,1 мм, контуры которых округленно-угловатые. Микроструктура – псаммопелитовая, так как порода содержит обломочный материал алевритовой и псаммитовой размерности34 в количестве от 5 до 50%. Микротекстура – гнездовидная, линзовидная. Присутствуют рудные минералы характер распределения в основной массе гнездовидный. Рисунок 5.1 5.1–Алевроаргиллиты разреза Набиуллино-3 (николи II) Минеральный состав основной массы глинистых сланцев разреза Миндигулово-1 представлен иллитом и серицитом. В параллельных николях окраска основной массы бесцветная, которая плеохроирует в светло-коричневатых тонах, предположительно это хлорит. Распознается за счёт присутствия удлиненных участков, где видна спайность, там минерал приобретает густую окраску. Основная масса имеет чешуйчатую структуру. 34 Мизенс Г.А. Изучение осадочных пород в прозрачных шлифах: Учебно-методическое пособие по дисциплине «Литология» для студентов специальности 130304 - «Геология нефти и газа» (ГН). Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. 86 с. 27

В скрещенных николях глинистая основная масса имеет относительно высокое двупреломление. Цвета интерференции имеют оранжевые, желтоватые и красные цвета второго порядка (рис. 5.2). Характер погасания – блочный. В шлифах наблюдаются участки линз обогащенных зернами кварца и полевых шпатов. Глинистые сланцы имеют микролепидобластовую структуру и сланцеватую текстуру. Встречаются рудные минералы. Рисунок 5.2 5.2–Глинистые сланцы разреза Миндигулово-1 (ник: 1-X, 2-II) Для уточнения минерального состава были применены геохимические данные. При изучении основных характеристик глинистых пород использовались данные по петрогенным и малым элементам (табл. 5.1, 5.2, 5.3, 5.4). С помощью их проводилась интерпретация минерального состава по геохимическим модулям, индикаторам и диаграммам35,36. Для классификации по типу пород предназначена диаграмма М. Херрона log (Fe2O3/K2O)–log (SiO2/Al2O3)37. Она используется как для обломочных пород, так и для глинистых образований. Как видно из данной диаграммы свою принадлежность к глинистым разностям подтверждают силурийские и нижнедевонские образования разреза Миндигулово (рис. 5.3). Фигуративные точки аргиллитов разреза Набиуллино-3 сконцентрированы главным образом в поле аркозов. Такое расположение аргиллитов связано с высоким содержанием полевых шпатов в составе глинистых пород. 35 Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 2005. 289 с. 36 Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с. 37 Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sed. Petrol. 1988. V. 58. P. 820-829. 28

Таблица 5.1 5.1–Содержания петрогенных элементов в образцах глинистых сланцев разреза Миндигулово-1 № 17-24 17-26 17-28 17-30 17-32 17-36 17-40 17-41 17-44 17-46 17-47 17-48 17-50 17-52 17-53 17-55 17-56 17-57 17-59 17-61 17-63 17-64 17-66 17-67 17-69 17-71 17-72 17-73 17-74 17-75 17-80 17-81 17-82 17-84 17-85 17-87 17-89 17-90 17-91 17-92 17-93 SiO2 53,2799289 53,3835342 57,8068234 55,8504372 57,2557191 57,9303007 57,5389176 55,9871364 57,4125944 56,6984953 57,0780927 53,5929152 53,7994336 58,5657762 57,9274221 56,7006814 57,6625497 58,3224916 57,0716964 57,4084577 57,0672557 55,6616051 52,6771219 54,5962381 59,1414012 10,0905829 47,2458523 57,4441864 55,1420055 58,2022008 58,0004171 55,8040074 57,7268523 56,4260303 57,708873 56,7351901 57,4589219 57,2107752 53,086367 58,0467128 58,0546459 TiO2 1,19651038 1,20044507 1,17855289 1,0039477 0,95453591 0,92176971 0,86096655 0,98434132 0,97697969 0,91570561 0,92629022 0,96584181 0,97936768 0,08807501 0,99327502 0,87478561 0,94640422 0,89532001 0,90130532 0,87657742 0,82573781 0,83244719 0,82760769 0,7305861 0,81059909 0,08089199 0,63035807 0,85633167 0,9416066 0,94407263 1,04875391 0,98919847 0,90091073 0,77115618 0,7940426 0,86801488 0,69599939 0,76593443 0,84907757 0,8753334 1,21876285 Al2O3 23,9411882 23,6605181 21,1944102 21,8964368 21,3437146 20,0095311 21,2798201 21,2901847 19,9226399 20,7872448 20,295252 23,051996 21,7177086 20,5749307 20,7769589 21,0074362 19,3869214 19,28281 20,7097843 20,07561 20,0153371 20,7883717 18,8555593 18,8200184 18,9987906 2,46036028 14,8518372 19,8293329 21,0312567 20,6947207 20,9671564 21,923237 20,6725828 22,424599 20,8261032 21,176303 20,6177219 20,8321332 23,922337 21,6306996 20,7482575 Fe2 О3 общ 6,05650546 7,15756947 7,00866596 6,90558401 6,75145454 7,50630663 7,24588286 6,99282448 7,21715553 7,54984808 6,40979703 7,40548736 7,48975528 6,30872531 7,0218695 6,5832033 7,35224925 7,18817809 7,15526664 7,02250734 7,61475867 7,3368534 6,4291538 6,59208487 6,96094432 1,29051919 4,95878233 6,70292638 6,0028348 7,13024769 6,46183101 6,72663623 6,50477902 6,54201783 6,91216975 7,55431322 7,33224531 7,49844975 6,73213836 6,20927849 6,4584393 MnO 0,0225724 0,06354578 0,0357311 0,02745615 0,02485971 0,02805847 0,03255693 0,03665069 0,03110318 0,03288368 0,02148368 0,03654357 0,02801009 0,01876484 0,02455194 0,02870563 0,03882064 0,04602019 0,02555596 0,0275651 0,03308995 0,03947088 0,03601432 0,03169354 0,02196295 0,05077448 0,0368345 0,02492383 0,01948328 0,02336303 0,01962126 0,02269992 0,01996903 0,01914031 0,02172391 0,02143272 0,02690923 0,02771487 0,01856747 0,01948421 0,01875685 MgO 3,05272896 2,54598817 0,81243092 1,8773124 1,68683638 0,0052524 0,30135682 2,7664317 2,37881496 2,82400802 2,62064488 2,39643396 2,77562983 2,54613864 1,0896301 2,4170186 2,47336621 2,96348683 2,6682822 2,78702192 2,72834254 2,69435114 2,42646782 3,02264931 2,17339 2,00806344 2,34367134 2,03931784 2,85278803 0,8158451 3,02433324 2,61226364 2,15613781 2,17211586 1,91196555 2,39531624 2,33083956 2,28144928 2,99273306 2,43005501 2,12698415 29 CaO 0,40020895 0,30613189 0,35843575 0,36428205 0,3037073 1,15917115 0,23745813 0,41138881 0,22113115 0,24811842 0,43771309 0,3692317 1,25987732 0,33720975 0,29225883 0,68700539 0,28786209 0,27530721 0,28292145 0,28801059 0,35167254 0,23468165 4,4168068 3,75717397 0,3680213 44,2741027 11,1899461 0,4257438 0,73270506 0,52953238 0,2605288 0,42709513 0,38547707 0,25562527 0,21928472 0,23146938 0,2627003 0,21692308 0,22501167 0,28619891 0,27608557 Na2O 0,1 0,19512195 0,47524752 0,4729064 0,14241474 0,4424141 0,4142471 0,43851287 0,98522167 0,51724138 0,46920821 0,20588235 0,141452 0,46692607 0,98522167 0,43021033 0,44444444 0,95238095 0,19569472 0,97087379 0,44103547 0,09615385 0,484421 0,87548638 0,44145873 0,154215 0,45098039 0,45320197 0,47058824 0,89552239 0,46376812 0,19627085 0,97560976 0,46466602 0,99009901 0,47524752 0,43352601 0,26341463 0,09433962 0,25447691 0,19230769 K2O 6,80096397 6,80902794 5,94038392 6,53863237 6,24105198 5,69460533 6,42312179 5,92107253 6,09163878 6,53396995 6,56484165 6,69084972 6,46827889 5,95403249 5,57295493 6,2818488 6,36252803 5,68194198 6,51433395 6,04637349 6,20075313 6,75571183 5,7891276 5,84176975 5,58563445 1,20711629 5,76323998 6,48556005 7,22273101 6,08602706 5,92543424 6,64515834 5,91752408 6,61654299 5,86613716 5,88019567 5,58538089 5,49283906 7,09838523 5,75108972 5,94295019 P2O5 0,10678404 0,08614603 0,09436662 0,1116626 0,04751637 0,58444604 0,06629472 0,14214156 0,06017781 0,1068401 0,08799155 0,12469934 0,07038931 0,04994558 0,06406083 0,0440568 0,15273312 0,04506748 0,07117432 0,04898686 0,06389697 0,0284158 0,05327143 0,09401639 0,08317058 0,03129635 0,1088296 0,07311077 0,12638076 0,13363057 0,11724604 0,1557608 0,08223769 0,08231396 0,06263547 0,04934063 0,09097428 0,06346737 0,0941755 0,08935428 0,07005036 ППП 5,88549601 5,30698989 5,59176089 5,43057535 5,78459931 5,84947095 5,41792738 5,81478161 5,14527646 4,52954232 5,7268679 5,72821516 5,99634089 5,8808485 5,63063852 5,79407845 5,75906331 5,34606478 5,04560479 5,29185975 5,4562688 6,37200286 8,13361012 6,319715 6,1501844 38,1974249 13,1619346 6,2852811 5,97271433 5,01780895 4,43107515 4,8995942 5,47684041 5,01755811 5,12408448 4,95918013 5,82413446 5,99656309 5,74400589 5,31610687 5,73125896 сумма 100,742887 100,727886 100,512697 100,491699 100,408188 100,095254 99,8143028 100,797103 100,468229 100,743898 100,650374 100,568096 100,600256 100,801952 100,393665 100,84903 100,866942 101,00935 100,64162 100,855177 100,843801 100,859055 100,124741 100,681432 100,749215 99,8955456 100,763046 100,619917 100,537144 100,472971 100,739435 100,401922 100,833134 100,791766 100,454204 100,361436 100,671466 100,66421 100,857138 100,927839 100,85075

Таблица 5.2 5.2–Содержания малых и элементов-примесей (в г/т) в глинистых сланцах разреза Миндигулово-1 № 17-24 17-26 17-28 17-30 17-32 17-36 17-40 17-41 17-44 17-46 17-47 17-48 17-50 17-52 17-53 17-55 17-56 17-57 17-59 17-61 17-63 17-64 17-66 17-67 17-69 17-71 17-72 17-73 17-74 17-75 17-80 17-81 17-82 17-84 17-85 17-87 17-89 17-90 17-91 17-92 17-93 Cl 40,225 72,1040224 67,1373906 63,8478033 32,7801471 20 19,7367647 34,2095872 58,5089022 100,017798 35,7683356 74,4980374 89,7114401 78,7208537 74,1330488 84,3721951 49,3627076 61,5341897 52,9050578 50,8142292 52,3493328 78,1090415 126,773233 122,088935 36,2363581 128,109571 69,9728591 107,35549 132,031215 68,4020156 48,7281243 39,0227478 44,5269044 90,2213654 71,60594 110,352175 30,33726 73,3585057 58,2042553 60,4823164 117,369486 Sc V Cr Co Ni Cu Zn As Rb Sr Zr Ba Pb Sобщ 27,0213959 163,704107 96,6323059 30,3193836 31,2663375 30,1590792 110,459318 77,2415826 219,372841 33,2495939 162,000762 657,67595 44,2625222 100 14,5116594 182,146638 84,9661519 24,0895631 14,9997995 27,240276 92,5297496 88,7520727 194,942422 33,87188 151,013661 282,267366 16,2719652 128,673649 17,8611784 166,958514 83,4837542 31,0395719 16,822729 34,6745398 122,924649 63,4566877 177,108582 35,6337668 162,592338 381,829721 31,8315718 158,880361 5,40446417 166,037828 86,7949229 25,9649284 14,754673 29,9825786 101,819767 59,5409828 206,533766 23,5856508 131,395871 300,864282 35,2090783 124,662058 13,1179638 159,021955 87,9798523 28,605254 16,8894736 51,0146527 80,5444096 47,9813795 183,5747 22,440981 138,878615 421,902298 18,8862245 141,927926 17,2467879 151,793411 81,030848 27,1856893 31,782322 24,0154313 148,40105 31,3713599 171,302841 45,9141111 131,007256 459,106525 21,5370607 115,940162 13,7153758 161,774765 87,9831882 29,6054955 26,0590677 22,8124793 101,456115 61,71042 183,776186 22,2698182 128,565644 421,57286 48,930447 100 13,1885154 151,476822 99,2274224 31,353018 26,6696783 23,5059235 99,1329144 30,4959188 177,260924 23,7605409 139,502051 475,293762 24,1705639 116,362668 17,035627 159,237248 77,4889249 30,5961884 184,604723 22,530492 101,942439 10 183,723786 23,4968235 130,946059 405,035672 36,8637967 254,951279 15,6221396 158,411317 93,2600639 30,5365116 18,1330402 44,2042826 100,494889 54,4700249 164,062907 22,5235839 135,538111 471,838168 19,5196999 100 25,4510542 192,410511 85,4093147 26,3471775 106,318613 42,2947344 148,928601 10 192,126334 21,2553463 133,510298 569,413796 30,6821413 121,908334 17,9921312 159,212884 89,080731 34,9872719 21,380438 19,8620344 92,9127218 50,2009662 189,494915 23,5615302 126,722371 700,581925 13,6069955 100 25,0871585 172,918998 85,9050262 37,8873514 100,023071 58,7917375 105,347813 25,9110988 169,824004 23,7891231 143,216632 498,185781 24,1447772 154,649333 14,5611119 189,133209 76,001871 22,1060705 151,259328 47,9409222 91,995049 45,8127635 187,526905 23,0738806 162,287673 1843,31667 17,0978841 105,784814 9,31519141 186,591436 83,2848261 21,1090445 82,7948173 36,9163301 121,366116 44,3198699 184,350852 34,2859386 138,178637 455,441314 10 148,222534 17,9862304 171,066088 76,8707295 27,3612037 85,6896816 42,139796 113,38722 12,296555 198,817398 22,5657155 143,67098 502,44976 14,6246756 100 25,307941 163,51074 87,7192784 26,9614736 20,9423164 41,2142953 113,614761 10 153,632314 21,1935033 137,265643 352,600334 40,2101026 100 11,7701839 158,025299 90,0503509 28,4857385 33,9871126 34,8422512 134,220418 10 183,384108 32,4993824 131,532559 624,468867 10,7242918 102,806421 23,8903057 156,569919 95,3524388 24,0452781 18,853965 23,1533011 98,5031394 61,6645404 195,660411 20,4274805 129,021525 392,497123 38,0456471 100 8,07277582 167,894491 91,0372718 33,8221975 29,4617925 48,0176502 134,89797 10 195,972327 26,1583917 125,681509 512,45018 25,4250851 113,325999 22,3534765 169,282615 87,5238609 31,2639892 18,8844667 34,2083721 103,270518 10 172,128133 18,6498889 109,021806 431,630202 37,402498 456,526364 12,1986759 156,21664 96,8626518 45,269649 45,9994595 38,8666217 138,925839 52,5339319 192,304739 19,6538335 111,020614 527,152109 47,0808837 189,897036 18 98,591375 94,3638779 24,1512344 28,0157415 45,5860974 111,209856 48,3023676 168,325634 12,2059836 112,928113 429,561314 52,3285254 100 22,7984239 187,200539 83,8338314 20,6058301 21,1994263 29,9723127 113,465426 72,8894348 169,43112 30,7113544 110,544517 402,111375 10 100 8,816007 137,015512 101,732687 26,1418668 31,7389127 115,680345 83,5924387 39,0549419 165,91532 22,1276702 115,247666 486,571347 34,5705161 136,577375 5 10,8593956 14,0126138 10 10 10 10 10 23,0922929 488,760071 51,1672138 200 20,67185 1044,13059 11,8352629 83,9811563 59,2366349 15,4725257 14,3256278 37,2484729 85,4051818 10 134,19543 138,709302 99,2453931 340,114 62,0584801 207,797483 21,693045 156,42551 90,2666399 31,3665312 28,0356975 39,5418102 128,575366 10 186,525931 23,8978809 116,176985 557,938428 41,0853619 100 22,8978617 204,107632 104,586881 26,969302 30,699681 39,473435 142,056111 10 208,126294 36,7413417 119,619627 537,140229 75,3705388 220,494586 16,380621 190,885398 95,8044379 32,1284871 16,4023588 34,1363028 86,2733949 88,007945 175,970101 24,8019479 143,067446 322,722191 13,8828527 100 17,4191847 139,172592 108,251131 18,4001137 85,0102872 33,581724 117,570922 19,8996452 181,387032 21,046217 149,888973 486,761094 57,2574649 192,696934 19,7754832 188,882013 91,9691444 23,0711987 15,9968045 38,2634743 107,304425 39,8596639 200,411977 23,9873371 152,661031 540,452167 10,9940549 100 18,3806355 141,899366 94,9497982 10,4051066 124,240799 33,9878587 117,985341 68,7886932 182,224894 16,3111645 148,642202 628,783824 27,9015486 142,129915 5 172,8168 112,459607 14,7774077 31,7679832 24,6409266 79,3059982 10 195,4058 21,0950894 113,189376 528,827096 20,1107225 100 13,8587944 145,311337 92,5416505 14,0163322 79,5405523 38,3011993 132,762744 65,3670828 188,627854 19,0780882 120,192018 528,388294 79,6775787 170,853708 11,9480614 162,85852 103,270318 31,0999144 32,1531786 28,8466539 87,7692617 10 159,193606 20,72436 127,624798 572,175568 10 154,324009 11,8368426 166,220135 112,869877 25,270502 40,435074 34,4381456 90,5088315 63,0154024 167,62146 20,1128357 124,731795 599,793592 28,6575432 121,125679 13,8262727 158,898824 102,215397 27,5824287 29,6362964 26,1906666 107,620748 50,485544 160,779604 19,378059 125,958934 365,187313 10 145,464267 12,8520753 171,092002 119,706121 21,7539057 49,4560706 41,0377635 107,724915 10 209,867951 18,3842406 120,231668 509,934945 41,2412487 100 13,8611216 184,284799 99,6231576 19,1255959 157,640075 29,3278991 115,426226 60,520146 178,34222 18,8399407 121,226346 458,578795 62,2048018 190,48352 16,4230846 197,517927 133,88376 11,9265754 29,5073402 44,2533231 79,3388937 66,4293177 185,689048 21,2914243 188,943258 426,030841 43,6447961 122,507817 30

Таблица 5.3 5.3–Содержания петрогенных и малых элементов в образцах алевро-аргиллитов разреза Набиуллино-3 № SiO2 TiO2 10530/1А 71,997 0,59801236 10530/12 74,02 0,48213206 10530/13 72,26 0,59779712 10530/14 78,29 0,36561256 10530/15 73,12 0,60026021 10530/16 72,813 0,53241952 10530/16А 80,043 0,34746561 10530/16Б 86,13 0,08968952 10530/17 81,73 0,30322249 10530/17А 79,6097135 0,28186837 10530/17Б 81,1453009 0,26385668 Al2O3 13,9587748 10,5971808 11,9662399 8,08113371 12,7613931 12,8937986 8,32713491 3,38547475 7,17064302 9,11969797 8,23220445 Fe2О3 общ 1,89673281 3,91138628 2,1794997 1,54582317 1,97534695 1,97311873 1,56854531 3,19444702 1,62075803 1,73687579 1,10135807 № Sc V Cr Co 10530/1А 0,0005 0,02626412 0,01165602 10530/12 0,0005 0,01149373 0,0076592 10530/13 0,00079331 0,02018255 0,01073517 10530/14 0,0005 0,01380705 0,00563355 10530/15 0,0005 0,02464645 0,01198923 10530/16 0,0005 0,00836518 0,0073545 10530/16А 0,0005 0,01246283 0,00499485 10530/16Б 0,0005 0,00606373 0,00197862 10530/17 0,0005 0,01287186 0,00294422 10530/17А 0,0005 0,01343394 0,00606634 10530/17Б 0,0005 0,01422345 0,00523942 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 MnO 0,01059284 0,01156951 0,01060042 0,01 0,01000038 0,01 0,01 0,01088335 0,01 0,01 0,01 MgO 2,31884058 1,97044335 2,93829579 4,55445545 1,96656834 2,15053763 2,4 4 3 2,59222333 3,16831683 CaO 0,3118639 0,43150323 0,62649346 0,23699961 0,25542566 0,19137315 0,20995151 0,39817368 0,10960485 0,12975263 0,1152848 Na2O 0,19323671 0,19704433 0,19588639 0,1980198 0,19665683 0,09775171 0,1 0,1 0,2 0,19940179 0,0990099 K2O 5,09514467 4,26750933 4,78787217 3,19499884 4,99155986 5,50419654 3,2628283 0,91270299 2,99031326 3,46887687 3,30826641 P2O5 0,10862905 0,25962356 0,23714527 0,09350389 0,1158746 0,09898628 0,15382732 0,33330599 0,09654552 0,12182068 0,13292494 Sобщ 0,01641286 0,40526938 0,02431495 0,02335824 0,01750891 0,12133347 0,0177264 0,02907178 0,02077405 0,02179322 0,01495556 ППП 4,25689615 3,85875183 4,74976896 4,00841564 4,73846515 4,30937199 3,63098175 1,76324913 3,25875486 3,36748443 3,15653244 Ni 0,00591116 0,00483556 0,00422767 0,00209728 0,001 0,00176441 0,00303897 0,0063995 0,00590649 0,00556101 0,00502094 Cu 0,00364331 0,00598967 0,00208281 0,00137744 0,00439069 0,00342787 0,00315833 0,00441532 0,00533977 0,00508933 0,0044419 Zn 0,00758225 0,02032616 0,01169901 0,0050611 0,00486565 0,00357694 0,00609505 0,01516361 0,00524923 0,00364423 0,00377609 Rb 0,01268877 0,00871533 0,01272224 0,0089188 0,01272806 0,01158958 0,00779176 0,00327101 0,0092724 0,00919407 0,00950097 Sr 0,00558429 0,01451377 0,00968562 0,00826261 0,00823209 0,01602224 0,01982174 0,01181495 0,00482455 0,00640858 0,00950222 Zr 0,01763091 0,03063772 0,01968561 0,01275495 0,01767021 0,01674151 0,01509865 0,00657303 0,01059372 0,01174943 0,01232171 Ba 0,02578403 0,02449417 0,02719756 0,01676537 0,02127668 0,03420712 0,02394296 0,01 0,01 0,01498837 0,01797872 Pb As 0,00500301 0,001 0,01797477 0,00231267 0,00153188 0,00449627 0,001 0,00207048 0,001 0,00161359 0,00153188 0,00212954 0,001 0,00166203 0,001 0,00236483 0,001 0,00283034 0,001 0,00208149 0,001 31 сумма 100,761722 100,416323 100,573213 100,591766 100,751128 100,685797 100,061266 100,346133 100,498612 100,649509 100,738011 Сl 0,00436919 0,00572152 0,00272571 0,001 0,001 0,00251406 0,00479417 0,00208381 0,00250156 0,0030824 0,00217107 Ce 0,00712694 0,00537771 0,01006862 0,0076729 0,00893276 0,00716253 0,00659883 0,00836414 0,00398754 0,00181236 0,00576451

Таблица 5.4 5.4–Содержания петрогенных и малых элементов в глинистых образованиях разреза Миндигулово-2 № 17-8-1 17-8-2 17-8-3 17-8-4 17-107 17-115 17-116 17-117 17-10 17-11 17-13 17-14 SiO2 49,89602 50,68479 51,71098 48,92437 35,08817 40,18528 41,47427 41,88888 55,45792 57,27077 50,41718 48,78013 TiO2 0,8498935 0,8439835 0,799756 0,9605679 1,3714311 1,7869985 1,7340693 1,7055017 0,8542351 0,7783934 0,5366454 0,5707095 Al2O3 25,07399 24,49848 25,04312 27,13418 16,45898 32,35379 31,74314 33,28603 22,1102 19,72594 26,88386 26,57131 Fe2O3* 5,786651 5,823121 5,471409 4,321876 5,199364 6,733834 7,828376 5,609264 7,222876 7,619356 4,132459 5,290595 MnO 0,012566 0,012055 0,01106 0,019277 0,017932 0,01136 0,0132 0,020016 0,015164 0,012859 0,011329 0,012617 MgO 2,540075 2,757419 2,730925 2,548346 2,262676 3,104962 2,450877 2,435488 3,021733 2,335219 2,716429 3,019954 CaO 1,328923 0,795632 0,528662 1,336576 17,36874 0,59057 0,627889 0,643361 0,602052 0,357518 0,286067 0,862371 Na2O 0,240616 0,241313 0,186916 0,1 0,2 0,457143 0,440367 0,135135 0,1 0,1 0,1 0,1 K2O 7,792634 7,717811 7,666723 8,269708 3,08544 8,818253 8,321254 8,751547 6,260478 6,035182 8,426522 7,840427 P2O5* 0,08182 0,056226 0,05444 0,034635 0,05694 0,061686 0,062113 0,038113 0,049744 0,060712 0 0,043567 ппп 7,245186 7,380252 6,925234 7,414367 18,61726 6,661806 6,723844 6,519228 5,967506 6,544183 7,322089 7,767252 Сумма 100,8907 100,8693 101,1511 100,9759 99,72693 100,7657 101,4296 101,0433 101,5725 100,8115 100,755 100,7715 № 17-8-1 17-8-2 17-8-3 17-8-4 17-107 17-115 17-116 17-117 17-10 17-11 17-13 17-14 Cl 90,52153 106,0923 89,44948 34,05068 162,102 57,76724 47,44828 60,87846 33,41963 89,92216 233,5908 123,1715 Sc 23,978287 19,408156 19,158813 5 9,991629 19,179474 21,185089 18,536717 7,8201663 7,9781677 11,484841 15,106694 V 176,9712 227,3478 196,5007 239,4159 78,73 205,0638 210,8327 209,0112 202,8638 206,4783 174,0395 152,9504 Cr 100,5829 109,7202 102,5741 126,6124 74,86463 105,9242 120,0237 97,48789 118,8084 110,6595 99,73448 90,89397 Co 18,60761 17,99796 19,99914 31,47622 12,14027 28,05284 33,60792 25,38615 35,20146 27,21702 10 12,46128 Ni Cu 43,6648 50,58366 43,94268 38,96654 18,17375 40,85539 48,29922 36,079 29,9488 49,67861 32,51003 37,69292 Zn 67,09169 48,59532 46,4144 60,16111 65,23879 46,56255 22,89459 10 151,1525 68,89389 39,48936 52,9593 As 58,1879 82,70108 86,31277 67,65111 10 109,9088 105,278 110,0842 65,25841 73,51384 115,4256 60,36757 Rb 220,9463 210,7648 223,2427 118,5562 84,78782 225,6704 211,19 236,4707 170,4841 160,8233 277,3839 243,7442 Sr 19,51701 20,64297 23,04107 101,5449 98,03011 36,9108 21,25829 25,65589 21,65415 19,99469 41,63322 45,18466 Zr 92,24953 98,91227 104,8863 360,7977 570,581 678,4398 562,7014 594,6268 94,21005 97,10996 59,47073 59,55111 10 10 10 79,71143 79,01672 15,98365 22,9972 10 58,26415 14,82293 186,3379 100,7661 32 Ba 302,9516 433,467 364,439 218,8207 303,3391 286,7494 518,3336 676,4467 399,5448 408,4091 373,3895 392,3065 Pb 53,05337 69,48866 49,38845 26,4262 46,1593 93,26463 78,26196 74,69061 121,9808 15,75018 51,18311 56,71329 Sобщ 422,8818 581,9303 218,7306 120,0901 100 100 101,5432 107,2621 106,3775 713,2317 224,5523 125,5483

Рисунок 5.3 5.3–Положение фигуративных точек на классификационной диаграмме М. Херрона Для определения минерального состава глинистых пород выбрана модульная диаграмма НКМ-ФМ (НКМ-модуль нормированной щелочности =(Na2O+K2O)/Al2O3; ФМ-фемический модуль =(FeO+Fe2O3+MgO)/SiO2)38. По данной диаграмме фигуративные точки разреза Набиуллино-3 расположились в поле под номером 6, что характеризует гидрослюдистую группу глин с примесью полевого шпата. Фигуративные точки силурийских отложений разреза Миндигулово-1 характеризуют поля под номерами 5 и 6. Данные образования состоят из смеси гидрослюды, хлорита и монтмориллонита, а также примеси полевого шпата (рис. 5.4). Нижнедевонские глинистые разности попадают в поле 5, что свойстевнно гидрослюдам с примесью хлорита и монтмориллонита. 38 Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 2005. 289 с. 33

Рисунок 5.4. 5.4–Положение фигуративных точек на модульной диаграмме НКМ-ФМ Примечание: поле I отвечает составам глинистых пород, в которых доминирует каолинит. Поле II – это породы с преобладанием монтмориллонита и подчиненным количеством каолинита и гидрослюды. В поле III на данной диаграмме попадают глинистые породы, в составе которых доминирует хлорит, а в виде примеси может присутствовать Feгидрослюда. Поле IV отвечает глинистым породам преимущественно гидрослюдистого состава, имеющим значительную примесь тонкозернистых обломков полевых шпатов. В поле V локализованы составы глинистых пород, состоящих из «... стандартной трехкомпонентной системы хлорит + монтморилллонит + гидрослюда»). Наконец, в поле VI преобладают гидрослюдистые глинистые породы с той или иной примесью тонкодисперсного полевого шпата. По диаграмме НКМ-ФМ, породообразующим минералом является иллит, для подтверждения использована диаграмма K/Al – Mg/Al39. На данной диаграмме нижнедевонские и силурийские образования разреза Миндигулово характеризуют преимущественно иллитовый состав (рис. 5.5). Фигуративные точки аргиллитов разреза Набиуллино-3 расположились в поле характеризующий иллитовый состав с примесью калиевых полевых шпатов (рис. 5.5). 39 Turgeon S., Brumsack H.J. Anoxic vs dysoxic events reflected in sediment geochemistry during the Cenomanian– Turonian Boundary Event (Cretaceous) in the Umbria–Marche basin of central Italy // Chem. Geol. 2006. V. 234. P. 321–339. 34

Рисунок 5.5 5.5–Положение фигуративных точек на диаграмме K/Al–Mg/Al Для подтверждения наличие полевых шпатов в составе аргиллитов мы использовали модуль нормированной щелочности (НКМ). Данный модуль представляет собой сумму натриевого (НМ) и калиевого модуля (КМ). Значения модуля нормированной щелочности (НКМ) в глинистых образованиях разреза Набиуллино-3 соответствуют промежутку от 0,37 до 0,44, что указывает на присутствие калиевого полевого шпата в составе аргиллитов (рис. 5.4). При этом в 9 из 11 образцов значение больше 0,4. В глинистых сланцах разреза Миндигулово-1 значения не превышают 0,40, но находятся в интервале от 0,3 до 0,4, что в очередной раз указывает на присутствие в составе высококалиевого минерала, предположительно калиевого полевого шпата (рис. 5.4). Нижнедевонские образования варьируют в пределах от 0,26 до 0,32. Данные значения показывают, что калиевые полевые шпаты в составе глинистых пород, скорее всего отсутствуют (рис. 5.4). При изучении минерального состава глинистых пород одним из основных методов является рентгенофазовый анализ, который применили при определении состава изучаемых пород. По результатам основными минералами выступают мусковит (51%), иллит (26,4%), кварц (13,5%), монтмориллонит (6,1%), а в меньшей степени распространены полевые шпаты: микроклин (1,9%) и альбит (1%) (рис. 5.6). 35

Рисунок 5.6 5.6–Дифрактограмма глинистых образований разреза Миндигулово-1 Для уточнения минерального состава был применен термический анализ. На термограммах зафиксированы два эндотермических эффекта при температурах 80°С и 600 – 670°С, что свойственно гидрослюдам. В целом иллит характеризуются тремя эндотермическими эффектами при температурах 100-200°С, 500-700°С и 850-950°C. Первый эффект вызван выделением адсорбированной воды (частично, вероятно, межслоевой воды типа воды монтмориллонита). Он проявляется значительно слабее, чем у монтмориллонита. Второй и третий эндоэффекты связаны с выделением конституционной воды и сопровождаются аморфизацией минерала40. Но как мы наблюдаем на термограммах исследуемых пород, третий эндотермический эффект не проявлен (рис. 5.7). 40 Логвиненко Η. В., Сергеева Э. И. Методы определения осадочных пород: Учебное пособие для вузов. Л.: Недра, 1986. 240 с. 36

Рисунок 5.7 5.7–Эндотермические эффекты характерные для иллита В семи из тринадцати исследуемых образцов выделяется железистый хлорит. Железистые хлориты характеризуются экзотермическим относительно низкотемпературным эффектом (300-500°С), переходящим в интенсивный эндотермический в области 500-650°С41. В исследуемых породах хлорит выделяется по эндотермическому эффекту в интервале температур 600-670°С (рис. 5.8). Экзотермический эффект не проявлен. Рисунок 5.8 5.8–Эндотермический эффект характерный для хлорита Зафиксирован плавный экзотермический эффект по кривой ДТА, который сильно деформирует кривые нагревания в интервале 530-560°С. Данный эффект характеризует присутствие органического вещества, встречающийся практически во всех образцах (рис. 5.9). Судя по потере веса, которая достигает 41 Логвиненко Η. В., Сергеева Э. И. Методы определения осадочных пород: Учебное пособие для вузов. Л.: Недра, 1986. 240 с. 37

4% содержание органического вещества не высокое. При температуре 260280°С выявлен минерал гётит в пяти образцах. Рисунок 5.9 5.9–Экзотермический эффект органического вещества Таким образом, в результате изучения минерального состава глинистых пород выяснено, что основным минералом является иллит и серицит. В виде второстепенных примесей присуствуют калиевые полевые шпаты, кварц, а также хлорит. Во всех образах присуствует органическое вещество. В пяти образцах выявлен гетит, что подтверждается по макроскопическому описанию разреза, где были видны пятна и примазки гидроокислов железа. По термогравиметрическому анализу выявлен кальцит. 38

6. Обстановки и условия формирования глинистых и карбонатных пород При определении обстановок и условий образования изучаемых отложений нами были использованы результаты геохимического анализа, а также описания петрографических шлифов. Геохимический анализ был применен для глинистых пород, петрографические шлифы для карбонатных разностей. 6.1 Карбонатные породы Выводы об условиях формирования карбонатных пород сделаны на основе полевых наблюдений в геологических разрезах, а также при изучении петрографических шлифов. Шлифы исследовались на предмет структурногенетических типов карбонатных пород. На основе изучения данных признаков выделялись литотипы, при этом была использована классификационная схема Р. Данхема42 (рис. 6.1). В основе данной классификации лежат структурные признаки карбонатных пород. Основными структурными показателями при этом являются наличие форменных элементов, их соотношение с цементирующей массой и содержания матрикса. Форменные элементы являются одними из основных составляющих карбонатных пород, которые слагают их каркас. Они представлены как скелетными (органические остатки), так и не скелетными (разного рода ооиды, обломки более древних карбонатов и др.) разновидностями. Матрикс - это литифицированный карбонатный ил микрозернистое глинисто-карбонатное или карбонатное вещество, заполняющее промежутки между зернами и пустоты в каркасе или образующее базальную массу, в которой рассеяны зерна. Цемент представляет собой то кристаллическое вещество, которое скрепляет, склеивают форменные элементы, делают каркас прочным, в том случае если отсутствует матрикс. Петрографическое изучение карбонатных пород позволило выявить 6 литотипов: мадстоун, вакстоун, вак-пакстоун, пакстоун, флаутстоун и кристаллические разновидности. Мадстоун представляет собой биокластический известняк сложенный микритом, где встречаются единичные обломки органических остатков. Вакстоун – мелкобиокластический известняк, который сложен микритовым матриксом, где зерна не соприкасаются друг с другом. Если увеличивается количество форменных элементов, соответственно зерна соприкасаются друг с 42 Dunham, R.J. Classification of carbonate rocks according to depositional texture. In: Classification of Carbonate Rocks (Ed. W.E. Ham), Am. Assoc. Pet. Geol. Mem., 1, 1962. pp. 108–121. 39

другом, то данные известняки относятся к пакстоунам. Флаутстоун – это известняк с крупными обломками фауны, где они не соприкасаются друг с другом, а как бы «плавают» в основной массе. Кристаллические разности это известняки, которые полностью подвержены вторичным изменениям, что не позволяет определить их микрофации. Рисунок 6.1 6.1–Классификационная схема Р. Данхема Для определения обстановок карбонатного накопления была применена идеализированная схема Дж. Уилсона43. Всего в данной схеме выделяется 43 Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории. М.: Недра, 1980. 464 с. 40

девять фациальных поясов (рис. 6.2), последовательность выдерживается в различных тектонических обстановках. которых Рисунок 6.2 6.2–Идеализированная схема фациальных поясов Дж. Уилсона 6.1.1 Разрез Миндигулово-1 Литотип 1. Мадстоун (образцы: 0401, 0403, 0404). Известняки темно-серые, мелкокристаллические, массивные, местами наблюдаются ожелезненные корочки (рис. 6.3). Наблюдается переслаивание известняков с глинистыми прослоями. Рисунок 6.3 6.3–Маломощные известняки с переслаиванием темных глинистых сланцев 41

В шлифах данный литотип представлен пелитоморфными известняками с немногочисленными форменными элементами (меньше 10% от площади шлифа). Форменные элементы представлены члениками криноидей. Они имеют округлую, сплющенную форму, с внутренним осевым каналом. В породе распределены не равномерно (рис. 6.4). По размерности колеблются от 0,15 мм до 0,8 мм. Рисунок 6.4 6.4–Литотип мадстоун с фауной криноидеи Из не карбонатных примесей присутствуют зерна кварцевого материала алевритовой размерности. Наблюдается параллельная микрослоистость, которую создают глинистые составляющие (рис. 6.5). Между микро слойками распространены кристаллы доломита, мутные, ромбовидные. Рисунок 6.5 6.5–Литотип мадстоун, наблюдается параллельная микрослоистость 42

Наблюдаются микростилолитовые швы, вдоль которых распространены скопления темного углисто-глинистого вещества и новообразования ромбоэдров доломита. Пространство между разветвляющимся микростилолитовыми швами выполнено тонкозернистым доломитом. По стандартным фациальным поясам Джеймса Уилсона литотип мадстоун относится к бассейновым фациям, это фации некомпенсированной или заполненной впадины. Глубины осадконакопления находились в пределах от 50 до 150 м. Эти глубины не позволяют нормальному образованию карбонатов, поэтому осадкообразование в большей степени зависело от привносимого глинистого материала и осаждающего отмершего планктона. Литотип 2. Вакстоун (образец 0406). Макроскопическое описание: известняк темно-серый, мелкокристаллический, массивный, наблюдается фауна округлой формы. Микроскопическое описание: по классификации Р. Данхема, данный известняк относится к вакстоуну (рис. 6.6). Присутствует органогеннодетритовый материал, размером меньше 2 мм, зерна не соприкасаются друг с другом. Среди определимых органических остатков присутствуют брахиоподы с крестообразным погасанием и криноидеи округлой формы с внутренним осевым каналом. Матрикс представлен микритом. Увеличивается количество терригенного материала, по сравнению с предыдущим литотипом, который представлен кварцевым алевритом. Зерна кварца плохо окатаны. По стилолитовым швам распространена перекристаллизация. Наблюдается редкое проявление доломитизации. Рисунок 6.6 6.6–Литотип вакстоун с детритовым материалом 43

На фациальном поясе Дж. Уилсона данные образования относятся к шельфовым фациям (глубоководная андатема). Глубины достигают десятков метров. Воды в основном хорошо насыщены кислородом, имеют нормальную морскую соленость. Действия волн для данных осадков распространяется, но в исключительных случаях. Литотип 3. Вак-пакстоун (образцы 0407, 0408, 0410, 0411). Известняки характеризуются светло-серой окраской. Они разнокристаллические, массивные, видны прожилки кальцита. По классификации Р. Данхема данные образцы относятся к вак-пакстоуну (рис. 6.7). Из органических остатков наблюдаются сплющенные криноидеи, с внутренним осевым каналом, а также створки брахиопод. Криноидеи по размерности колеблются от 0,3 мм до 2,4 мм. Есть как целые, так и обломанные разности. Некоторые криноидеи замещены кварцем. Основная масса представлена микро-тонкозернистым матриксом. Рисунок 6.7 6.7–Литотип вак-пакстоун с фауной криноидей На фациальном поясе Дж. Уилсона данный литотип относится к склоновой части (фациальные пояса №3,4). Характерные признаки литотипа вак-пакстоун для отнесения к данным фациальным поясам являются: 1. Цвет от темного до светлого. 2. Тонкозернистый известняк. 3. Биокластический вакстоун – пакстоун, обломки пород разного размера. 4. Склоновая слоистость. В генетическом отношении волнистые микротекстуры к волновым процессам на мелководье. 44

5. Некоторое количество глин, алевриты. 6. Биокластический детрит. Таким образом, в течение силурийского периода происходит постепенное обмеление бассейна седиментации. В раннем силуре карбонатообразование шло в более глубоководных условиях, где формировались темно-серые пелитоморфные известняки – мадстоун (литотип 1). Они относятся к бассейновым фациям. Формирование в большей степени контролировалось поступлением пелитового материала, которые создавали параллельную микрослоистость. Фауна поступала в виде отмершего планктона. В последующем происходит смена фациальных обстановок, осадкообразование осуществляется в погруженной окраине шельфа, где формируются вакстоуны (литотип 2). Со склоновой части поступает органогенно-детритовый материал. Фауна представлена криноидеями, брахиоподами и обломками различного органогенного материала. В позднесилурийский этап глубины осадкообразования уменьшаются, преимущественно формируются криноидные известняки. Наблюдается волнистая, линзовидная микрослоистость, что является признаком мелководья. 6.1.2 Разрез Миндигулово-2 К данному разрезу относятся два обнажения (обнажение №2 и №8), которые представлены карбонатными разностями лохковского и пражского ярусов. Литотип 1. Вакстоун (образцы: 02735, 02463, 02472, 02467). Фауна представлена в виде не определимого детритового материала (по площади шлифа занимают около 60-70%) и члеников криноидей с внутренним осевым каналом (рис. 6.8). Криноидеи имеют размеры 0,6х0,7 мм. Присутствуют створки брахиопод и их разновидности, имеющие округлую форму с крестообразным погасанием. Матрикс представлен микритом, в котором заключен разнообразный детритовый материал. Проявлены вторичные изменения окварцевание и доломитизация. 45

Рисунок 6.8 6.8–Литотип вакстоун (D1pr) с детритовым материалом Образец 02467 – трилобиты имеют волнистые ленточные фигуры, напоминают петлю от крючка (рис. 6.9). При скрещенных николях во время вращения столика пробегает волна затухания, что характерно для данных образований. Также присутствуют множество различного детритового материала. Рисунок 6.9 6.9–Литотип вакстоун, лентовидное сечение трилобита (D1pr) Литотип 2. Мадстоун (образцы: 02729, 02738). Данные образцы представлены немногочисленным органическим материалом в виде криноидей (?), а также встречаются брахиоподы с характерным крестообразным погасанием (рис. 6.10). Основная масса сложена 46

микро- тонкокристаллическим кальцитом. Наблюдаются новообразования доломитов, имеющие ромбические формы кристаллов выделяются в периферийной части засчёт пылеватых включений. Также проявлена перекристаллизация. Рисунок 6.10 6.10–Литотип мадстоун с единичной фауной брахиоподы (D1lh) Литотип 3. Пакстоун (образцы: 02724, 02732). Породы сложены крупными (более 2 мм) форменными элементами – члениками криноидей и литокластами (?). Матрикс микрокристаллический. Образец очень пористый (рис. 6.11). Наблюдаются вторичная примесь битума (?) или глинистой мути (?). В образце 02732 вокруг криноидей наблюдаются крупные кристаллы кальцита, напоминающие каемки инкрустации. Образец сильно перекристаллизован. Наблюдаются новообразования кристаллов доломита. Рисунок 6.11 6.11–Литотип пакстоун (D1lh) 47

Литотип 4. Вак-пакстоун (образцы: 02722, 02723, 02725, 02727, 02730, 02733, 02734, 02739, 02473, 02474, 02465, 02467). Фауна представлена члениками криноидей, имеющими размеры от 0,11 мм до 2 мм. Членики криноидей плохо сохранены, имеют округлые, овальные, эллипсовидные формы. Наблюдается их реликты. Также встречаются створки брахиопод и обломки иных органических остатков. В шлифах обнажения №2 наблюдается фауна трилобита и реликт остракоды (рис. 6.12). Основная масса представлена микро-, тонкокристаллическим матриксом. Терригенная примесь отсутствует, но в некоторых образцах наблюдается примесь вторичного кварца. Присутствуют ромбические, мутные кристаллы доломита, которые распространены неравномерно. Наблюдаются микростилолитовые швы, вдоль которых происходит нарастание яснокристаллического кальцита. Образцы сильно перекристаллизованны. Рисунок 6.12 6.12–Литотип вак-пакстоун с фауной отсракоды и криноидеи (D1pr) Образец 02734. В центральной части шлифа сконцентрированы членики криноидей. Контуры между ними сцементированы. Перифирийная часть шлифа сложена из микро-, тонкокристаллического кальцита. Фауна криноидей наблюдается реже. Из терригенной примеси присутствует кварцевый материал в виде 2 мелких зерен кварца, размером меньше 0,15 мм. Видимо данный образец формировался при активном гидродинамическом режиме (рис. 6.13). 48

Рисунок 6.13 6.13–Литотип вак-пакстоун (D1lh) Образец 02739. Данный образец сильно подвержен вторичным изменениям. Встречаются реликты члеников криноидей. Внимание обращает на себя микритизированные сгустки (рис. 6.14). Примечательно то, что они распространены в верхней части, в нижней части шлифа отсутствуют. Видимо происходит смена обстановок седиментации. Рисунок 6.14 6.14–Литотип вак-пакстоун с микритизированными сгустками (D1pr) Литотип 5. Пак-флаутстоун (образцы: 02733н, 02736, 02443, 02444, 02452). Крупнобиокластовый известняк. Форменные элементы представлены литокластами (?) и биокластами (рис. 6.15). 49

Рисунок 6.15 6.15–Литотип пак-флаутстоун (D1lh) В свою очередь биокласты представлены члениками криноидей размером 0,9-1,3 мм, створоками брахиопод около 2 мм. Обнаружен обломок крупной фауны размером больше 2 мм (рис. 6.16). Цемент как спаритовый, так и микрокристаллический. Вторичные изменения проявлены в виде процессов окварцевания. В образцах обнажения №8 наблюдаются 5 зерен кварцевого материала размером 0,15 мм. Зерна плохо окатанные. В шлифе распространены не равномерно, «кусками». Наблюдаются новообразования ромбических кристаллов доломита. Образец сильно перекристаллизован, что затушевывает некоторые особенности. Рисунок 6.16 6.16–Литотип пак-флаутстоун с крупной остракодой (?) (D1lh) Литотип 6. Кристаллические разности (образцы: 02731, 02739, 02741, 02476, 02438, 02462). 50

Данные образцы сильно подвержены вторичным изменениям (рис. 6.17), что не позволяет определить микрофациальные особенности. Рисунок 6.17 6.17–Среднекристаллический известняк (D1pr) Проведенные полевые работы и петрографические исследования нижнедевонских отложений в районе изучения с привлечением опубликованных данных по западному склону Южного Урала44,позволяют предположить, что карбонатообразование происходило в зоне шельфа в глубинах от 20 м до 80 м. По литературным данным45 в районе изучения нижнедевонские образования распространены в большей степени в виде рифогенных разностей, но встречается и не рифогенные образования. Не ясно, в какое время накопление «нормальных» известняков сменилось рифообразованием. По полученным данным в лохковский век образование карбонатов происходило в зоне иловой впадины. Здесь формировались литотипы мадстоун, вакстоун и пакстоун (обнажение №8). Течения были не сильными, что позволяло накоплению микритовой основной массы. Фауна представлена морскими разновидностями: криноидеями, брахиоподами и конодонтами. В склоновой части образовывался литотип флаутстоун (обнажение 2). Для которого характерна крупная фауна, размером более 2 мм. 44 Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Издво БФАН СССР, 1961. 94 с. 45 Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Издво БФАН СССР, 1961. 94 с. 51

В пражский век происходит образование рифовой постройки, на что косвенно указывает образец 02732, где наблюдались предположительно инкрустационные каемки. Основная часть карбонатных пород образовалась в за рифовой зоне, где формировался литотип вакстоун. Происходил снос детритового материала в виде обломков различной фауны в иловую впадину. Также в образце 02739 появляются микритизированные сгустки, формирование которых в основном происходит в зоне отмели. 52

6.2 Глинистые сланцы и песчанистые аргиллиты При определении условий и обстановок образования глинистых пород были рассмотрены палеоклиматические, палеогеодинамические обстановки, состав пород на палеоводосборах и окислительно-восстановительные условия. 6.2.1 Палеоклиматические обстановки При определении палеоклиматических обстановок главную роль играет степень выветривания в области размыва, так как от этого зависит преобразование горной породы. Сам процесс выветривания верхней коры можно разделить на три стадии: 1. Ранняя стадия (слабая степень выветривания), доминируют первичные минералы и образуются минералы, обладающие высокой способностью к катионному обмену, например иллит, хлорит, вермикулит и др. 2. Промежуточная стадия (умеренная степень выветривания) – доминируют глины, состоящие из сложных глинистых минералов, в основном смектит, в меньшей степени иллит. 3. Поздняя стадия (интенсивное выветривание) преобладают такие минералы, как каолинит, гиббсит, кварц, оксиды железа, способность к ионному обмену в этом случае невелика46. При установлении выветривания на палеоводосборах используются ряд химических индексов CIA, CIW и ICV47, а также петрохимические модули и диаграммы. Индекс химического выветривания CIA был предложен 1984 году Несбитом и Янгом48, используется как показатель климата в области размыва. Невыветрелые породы имеют значения до 50, а для сильно выветрелых пород характерно значение до 100. Для осадочных отложений которые формируются в гумидных обстановках характерен вынос из полевых шпатов Ca, Na и K, что ведет к увеличению соотношения Al2O3 и щелочей в продуктах выветривания. В аридных и гляциальных обстановках в области аккумуляции поступает тонкозернистый слабо переработанный материал представленный в основном глинистыми минералами с меньшим содержанием Al и значительным количеством неизмененных или слабо измененных полевых шпатов. 46 Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с. Harnois L. The CIW index: a new chemical index of weathering // Sed. Geol. 1988. V. 55. № 3-4. P. 319-322. 48 Nesbitt H. W, Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 715-717. 47 53

Соответственно при гумидных обстановках значения CIA выше, а при аридных или гляциальных обстановках меньше. Переходные отложеня сформировавшиеся в обстановках теплого и холодного климата характеризуются значением равное 7049. Индекс CIA рассчитывается по молекулярным количествам петрогенных окислов: CIA=100*Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O). Значения CIA близки друг к другу, меняется от 68 до 75 (рис. 6.18). Данный интервал характеризует то, что в бассейн седиментации поступал умеренно выветрелый материал. Также индекс CIA используется при определении палеоклимата. Значения CIA указывают на переходной тип климата, ближе к гумидному. Подтверждением служит отношение оксидов Al2O3/TiO2, являющийся показателем климата в области сноса. Породы сформировавшиеся в гумидных климатических обстановках имеют значение меньше 20, а для аридных обстановок характерно значение больше 3050. Исследуемые глинистые образования находятся между значениями 20 и 30, но ближе к величине 20 и не превышает 25, что показывает также переходной тип климата, ближе к гумидному. Рисунок 6.18 6.18–Вариации значений CIA в глинистых породах Для доказательства степени выветривания были применены дополнительные модули и диаграммы. Диаграмма трендов выветривания или диаграмма A-CN-K Г. Несбита и Г. Янга51,52 – применяется при анализе процессов выветривания на палеоводосборах. Данная диаграмма позволяет проследить направленность выветривания породы. Ранняя стадия выветривания фиксируется при движении фигуративных точек от начальной точки (средний гранит) к прямой Al–K. Если 49 Интерпретация геохимических данных / Под ред. Е.В. Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. Т. 1.288 с. Маслов А. В., Крупенин М. Т., Гареев Э. З. Литологические, литохимические и геохимические индикаторы палеоклимата (на примере рифея Южного Урала) // Литология и полезные ископаемые. 2003a. №5 С. 427 – 446. 51 Nesbitt H. W, Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 715-717. 52 Fedo С.М., Nesbitt H. W., Young G.M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosoils, with implications for paleoweathering conditions and provenance // Geology. 1995. V. 23. P. 921-924. 50 54

фигуративные точки расположились на стороне Al–K и примыкают к углу Al2O3, то происходило интенсивное выветривание. При смещении фигуративных точек вниз в сторону K2O, они подвергались К-метасоматозу53. Фигуративные точки глинистых пород расположились между иллитом и мусковитом, примыкают они к прямой Al-K (рис 6.19). Соответственно это говорит об умеренной или средней степени выветривания. Рисунок 6.19 6.19–Положение фигуративных точек на диаграмме A-CN-K При определении выветривания также применяют гидролизатный модуль (ГМ=(Al2O3+TiO2+Fe2O3+FeO+MnO)/SiO2). Он используется при разделении пород, содержащих продукты гидролиза от пород, в которых преобладает кремнезем. Чем выше значение ГМ, тем более сильное выветривание испытывали породы источника сноса54. По ГМ фигуративные точки состава пород разреза Набиуллино-3 попадают в поля для силитов, которым характерны значения от 0,1 до 0,3 (рис. 6.20). Низкие значения ГМ связаны с преобладанием кварцевого материала. По величине ГМ силурийские отложения разреза Миндигулово-1 соответствуют сиаллитам (значения варьируют от 0,45 до 0,56) (рис. 6.20). При макроскопическом описании разреза были видны примазки гидроокислов железа, которые повышают значения ГМ. Учитывая данный факт, глинистые сланцы разреза Миндигулово-1 по гидролизатному модулю образовались при умеренной степени выветривания. 53 Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 2005. 289 с. 54 Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с. 55

Фигуративные точки состава пород разреза Миндигулово-2 образовали три кластера, два из которых относятся к сиаллитам, а один – к гидролизатам (рис. 6.20). Причиной высоких значений ГМ в нижнедевонских образцах является меньшее содержание кварца. Группы сиаллиты и силиты формировались при умеренной или средней степени выветривания в области размыва. Таким образом, в силурийский период в бассейн седиментации поступал умеренно выветрелый материал. Рисунок 6.20 6.20–Положение фигуративных точек на диаграмме ГМ–(Na2O+K2O) 6.2.2 Состав пород в области размыва При решении вопроса о составе пород в области размыва применялось отношение оксидов K2O/Al2O3, который может рассматриваться как индикатор первичного состава глинистых пород. Для глин значение отношения составляет меньше 0,3, а в полевых шпатах изменяется от 0,3 до 0,955. Так, если значение составило больше 0,3, то можно предполагать что формирование происходило за счёт привноса петрогенного (first-cycle) материала56. Значения отношения оксидов K2O/Al2O3 в образцах разреза Набиуллино-3 варьируют от 0,39 до 0,4. Данный интервал характеризует полевые шпаты. Значения отношения оксидов в глинистых сланцах разреза Миндигулово-1 варьирует от 0,27 до 0,35, что характеризуется как переход от глин к полевым шпатам. В нижнедевонских образцах значение варьирует 0,26 до 0,31, соответственно больше глинистой составляющей. 55 Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in southwestern United States // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 2919-2940. 56 Маслов А.В. и др. РЗЭ, Cr, Th, Sc в глинистых сланцах типового разреза рифея как показатели состава и эволюции источников сноса. Литосфера, 2004. №1. С. 70-112. 56

Характер принадлежности пород к определенным типам указывают корреляции геохимических модулей. Так, отсутствие корреляции НКМ с ГМ указывают на принадлежность к породам типа second cycle, а отрицательная корреляция данных модулей на породы типа first cycle. В изучаемых глинистых образованиях корреляции геохимических модулей НКМ с ГМ отсутствуют, также не наблюдается корреляции титанового и железного модуля, что соответственно указывают на литогенные типы пород. В изучаемых образцах содержание MgO не превышает больше 3%, что указывает на отсутствие в составе глинистых пород «пирогенного» материала 57 основного состава. Исходя из данных диаграмм выяснено, что материнскими породами были литогенные отложения типа second cycle, в составе которых присутствовали калиевые полевые шпаты, а также кварцевый материал. Таким образом, возможно материнскими породами были аркозовые песчаники. 6.2.3 Окислительно-восстановительные условия Для определения окислительно-восстановительных условий в придонной части бассейна седиментации применялись индикаторы: V/Cr и Ni/Co. Если отношение V/Cr меньше 2, то для осадков характерны окислительные условия. Тогда как при значении 2-4,25 и больше 4,25 можно предполагать, что осадконакопление происходило, соответственно, в дисокисных и субокисно-аноксических условиях. Значение отношения Ni/Co меньше 5 указывает на формирование осадков в окислительных обстановках. При значении Ni/Co 5-7 можно предполагать, что накопление отложений происходило в дисокисных условиях, а при Ni/Co больше 7 в аноксических. Рисунок 6.21 6.21–Положение фигуративных точек на диаграмме V/Cr–Ni/Co 57 Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с. 57

По величинам V/Cr и Ni/Co глинистые образования разреза Набиуллино-3 формировались при восстановительных условиях (рис. 6.21). По всей видимости, данные условия связаны с хирнантскими событиями, которые произошли на рубеже силура и ордовика. Результаты геохимических анализов подтверждают ранее сделанные выводы о том, что глинистые отложения набиуллинской свиты, образовывалась в лландоверийский век на трансгрессивном этапе, где установились региональные анаэробные условия осадконакопления58. В силурийских и нижнедевонских образованиях разреза Миндигулово значение отношение V/Cr составляет меньше 2, Ni/Co имеет значения меньше 5, что доказывает окислительные обстановки (рис. 6.21). Таким образом, по полученным данным59 предположительно материнскими породами, являлись аркозовые песчаники Башкирского антиклинория, зильмердакская или айская свиты. В бассейн седиментации поступал умеренно выветрелый материал, в результате чего образовались отложения гидрослюдистого состава. Они относится ко 2-му или последующему циклу седиментации. Осадконакопление происходило на пассивной континентальной окраине. Полученные данные согласуются с литературными материалами. Так, формирование набиуллинской свиты происходило в мелководно-морских условиях при интенсивном размыве находившейся на западе островной суши (современный Башкирский антиклинорий)60. К концу ордовикского этапа происходит изменение обстановок осадконакопления в сторону обмеления61. Глинистые сланцы силура формировались в условиях нормального морского бассейна на глубинах, несколько превышающих 100 м. Источник терригенного материала находился к западу от силурийского бассейна. 58 Мавринская Т.М. Корреляция ордовикских и силурийских отложений Южного Урала // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: материалы VII Межрегиональной научно-практической конференции. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. С. 135 – 137. 59 Валитов Ш.К. Литохимия силурийских сланцев разреза Миндигулово (Южный Урал) // Геосфера. 2018. Вып. 11. С. 25 – 26. 60 Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Издво БФАН СССР, 1961. 94 с. 61 Мавринская Т.М. Фациальные и биофациальные особенности ордовикских и силурийских отложений Западнозилаирской зоны Зилаирского мегасинклинория (Южный Урал) // Материалы 5-го Всероссийского литологического совещания (Екатеринбург, 14-16 октября 2008 г.). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. Т. 2. С. 3 – 5. 58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенных исследований глинистых сланцев и известняков верхнеордовикско-нижнедевонской последовательности центральной части Западно-Зилаирской зоны (разрезы Набиуллино-3, Миндигулово-1, Миндигулово-2) были получены следующие результаты. 1. Минералогический состав глинистых сланцев был установлен посредством описания петрографических шлифов, анализа соотношения породообразующих элементов и данных термогравиметрического анализа. Породообразующими минералами являются гидрослюды и серицит. В качестве второстепенных минералов выступают хлорит, равномерно распределенный среди серицит-гидрослюдистой массы, кварц и калиевые полевые шпаты, слагающие редко встречающиеся зерна алевритовой размерности. Органическое вещество содержится в незначительном количестве (потеря веса при нагревании до 4 %) практически во всех образцах. В единичных пробах выявлена примесь гётита и кальцита. 2. Обломочные отложения пограничного ордовикско-силурийского интервала разреза Набиуллино-3 отличаются повышенным содержанием алевритового и псаммитового материала. Силурийские и нижнедевонские глинистые сланцы разрезов Миндигулово-1 и Миндигулово-2 содержат алевритовый материал в виде незначительной примеси. Их состав гранулометрический и геохимический не испытывает существенного изменения по разрезу, что указывает на стабильные обстановки в источнике сноса и области седиментации. Различия гранулометрического состава пограничных ордовикско-силурийских и вышележащих отложений, по всей видимости, обусловлены разными гидродинамическими и фациальными условиями. 3. Величины химического индекса выветривания (CIA), гидролизатного модуя (ГМ) и положение фигуративных точек состава глинистых сланцев свойственны отложениям, мобилизация которых протекала при умеренной интенсивности процессов выветривания. Соотношение породообразующих элементов (K2O/Al2O3, НКМ, ГМ, ТМ, ЖМ) позволяет предполагать, что в источнике сноса разрушению подвергались породы, состоящие из полевого шпата и кварца, вероятно, аркозовые песчаники Башкирского антиклинория. 4. Судя по соотношению индикаторных отношений Ni/Co и V/Cr, седиментация на рубеже ордовикского и силурийского периодов протекала в аноксических условиях, которые в силурийское время сменились на окислительные. 59

5. В силурийский период формирование известняков имело подчиненное значение. Микрофациальный анализ позволил сделать вывод о седиментации карбонатов в обстановках глубокого шельфа. Накопление нижнедевонских известняков протекало в пределах мелководного шельфа. Таким образом, поставленные задачи решены, а цель достигнута. Рекомендации для дальнейшего изучения могут быть связаны с дополнительным изучением интервала между отложениями ордовикского и силурийского периода, который соответствует глобальному хирнантскому событию, активно изучаемому в последние десятилетия. Также научный интерес представляет изучение других разрезов Западно-Зилаирской зоны с целью составления литофациальной карты силурийских отложений. 60

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 1.Валитов Ш.К. Литохимия силурийских сланцев разреза Миндигулово (Южный Урал) // Геосфера. 2018. Вып. 11. С. 25 – 26. 2.Валитов Ш.К. Петрографическая характеристика раннедевонских известняков разреза Миндигулово // Материалы ежегодной научнопрактической конференции, посвященной Дню геолога. 2018. С. 34 – 39. 3.Головенок В.К. Высокоглиноземистые формации докембрия. Л.: Недра, 1977. 267 с. 4.Иванов А.И. К стратиграфии и древнему орогенезу западного склона Южного Урала. Тр. Башгеолтреста, вып.7, 1937. 5.Интерпретация геохимических данных / Под ред. Е.В. Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. Т. 1. 288 с. 6.Клочихин А.В., Радченко В.В., Буряченко А.В. Геологическое строение северной части Зилаирского мегасинклинория // Тектоника Южного Урала и Предуралья. Вып. 25. Уфа, БФАН СССР, 1975. С. 42 – 47. 7.Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон Западного склона Башкирского Урала. Уфа: Изд-во БФАН СССР, 1961. 94 с. 8.Логвиненко Η. В., Сергеева Э. И. Методы определения осадочных пород: Учебное пособие для вузов. Л.: Недра, 1986. 240 с. 9.Мавринская Т.М. Корреляция ордовикских и силурийских отложений Южного Урала // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: материалы VII Межрегиональной научно-практической конференции. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. – С. 319. 10.Мавринская Т.М. Фациальные и биофациальные особенности ордовикских и силурийских отложений Западнозилаирской зоны Зилаирского мегасинклинория (Южный Урал) // Материалы 5-го Всероссийского литологического совещания (Екатеринбург, 14-16 октября 2008 г.). – Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. – Т. 2. – С. 498. 11.Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: УГГУ, 2005. 289 с. 12.Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З. Литологические, литохимические и геохимические индикаторы палеоклимата (на примере рифея Южного Урала) // Литология и полезные ископаемые. – 2003a. –№5 – С. 427 – 446. 13.Маслов А.В. и др. РЗЭ, Cr, Th, Sc в глинистых сланцах типового разреза рифея как показатели состава и эволюции источников сноса. Литосфера, 2004, №1, с. 70-112. 61

14.Мизенс Г.А. Изучение осадочных пород в прозрачных шлифах: Учебно-методическое пособие по дисциплине «Литология» для студентов специальности 130304 - «Геология нефти и газа» (ГН). Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. 86 с. 15.Объяснительная записка к стратиграфическим схемам Урала (докембрий, палеозой).// Материалы и решения IV Уральского межведомственного стратиграфического совещания (Свердловск: 1990) / Екатеринбург, 1994. 152 с. 16.Ожиганов Д.Г. Стратиграфия и фациальные особенности силурийских отложений западного склона Южного Урала // Уч. Записки Башпединститута. Уфа, 1955. Вып. IV. С. 55-92. 17.Ожиганов Д.Г. К вопросу об условиях образования древних свит западного склона Башкирского Урала // Уч. зап. БГПИ. Вып. 3. Уфа, 1951. 18.Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 145 с. 19.Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья: актуальные вопросы стратиграфи, тектоники, геодинамики и металлогении. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с. 20.Стратиграфический словарь СССР. Л.: Недра, 1975. 622 с. 21.Тейлор С.Р., МакЛеннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с. 22.Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории. М.: Недра, 1980. 464 с. 23.Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с. 24.Якупов Р.Р., Мавринская Т.М., Абрамова А.Н. Палеонтологическое обоснование схемы стратиграфии палеозоя северной части Зилаирского мегасинклинория. Екатеринбург, 2002. 158 с. 25.Bastida F., Aller J., Puchkov V. N., Juhlin Ch., Oslianski A. A cross-section through the Zilair nappe (southern Urals) // Tectonophysics. 1997. V. 276. N 1–4 (Europrobe volume). P. 253–263. 26.Bolnar R., Kamber B.S., Moorbath S. et al. Chemical characterization of earth’s most ancient clastic metasediments from the Isua Greenstone Belt, southern West Greenland // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 1555-1573. 27.Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in southwestern United States // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 2919-2940. 62

28.Dunham, R.J. Classification of carbonate rocks according to depositional texture. In: Classification of Carbonate Rocks (Ed. W.E. Ham), Am. Assoc. Pet. Geol. Mem., 1, 1962. pp. 108–121. 29.Fedo С.М., Nesbitt H.W., Young G.M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosoils, with implications for paleoweathering conditions and provenance // Geology. 1995. V. 23. P. 921-924. 30.Flugel E. Microfacies of Carbonate Rocks. Analysis, Interpretation and Application. Second Edition. Springer-Heidelberg-Dordrecht-London-New York, 2010. 984 p. 31.Harnois L. The CIW index: a new chemical index of weathering // Sed. Geol. 1988. V. 55. № 3-4. P. 319-322. 32.Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sed. Petrol. 1988. V. 58. P. 820-829. 33.Mavrinskaya T.M., Artyushkova O.V. Conodont characteristic of the Lochkovian-Pragian boundary interval in the Mindigulovo section (western slope of the Southern Urals). Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung and SpringerVerlag GmbH Germany, 2017. 34.Nesbitt H. W, Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. V. 299. P. 715-717. 35.Turgeon S., Brumsack H.J. Anoxic vs dysoxic events reflected in sediment geochemistry during the Cenomanian–Turonian Boundary Event (Cretaceous) in the Umbria–Marche basin of central Italy // Chem. Geol. 2006. V. 234. P. 321–339. 36.Valitov Sh.K. Sedimentary environments of silurian deposits of the section Mindigulovo the South Urals // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources. 2019. P. 182 – 183. Фондовая литература: 37.Артюшкова О.В. и др. Отчет о научно исследовательской работе: Детализация региональной схемы стратиграфии ордовикских, силурийских и девонских отложений Южного Урала и их корреляция с международным стратиграфическим стандартом, условия образования. Уфа, 2018. 38.Быкова Л.С. и др. Отчет об опережающих комплексных геофизических и геохимических исследованиях в помощь геологическому картированию масштаба 1:50000 на Канской площади (планшеты N-40-103-Г и N-40-103-В). Уфа, 1986. 39.Клочихин А.В., Радченко В.В., Буряченко А.В. и др. Геологическое строение северной части Зилаирского синклинория и сопредельных 63

территорий. Отчёт о геологической съемке, проведенной Кагармановской ГСП в 1962-1969 гг. Уфа, ТГФ РБ, 1969. 40.Князев Ю.Г., Князева О.Ю. и др. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-40XXVIII. Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 2015. 237 с. 41.Князев Ю.Г. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1: 1 000 000. Сер. Южно-Уральская. Лист N-40, 2013. 42.Макушин А.А., Клочихин А.В., Пацков А.А. Отчёт о результатах общих поисков по объектам: «Суранская площадь», «Белорецко-Авзянская площадь», «Ишлинский участок» и «Шатакская площадь» за 1980-1983 гг. Уфа, ТГФ РБ, 1983. 43.Решетников Н.Ф. и др. Геологическое строение центральной части Южного Урала в районе г. Белорецка. Отчёт Серменевской ГСП за 1962-66 гг. Уфа, ТФ ТГФ РБ, 1966. 44.Шефер В.А. Геологическое доизучение масштаба 1:50 000 с общими поисками на Канской площади в пределах листов N-40-103-А-а, б, г; N-40-103Б; N-40-103-В-б, г; N-40-103-Г. Уфа, ТГФ РБ, 2000. 645 с. Инв. 475780. 64

ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение №1 Стратиграфическая колонка обнажения №8 65

Приложение №2 Стратиграфическая колонка обнажения №2 66

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв