В статье автор исследует особенности вещественного состава джегутинской и прасоловской свит верхнего мела Западного Кавказа (на примере Шедокского месторождения).
Ключевые слова : известняки, джегутинская свита, прасоловская свита, Западный Кавказ, Шедокское месторождение, фораминиферы.
В качестве объекта исследования и полезным ископаемым на участке Южный массив Шедокского месторождения рассматриваются известняки джегутинской свиты сеноман-туронского возраста и известняки прасоловской свиты сантон-маастрихтского возраста.
Известняки полезной толщи рассматриваются в качестве сырья, пригодного для производства сахара, карбонатного минерального наполнителя, и карбонатной составляющей сырьевой смеси в производстве сухих строительных смесей и светлых сортов портландцемента.
В целом известняки прасоловской и джегутинской свит имеют схожие структурные и текстурные особенности и близкий минеральный состав.
Макроскопически известняки джегутинской и прасоловской свит представляют белую, желтовато-белую мелоподобную породу с неярко выраженной крупной слабоволнистой полосчатостью (слоистостью). В свежем состоянии известняки слабоотличимы, но после нахождения на поверхности в породах прасоловской свиты проявляется желтоватая окраска, которая, наряду с цепочечными кремнистыми плоскими выделениями является отличительной чертой карбонатов прасоловской свиты.
Отличительной чертой известняков джегутинской свиты является наличие сутуростилолитовых швов, представленных во всем объёме известняковой толщи (в известняках прасоловской свиты сутуростилолитовые швы отсутствуют).
Известняки в основном имеют мелко-детритовую и оолитовую (пакстоун, грейнстоун, бундстоун) слоистую текстуру и мелкокристаллическую структуру.
Основная масса разреза джегутинской свиты сложена карбонатным детритом (>90 %) и оолитами неясного генезиса. Детрит состоит из обломков фораминифер рода Globigerina (Praeglobotruncana turbinate, Stensioina praeexculpta) , остракод, двустворок, игл морских ежей размерности спикул и стеастерат губок. Раковины фораминифер круглой формы, 3–4-х камерные, с толстой стенкой, стенка раковины имеет радиально-лучистую структуру(фибровую). Размеры 0,09–0,3 мм. Спикулы губок вытянутые игольчатой формы, иногда изогнутые размеры 0,05–0,5 мм.
Оолиты (шлиф 1101) состоят из ядра и сферической оболочки. Ядро сложено окатанными и угловатыми сростками и отдельными зернами кальцита, стенки сферической оболочки оолитов так же сложены кальцитом. По-видимому, мы имеем дело с кальциосферами рода Pithonella ovalis Kaufman.
Масса цементируется тонкозернистым кальцитом. В составе цемента под сканирующим электронным микроскопом в одновозрастных отложениях Карачаево-Черкесии установлены раковины кокколитофорид.
Весьма редко присутствует кремнистый детрит: редкие радиолярии.
Известняки прасоловской свиты от таковых джегутинской отличаются меньшей долей в их составе фрагментов фораминифер, большей ролью остракод (их доля доходит до 25 %) и гастропод (их также до 20 %). Также присутствуют раковины неопределимых организмов (10 %) вытянутой, призматичной формы, сложенных единым кристаллом кальцита. В тонкой фракции преобладают кокколитофориды, а также большей степенью зараженности глинистым и кремнистым веществом.
Фораминиферы рода Globigerina составляют 30–50 % детрита. Раковины круглой формы, 2–3-хкамерные, стенка раковины толстая, имеет радиально-лучистую структуру(фибровую). Размеры раковин 0,02–0,3 мм. Остракоды удлиненной, вогнутой формы. Размеры 0,003–0,2 мм. Раковины гастропод спирально-винтовые, многокамерными, размерами 0,01–0,7 мм.
Прасоловские известняки содержат больше примесей глауконитового, глинистого и кварцевого и халцедонового вещества, в верхней части прасоловской свиты устанавливаются линзообразные конкреционные выделения халцедона, мощностью до 7 см.
Среди известняков прасоловской свиты встречаются разности отчетливой псамитовой текстуры, которые можно отнести к калькааренитам. Эти же разности содержат единичные псамитовые слабоокатанные зерна кварца, распределенные послойными струями и подчеркивающими слоистость.
|
|
|
|
Рис. 1. Известняк органогенно детритовый джегутинской свиты, шлиф № 1101, скв. № 11. глуб. 13,4 м: а - николи параллельны, б - николи скрещены |
Рис. 2. Известняки органогенно-детритовые прасоловской свиты под оптическим микроскопом, шлиф № 2308, Скв. 23. Гл. 30,3 м: а— николи параллельные, б — николи скрещены |
Состав некарбонатного компонента в обоих свитах близок. Свиты содержат примесь глинистого вещества и свободного кремнезема (кварца, халцедона, опала), глауконита, в незначительных количествах — единичные зерна терригенного кварца и акцессориев размерностью 0,05–0,1 мм, единичные выделения пирита размерностью 10–20 мкм.
Глауконит в виде редких отдельных зерен желтовато-зеленого цвета, изометричной формы, с низкими цветами интерференции 1-го порядка, с радиально-лучистым погасанием, размерами 0,04–0,2 мм. В джегутинской свите это единичные зернышки, в прасоловской количество зерен увеличивается. В распределении зерен наблюдается струйчатость.
С целью изучения минерального состава глинистого вещества выполнены 3 рентгеноструктурных анализа образца мергеля прасоловской свиты из скважины 22.
Согласно приятой методике изучения глинистых пород выполнена параллельная съемка в трех режимах: воздушно-сухого образца, насыщенного этиленгликолем и прокаленного.
Установлено, что глинистые разности состоят из смеси глинистых минералов смектитового ряда (кальций натриевый смектит) и кальцита.
Принадлежность к смектитам устанавливается по сопоставлению кривых непрокаленного ненасыщенного этиленгликолем вещества и насыщенного этиленгликолем образцов. На кривых насыщенного этиленгликолем образца базальный пик смещается в сторону малых углов из-за увеличения межплоскостного расстояния с d=13,67А к d=16,26А. Из этого можно сделать вывод, что в образце присутствует разбухающая фаза — смектит, у которой при насыщении этиленгликолем раздвигается кристаллическая решетка и смещается базальный пик.
На кривой прокаленного образца базальный пик смещается к значениям до насыщения: от 16,26 А до 13,56 (результат сужения межплоскостных расстояний в кристаллической решетке минерала). Также на этой стадии мы выявляем отсутствие каолинита в породе, так как при прокаливании до 550°С минерал разрушается и пропадает на графике.
По положению максимума базального пика уточнен тип смектита, сравнивая полученные значения (13,56А) с эталонными значениями (натриевый тип D=12,0–13,47 А, кальциевый тип D=14,88–15,00 A, кальций-натриевый тип D=13,50–14,88 A) тип смектита в изучаемом образце диагностируется как кальций-натриевый.
Присутствие смектитов Ca-Na безусловно является результатом гальмиролиза пеплового вещества кислого состава. Источником пепла являются турон-сеноманские вулканы Закавказской островной дуги, активно функционирующей в это время. Сегодня, в результате коллизии центры вулканизма расположены на расстоянии 260–600 км, их удаленность в турон-сеноманское время оценивается в 500–1400 км. Пепловый материал «доносился» до континентальной окраины и внутренних частей Русской платформы. Его присутствие достоверно установлено в сеноманских отложениях Белгородской области.
На Шедокском месторождении смектиты присутствуют только в примесных количествах и не имеют самостоятельной промышленной ценности, но этот фактор учтен при оценке качественных показателей карбонатного сырья объекта.
Химический состав известняков подтверждает их минералогические особенности. Содержание кремнезема колеблется от 1 до 3,5 % в образованиях джегутинской свиты и 2,5–15,8 % в прасоловской, окиси алюминия (среднее по свитам 0,31 % и 1,1 % соответственно) и щелочей (К 2 О + Na 2 O) больше в известняках прасоловской свиты, что коррелирует с повышенным содержанием в ней смектитов.
Таким образом, известняки джегутинской свиты состоят в большей степени из раковин фораминифер и содержат меньше примесей, а также характеризуются наличием стилолитовых швов. В свою очередь, известняки прасоловской свиты содержат больше примесей глауконитового, глинистого и кварцевого (терригенных зерен) и халцедонового вещества, и имеют более разнообразный детритовый состав, включают различные виды организмов (например, фораминиферы, гастроподы и др.), в них более четко проявлены обломочные структуры, вплоть до калькаренитов.
Литература:
- Будкина Г. И., Отчет о детальных геологоразведочных работах на Шедокских месторождениях гипса и известняка по сост. на 1/П-1957 г. ТФГИ по Южному федеральному округу. Краснодарский филиал.
- Кауфман И. М., Еремин И. Н. Отчет о разведке Шедокского месторождения известняков для нужд сахарной промышленности в Псебайском районе Краснодарского края в 1957–1958гг. / 1958 ТФГИ по Южному федеральному округу. Краснодарский филиал.
- Кузнецов В. Ф., Отчет о предварительной разведке Псебайского (Шедокского III) месторождения известняков в Мостовском районе Краснодарского края. 1987 г. ТФГИ по Южному федеральному округу. Краснодарский филиал. № 26050.
- Пильтенко М. К., Шедокское месторождение известняков Мостовский район, Краснодарского края /По работам Краснодарской геологической экспедиции Ростов-на Дону, 1946. ТФГИ по Южному федеральному округу. Краснодарский филиал.
- Корсаков С. Г., Семенуха И. Н., Белуженко Е. В., Черных В. И., Тузиков Г. Р., Греков И. И, Токарев В.Н, Деркачёва М. Г., Соколов В. В. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000, Издание второе, Серия Кавказская, Лист L-37-XXXV, Майкоп. Объяснительная записка. Санкт-Петербург, 2004. ТФГИ по Южному федеральному округу. Краснодарский филиал.
