18
Строение и история формирования разреза нижнего мела - эоцена в центральной части Симферопольского поднятия
К.А. Дубкова, С.Б. Шишлов, Э.М. Бугрова, Е.Ю. Закревская
Аннотация
В статье впервые дано послойное описание разреза мела - эоцена мощностью 25 м у села Мазанка, расположенного в пределах Симферопольского поднятия равнинного Крыма.
Показано, что в валанжине - раннем готериве алевритовые и песчаные дельтовые отложения регрессивной фазы седиментации были согласно перекрыты трансгрессивной последовательностью, которую образуют песчаные осадки прибрежного мелководья, чередования алевритов и песков среднего рампа и глины внешнего рампа.
Выше фиксируется перерыв с готерива по ипр продолжительностью не менее 70 млн лет. На глинах нижнего мела, измененных процессами субаэрального почвообразования, с размывом залегают отложения верхнего ипра, датированные по фораминиферам. Сделан вывод о том, что, в отличие от прилегающих территорий, центральная часть Симферопольского поднятия до конца раннего ипра представляла собой островную сушу. При ее затоплении вначале накапливались прибрежные глауконитовые пески, а затем карбонатные осадки нуммулитовой отмели.
Ключевые слова: нижний мел, эоцен, стратиграфическое несогласие, обстановки осадконакопления, фораминиферы, Крым, Симферопольское поднятие
Введение
Разрез нижнего мела - среднего эоцена на северной окраине села Мазанка расположен в центральной части Симферопольского поднятия, где на неравномерно эродированной поверхности пород мела залегают отложения палеогена [1-4]. Истории формирования этой геологической структуры посвящена обширная литература [5-12]. Основой представленных в ней реконструкций послужили анализ изменений стратиграфической глубины эрозионного среза пород мела на площади, а также литолого-генетические особенности и относительный возраст перекрывающих их отложений палеогена.
Публикуемое впервые послойное описание этого разреза органично дополняет имеющиеся сведения. В разрезе хорошо обнажен несогласный контакт пород нижнего мела Центрального фациального района (Бештерек-Бурульчанского подрайона) Горного Крыма [13, 14] и эоцена Симферопольского фациального района [14].
По литологическим данным реконструированы обстановки осадконакопления в раннемеловом и эоценовом бассейнах, а результаты исследований фораминифер из приподошвенной части палеогена уточнили датировку начала седиментации в центральной части Симферопольского поднятия, связанного с развитием ипрской трансгрессии.
Для уточнения геологической истории рассматриваемого района проведено сравнение разреза у села Мазанка с обнажениями у сел Цветочное, Литвиненково [15] и Трудолюбовка [12].
Материал и методика исследования
В 2018-2019 гг. С.Б. Шишловым и К.А. Дубковой на северной окраине с. Мазанка (рис. 1), расположенного в центральной части Симферопольского поднятия равнинного Крыма, послойно описан разрез нижнего мела - эоцена мощностью 25 м (рис. 2), представленный в естественных обнажениях и придорожных выемках высотой от 2 до 5 м.
Они расположены на протяжении 600 м у дороги, идущей от р. Бештерек вдоль гряды нуммулитовых известняков (начало: 45°00'52,4'^ 34°14'35,9"Е, конец: 45°00'59,9'^ 34°14'53,6"Е).
Рис. 1. Расположение обнажений (I - начало, II - конец) нижнего мела (К1) - эоцена (Р2) у с. Мазанка; 1 - Симферопольское поднятие [4], 2 - естественные обнажения, 3 - придорожные выемки
Образцы на шлифы отобраны только из хорошо литифицированных известковых песчаников слоя 3 и нуммулитовых известняков слоя 8, так как остальные породы рыхлые и непригодны для изготовления шлифов.
|
Рис. 2. Разрез нижнего мела - эоцена у с. Мазанка: а) литологическая колонка, б) общий вид средней части обнажения. 1 - песчаники, 2 - алевриты и глины, 3 - мергели, 4 - известняки, 5 - гальки кварца и кварцитов, 6 - валуны и гальки известняков, 7 - известкови- стость, 8 - ожелезнение, 9 - глауконит, 10 - аммониты, 11 - двустворчатые моллюски, 12 - гастроподы, 13 - мшанки, 14 - брахиоподы, 15 - одиночные кораллы, 16 - морские ежи, 17 - серпулы, 18 - остракоды, 19 - МБФ, 20 - КБФ, 21 - остатки корней, 22 - горизонтальная слойчатость, 23 - косая разнонаправленная слойчатость, 24 - линзовидно-полосчатое чередование, 25 - постепенный переход, 26 - волнистый контакт, 27 - бугристый контакт, 28 - внешний рамп, 29 - средний рамп, 30 - прибрежное мелководье, 31 - продельта, 32 - фронт дельты, 33 - мелководье за нуммулитовой отмелью, 34 - нуммулитовая отмель, 35 - кривая колебания уровня моря, 36 - образцы и их номера |
В осыпи нижнемеловой части разреза был обнаружен аммонит, определенный М.А. Роговым (Геологический институт РАН, г. Москва). У контакта нижнего мела и палеогена отобрано 4 образца на микрофауну (см. рис. 2). симферопольский геологический эрозионный мел
При камеральной обработке материалов К.А. Дубковой и С.Б. Шишловым на оборудовании Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета проведено петрографическое описание и фотографирование шлифов, построена литологическая колонка с гранулометрической кривой (см. рис. 2), а также выполнен фациальный анализ слоевых последовательностей с использованием подходов, изложенных в многочисленных публикациях (см., например, [16-18]).
Привязка рассматриваемого разреза к местным стратиграфическим схемам [1, 3, 13, 14] осуществлена по структурно-вещественным особенностям пород.
Микрофауна из образцов выделена Э.М. Бугровой по стандартной методике, включающей дробление пород, их кипячение с добавлением бикарбоната натрия и отмывку.
Определение планктонных и мелких бентосных фораминифер (МБФ) выполнила Э.М. Бугрова, а крупных (КБФ) - Е.Ю. Закревская. Исследование нанопланктона не проводилось.
Региональные подразделения палеогена Крыма охарактеризованы биостратиграфическими зонами по планктонным фораминиферам, нанопланктону и диноцистам [19], сопоставленными с подразделениями Международной шкалы (GTS- 2012). В расчленении и корреляции мелководных разрезов региона ключевую роль играют КБФ.
При диагностике КБФ - нуммулитид и ортофрагминид использовались классификации Г. Шауба [20] и Г. Лешша [21], а для зонального расчленения палеогена - региональная шкала по нуммулитидам Немкова, Бархатовой [22] и Тетис- ная мелководная бентосная шкала ^В2-зоны) по крупным фораминиферам [23]. Деление ипра на нижний и верхний дано в соответствии с делением на илердский (нижний ипр, зоны SBZ 5-9) и кюизский (верхний ипр, зоны SBZ 10-12) региоярусы западноевропейской палеогеновой шкалы.
Родовая принадлежность МБФ определялась по модифицированным вариантам системы А.В. Фурсенко [24, 25]. Заключение о возрасте отложений дано путем сравнения с местными зонами по фораминиферам и их соотношению с зональностью по нанопланктону ([26-29] и более ранние публикации).
Результаты
Послойное описание. В разрезе (см. рис. 2) снизу вверх представлены следующие слои.
Нижний мел:
Слой 1. Тонкое линзовидно-полосчатое чередование алевритов глинистых серых (доминируют) и песчаников тонкозернистых ожелезненных буровато - желтых (рис. 3, а). Видимая мощность 1.5 м. Верхний контакт волнистый.
Слой 2. Песчаники слабо сцементированные серовато-желтые, неравномерно ожелезненные, с неотчетливой косой разнонаправленной слойчатостью (рис. 3, б). У основания (0.5 м) песчаники мелкозернистые известковистые, выше - среднезернистые. По всему слою присутствуют фрагменты раковин морских двустворок, гальки кварца и известняков, которые часто покрыты бурыми пленками оксидов железа. В верхней половине слоя гальки образуют линзовидные скопления. Мощность 4.5 м. Верхний контакт волнистый.
Слой 3. Песчаники среднезернистые, плохо сортированные, известковые массивные (рис. 3, в-д).
|
Рис. 3. Породы нижнего мела: а) линзовидно-полосчатое чередование алевритов глинистых (й) и песчаников тонкозернистых ожелезненных ^п), слой 1 в обнажении; б) песчаники среднезернистые с гальками кварца и кварцита ^), слой 2 в обнажении; в)-д) песчаники среднезернистые известковые с гальками кварца и кварцита ^), карбонатными перлювиальными конкрециями (с), фрагментами раковин двустворок ^), одиночных кораллов (5!с1), слой 3: в), г) в обнажении, д) в шлифе, николи X; е) линзовидно-полосчатое чередование алевритов глинистых (й) и песчаников тонкозернистых ожелезненных (би), слой 4 в обнажении |
Песчаные зерна кварцевые, кварцитовые и полевошпатовые. Цемент базальный кальцитовый тонкокристаллический. Присутствуют карбонатные шарообразные перлювиальные конкреции диаметром до 0.3 м; гальки кварца и кварцита, часто покрытые бурыми пленками оксидов железа; неопределимые фрагменты раковин двустворок и брахиопод, одиночных кораллов, чехлы серпул. Мощность 0.5 м. Верхний контакт бугристый.
Слой 4. Линзовидно-полосчатое чередование алевритов глинистых серых (доминируют) и песчаников тонкозернистых ожелезненных серовато-желтых (рис. 3, е). Мощность 3.0 м. Постепенный переход в вышележащий слой.
Слой 5. Глины алевритистые известковистые серые, с неотчетливой горизонтальной слойчатостью, подчеркнутой плитчатым расколом породы. По всему слою неправильной формы пятна и тонкие слойки, обогащенные окислами железа буровато-оранжевого цвета.
|
Рис. 4. Контакт нижнего мела (K0 и эоцена (Р2), показанный пунктирной линией. а) общий вид; б) глины алевритистые (слой 5) с ожелезненными остатками корней (p) и повышенным содержанием гидроокислов железа (Fe) у кровли; в) песчаники мелкозернистые глауконитово-кварцевые известковистые (слой 6) с гальками кварца (Q) |
У кровли локализуется невыдержанный выклинивающийся прослой толщиной до 10 см, с повышенным содержанием гидроокислов железа и остроугольно-комковатой отдельностью. Под ним тонкие (до 5 мм) субвертикальные стяжения оксидов железа (рис. 4) длиной до 5 см, которые можно интерпретировать как следы корней in situ. Мощность 8.0 м. Верхний контакт отчетливый неровный эрозионный. В прикровельной части слоя 5 (см. рис. 2), несмотря на контрольную обработку образца 1, микрофауна не обнаружена. В осыпи ниже этого слоя найден аммонит Valdedorsella sp.
Эоцен:
Слой 6. Песчаники слабо сцементированные мелкозернистые глауконитово-кварцевые известковистые зеленовато-серого цвета (см. рис. 4), с единичными мелкими хорошо окатанными гальками кварца, фосфоритизированными копролитами, многочисленными, иногда окатанными раковинами КБФ и МБФ, гастропод, фрагментами двустворок рода Chlamys (с чешуйчатыми и гладкими ребрами), брахиопод (теребратулид), ветвистых мшанок, иглами морских ежей, редкими створками остракод, единичными радиоляриями. Мощность изменяется от 1 до 40 см. Верхний контакт постепенный.
В обр. 2 и 3 (см. рис. 2) из слоя 6, отобранных в разных частях обнажения, установлены нуммулитиды. Среди них в обр. 2 преобладают Nummulites rotularius Deshayes (A- и В-генерации), N. pernotus Schaub (A-генерация), обычны N. archiaci Schaub (А- и В-генерации), N. increscens Schaub, N. praelucasi Douvillй (А-гене- рация), единичны N. praemurchisoni Nemkov et Barkhatova, Assilina placentula (Deshayes) (A- и В-генерации), Discocyclina dispansa (Sowerby), D. spp.
В обр. 3 присутствуют мегасферические генерации видов N. nemkovi Schaub, N. subdistans de la Harpe, Assilina placentula (Deshayes), Assilina (Operculina) karreri Penecke. Из редких ортофрагминид определен один подвид - Discocyclina fortisi fortisi (d'Archiac). Соотношение выпуклых и уплощенных форм нуммулитид примерно 1:1.
Раковины МБФ немногочисленны, имеют плохую сохранность и определены в основном до рода. Установлены Pararotalia rotaliaformis (Davidzon), Rotalia sp., Asterigerina sp. и A. ex gr. bartoniana ten Dam, Eponides polygonus LeCalvez, Cibicidoides sp., Globobulimina cf. ovata (d'Orbigny), Nodosaria cf. latejugata Gьmbel, Nodosaria sp., Ramulina sp.
Обнаружены единичные планктонные фораминиферы Morozovella cf. marginodentata (Subbotina) и неопределимые до вида Globigerina и Acarinina.
Слой 7. Мергели светло-серые песчанистые, рыхлые, со слабо окатанными валунами и гальками нуммулитовых известняков (рис. 5, а).
|
Рис. 5. Породы эоцена: а) мергели песчанистые, с валунами нуммулитовых известняков (lm) и раковинами КБФ (lbf), слой 7 в обнажении; б)-г) - известняки нуммулитовые, с раковинами КБФ (lbf), слой 8: б) в обнажении, в) шлиф из приподошвенной части слоя, с зернами глауконита (gl) и песчинками кварца (Q), николи X, г) шлиф из прикровельной части слоя, николи X |
Присутствуют многочисленные разноориентированные КБФ, размер которых постепенно увеличивается вверх по разрезу от 0.5 до 2 см; фрагменты мшанок, остракод и двустворок.
Мощность 0.7 м. Верхний контакт неотчетливый волнистый. В обр. 4 из слоя 7 (см. рис. 2) установлены многочисленные раковины рода Nummulites. Преобладают виды из групп Nummulites distans, N. pratti, N. rotularius и N. praelucasi: N. distans Deshayes, N. archiaci Schaub, N. rotularius Deshayes, N. alexisi Zakrevskaya (A- и B-генерации).