ВІДДІЛЕННЯ МОРСЬКОЇ ГЕОЛОГІЇ І ОСАДОЧНОГО РУДОУТВОРЕННЯ ННПМ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

ЛИСЕНКО ВІТАЛІЙ ІВАНОВИЧ

УДК 552.5:552.313](477.9)

ГЕОЛОГІЯ І ЛІТОЛОГІЯ вулканогенно-теригенноЇ ТОВЩІ ВЕРХНЬОГО альбУ балаклавсЬкоЇ УЛОГОВИНИ

Спеціальність 04.00.21 – літологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Київ 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Відділенні морської геології та осадового рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України

Науковий керівник: | Академік НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор

ШНЮКОВ ЄВГЕН ФЕДОРОВИЧ,

Відділення морської геології та осадового рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України, директор (м. Київ).

Офіційні опоненти: | Член-кор. Російської АН та НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор

КУЛІШ ЄВГЕН ОЛЕКСІЙОВИЧ,

Інститут геохімії навколишнього середовища НАН та МНС України, завідувач відділом (м. Київ).

Кандидат геолого-мінералогічних наук

ПАСИНКОВ АНАТОЛІЙ АНДРІЙОВИЧ

Кримське відділення Українського Державного Геологорозвідувального Інституту, завідувач сектором еколого-геологічних досліджень (м. Сімферополь)

Провідна установа: | Інститут геологічних наук Національної академії Наук України (м. Київ).

Захист відбудеться 18.04. 2006 р. о 14 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К.26.164.01 Відділення морської геології та осадового рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України за адресою: 01601, м. Київ, вул. О. Гончара, 55-б, бібліотека.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України:

(Україна, 01601, м. Київ, вул. О. Гончара, 55-б).

Автореферат розіслано 16.03.2006 р.

Учений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат геолого-мінералогічних наук Рибак О.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Останнім часом у світі значно зріс інтерес палеогеографічних реконструкцій, який дозволяє відтворити історію розвитку окремих регіонів у певні геологічні епохи, дати прогнозну оцінку певних відкладів на ті чи інші корисні копалини. Палеогеографічні реконструкції та металогенічні прогнози опираються на дані детального вивчення геологічної будови, магматизму території та літології осадових утворень, зокрема. Відкриття у 1988 році підводного Ломоносівського масиву кристалічних гірських порід з ознаками рудної мінералізації і знахідки золота у вулканогенних теригенних відкладах альбського ярусу стало підставою для вивчення континентальної південно-західної частини кримського півострова і зокрема району Балаклави. Дисертаційна робота з геології теригенних і вулканогенних відкладів альбського ярусу південно-західного Криму вирішує питання про характер альбського вулканізму Балаклавського палеопідняття в акваторії Чорного моря і зв'язку його зі зруденінням.

Зв'язок з науковими програмами, планами і темами. Дисертаційна робота виконана згідно тематичного плану науково-дослідних робіт по вивченню ресурсів Чорноморського басейну з метою забезпечення народного господарства України мінеральними ресурсами. Ця Постанова Кабінету Міністрів України включена в концепцію нарощування мінерально-сировинної бази, як основи стабілізації економіки України на період до 2010 р.

Фактичний матеріал. В основу роботи покладено фактичний матеріал польових спостережень і досліджень, що проводилися протягом 10 років, зокрема матеріал опробування та літологого-петрографічних досліджень вулканогенно-теригенних відкладів верхнього альбу Балаклавської улоговини. Автором опрацьовано численні фондові матеріали та літературні джерела стосовно тематики роботи, матеріали геолого-знімальних, геологорозвідувальних та пошукових робіт. Автором детально вивчено 18 розрізів по природних відслоненнях, а також керновий матеріал численних свердловин, що були пробурені у різні роки. Власноруч відібрано 720 зразків гірських порід, вивчено і проаналізовано 250 шліфів. Значна увага приділялася збору палеонтологічних залишків і відбору зразків на мікрофауністичні дослідження, дані вивчення яких використовувалися для уточнення стратиграфії і кореляції розрізів. З олістостромових товщ і вулканічних туфів відібрано і вивчено близько 20 проб., 58 зразків порід були проаналізовані за допомогою силікатного аналізу і 98 зразків – за допомогою напівкількісного спектрального. Зразки з антимонітом і золотом вивчалися на мікроскопі Сamaca.

Мета і задачі дослідження. Вивчення літолого-петрографічного складу й умов залягання вулканогенно-теригенної товщі верхнього альбу Балаклавської улоговини з метою відтворення історії геологічного розвитку території і прогнозної оцінки металогенії та нафтогазоносності регіону. Ідея роботи полягає в тому, що в межах регіону в альбський час існувало палеопідняття, яке було джерелом матеріалу для формування вулканогенно-теригенної товщі Балаклавської улоговини. Задачі дослідження: з'ясування генетичного взаємозв'язку між вулканогенним комплексом і олістостромою; уточнення стратиграфічного і просторового положення олістостром і вулканогенно-теригенних відкладів верхнього альбу; літологічна характеристика алотигенного матеріалу туфів, уламкового матеріалу олістостром і враконського горизонту; петрографічне і петрохімічне вивчення уламкового матеріалу магматичних і метаморфічних порід з туфів і в складі уламкового матеріалу олістостром та враконського горизонту; стратифікація уламкового матеріалу на основі порівняльного літологічного і палеонтологічного методів; характеристика верхньоальбського вулканізму; відтворення місця розташування центрів верхньоальбського вулканізму і геологічної будови балаклавського палеопідняття у пізньоальбський час; характеристика металогенії альбського вулканізму балаклавської улоговини; розробка пошукових критеріїв телетермальних родовищ; палеогеографічна реконструкція вулканічної діяльності наприкінці ранньої крейди в акваторії Чорного моря.

Об'єкт дослідження. Верхньоальбська теригенна і туфова товщі Балаклавської улоговини (південно-західний Крим).

Предмет дослідження. Геологічна будова і літологія туфової товщі, олістостром і враконського горизонту верхнього альбу центральної частини Балаклавської улоговини.

Методи досліджень. Автор використовував літолого-петрографічний, палеонтологічний, мікропалеонтологічний, гранулометричний, мінералогічний, хімічний, петрохімічний, спектральний, ізотопний, мікроскопічний, палеогеографічний, літолого-фаціальний і інший види аналізів і методів.

Достовірність результатів дослідження підтверджується значним обсягом фактичного матеріалу опробування вулканогенно-теригенної товщі верхнього альбу та значною кількістю лабораторних аналізів, що були виконані в атестованих лабораторіях установ УкрДГРІ, НАН України, КП “Южэкогеоцентр”.

Наукова новизна роботи:

-

-

-

-

Теоретичне значення отриманих результатів визначається використанням результатів дослідження для вирішення фундаментальних питань історії геологічного розвитку Криму.

Практичне значення отриманих результатів визначається використанням результатів для реконструкцій геологічного розвитку території і палеогеографічних обстановок у пізньоальбський час, оцінки перспектив рудоносності і нафтогазоносності регіону.

Особистий внесок здобувача. Польові роботи і відбір фактичного матеріалу проводились автором особисто. Аналітичні дослідження проведені автором особисто та частково у творчій співпраці з науковцями та виробничниками. Результати спільних досліджень автора з колегами відображені в колективних публікаціях. Усі основні результати і висновки, що викладені в дисертаційній роботі, одержані здобувачем самостійно.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації, а також теоретичні і практичні висновки доповідалися автором на багатьох нарадах і конференціях, в тому числі і міжнародних, зокрема: “Геодинаміка, сейсмічність і нафтогазоносність Чорноморсько-Каспійського регіону” (Крим, Гурзуф 2001, 2003, 2005 р.р.), XIX, XXII сесія українського палеонтологічного товариства (1996, 1997, 1999 р.р.), “Теоретичні та прикладні аспекти сучасної біостратиграфії фанерозою України” українське палеонтологічне товариство (Київ, 2003).

Публікації. Основні положення і результати дисертації опубліковані в 26 наукових працях, серед яких 10 статей і 16 тез.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 10 розділів, висновку, списку літератури і додатків. Обсяг роботи_____стор. машинописного тексту, _____ малюнків, ______таблиць. Додаток обсягом ______ аркушів, складатися з фотоілюстративного матеріалу ____, таблиць, карт, загальним рахунком _______.

Автор висловлює глибоку подяку за наукове керівництво і виявлений інтерес до досліджень академіку НАН України Шнюкову Є.Ф. і щиро вдячний докторам геологічних наук Лисенко М.І., Ковальчуку М.С., доктору геолого-мінералогічних наук Спірідонову В.М., кандидатам геолого-мінералогічних наук Артеменко В.М., Гордіевич Н.Л., Лавриненко Л.Ф., Шнюковой Е.Е, Ященко М.Я. і геологам КП “Южэкогеоцентр” за цінні поради, допомогу і консультації при проведенні досліджень.

ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ ВУЛКАНОГЕННО-ТЕРИГЕННИХ ВІДКЛАДІВ ВЕРХНЬОГО АЛЬБУ БАЛАКЛАВСЬКОЇ УЛОГОВИНИ

Вперше описав геологію і магматичні породи південного берега Криму П.Паллас. Перший опис геології Балаклавского району, за результатами проведення розшукових робіт на вугілля, було зроблено Головкінським М.А, де він згадує також і гранітні породи. А.Е.Лагоріо більш докладно вивчив виходи гранітоїдів і зробив висновок, що вони знаходяться в корінному заляганні і проривають юрські конгломерати. Пізніше О.М. Зайцев уточнив геологічну будову гранітоїдів. Детально петрографічний склад валунів вивчив О.К.Мейстер і відзначив, що вони відповідають банатитам і адамеллітам. У роботах В.В.Аршинова згадуються біотитові граніти, гранодіорити (банатити й адамелліти), граносієніти, кварцові діорити, діорити, андезити, порфірити і кварцові порфіри. Порівнюючи їх з магматичними породами мису Фіолент, він відзначив їх петрографічне і мінералогічне розходження і зробив припущення, що знос цих валунів відбувався з кристалічного масиву, розташованого західніше Балаклави. Значні розміри гранітних валунів Балаклави, екзотичний петрографічний склад, згладжена, округлена поверхня і безладне поширення в Балаклавській долині послужили підставою В.В.Аршинову назвати їх “эрратическими”, що означає валуни-мандрівники. Укорінена ця назва є відгомоном льодовикових уявлень про їх генезис.

Окрім валунів граніту до відкладень альбу належить і туфова товща. М.Д.Лескевич, який вперше описав туфи, висловив припущення, що лапіллі представлені трахітами. Він відзначив, що значні за розміром лапіллі і вулканічні бомби розміром 2-3 см присутні в незначній кількості. Найбільше детально туфова товща була вивчена В.В. Аршиновим. На його думку в околицях Балаклави залягає кристалічний туф, що складається з кристалокластів плагіоклазу, рогової обманки, авгіту і магнетиту. Туф неоднорідний, включає лапіллі, вулканічні бомби й уламки осадових порід. На його думку, туф утворився в результаті надводного виверження древнього вулкана, що знаходився в межах Балаклавської улоговини. Час виверження — пізня юра. Він також висловив припущення, що існує зв'язок між валунним матеріалом магматичних порід і туфами. Трохи пізніше О.П.Павловський і К.К. Фохт датували туфи нижньою крейдою. Детальну літолого-петрографічну характеристику туфової товщі і ерратичних валунів приводить В.І.Лучицький. Він робить висновок що ці породи мають один генезис і вік. О.С. Моісєєв ж вважав, що знос валунів відбувався з районів Степового Криму. Його висновок підтверджується наявністю великих брил кристалічних порід на північних схилах Головної пасма Кримських гір. Такої ж точки зору дотримувався і Муратов М.В. На його думку джерело зносу валунів треба шукати на півночі в Степовому Криму. Найбільш повно проблему походження ерратичних валунів і туфів Балаклавської улоговини висвітлив Слудский О.Ф. Він звернув увагу на те, що поряд з магматичними породами, присутні валуни метаморфічних і осадових порід. В альбі в району Балаклави на його думку, існував льодовиковий період. Способи переносу пірокластичного матеріалу викладені в роботі Владовець В.І., та у працях Лебединського В.І., Макарова М.М., Добровольської Т.Й. Вік туфової пачки визначено як середній-верхній альб. Висновки В.І.Лебединського про значне віддалення центрів альбського вулканізму від узбережжя і численні знахідки вулканічних порід у свердловинах Рівнинного Криму, послабили інтерес до вивчення альбської туфової товщі в Балаклавській улоговині і Гірському Криму. І.Г.Щерба та Леонов М.Г. вважають, що поява олістостромових товщ у розрізі свідчить про широкий розвиток горизонтальних рухів, а самі олістолітові тіла формуються за рахунок руйнування фронту тектонічного покриву. Добровольська Т.Й. і Сальман Г.Б. зв'язують утворення валунного матеріалу з розмивом Гераклейського плато, а їх генезис з обвально-зсувними процесами. Пізнати геологічну будову Ломоносівського підвідного масиву на південно-західному схилі Чорноморської западини неможливо без пізнання геології прилягаючої суші. З цією метою Шнюкова Е.Е. і ін. вивчили петрографічні і петрогеохімічні особливості магматичних порід ератичних валунів Балаклавської улоговини. Перше згадування про золотоносний шліх південно-західного Криму зустрічається в записах маркшейдера Козіна (1825р). При вивченні туфів альбського віку, розкритих поблизу залізниці на Балаклаву (Шнюков Є.Ф., Красножіна З.В. і ін.) була встановлена їхня золотоносность. В.Т.Кардаш у породах встановив 9 зерен золота. Ця обставина спонукає до вивчення крейдових вулканогенних і теригенних відкладів Балаклавской улоговини на золотоносність.

Вирішенням стратиграфії південно-західного Криму займалися в різні роки Стремухов Д.П., Фохт К.К., Борисяк О.О., Пчелінцев В.Ф., Кримгольц Г.Я., Слудський О.Ф., Моісєєв О.С., Муратов М.В., Личагін Г.О., Лисенко М.І., Янін Б.Т., Успенська О.О., Цейслер В.М., Краснов Є.В., Лебединський В.І. та ін. Значний внесок у розчленовування осадових і ефузивно-осадових утворень регіону вніс колектив геологів Інституту геологічних наук НАН України (Тесленко Ю.В., Перм'яков В.В., Астахова Т.В., Плотнікова Л.Ф., Краєва О.Я. Нероденко В.М., які розробили стратиграфічну схему.

Аналіз літературних даних дозволив зробити такі висновки: 1- існує дві протилежні точки зору, на джерело зносу і походження ерратичних валунів; 2- наявність передбачуваного генетичного зв'язку між ерратичними валунами і альбською туфовою товщею; 3- вивчалися в основному інтрузивні породи валунів, а метаморфічні й осадові породи, що складають значну частину валунного матеріалу і несуть значну генетичну інформацію, залишилися невивченими; 4-відсутність знахідок фауни прибережного скельного біоценозу на валунних відкладах, дозволило їх діагностувати як моренні; доведене пірокластичне походження верхньоальбської туфової товщі, але відсутні пояснення присутності уламкового матеріалу осадових порід у ній; 5- висновок про значне віддалення центру альбського вулканізму від узбережжя і характер вулканізму зроблені приблизно, без доказової бази; 7- знахідки золота вимагають детального вивчення вулканогенно-теригенної альбської туфової товщі на золотоносність. Залишаються не вирішеннями питання приналежності туфової товщі, місця розташування вулканічних центрів, петрохімічна специфікація вулканізму, геологічний вік і джерела зносу, генезис валунних відкладів, металогенічні перспективи південно-західного Криму пов’язані з верхнеальбским вулканізмом. Наявність черги невирішених та дискусійних питань по геологічній будові, генезису та мінерально-петрографічного складу вулканогенно-теригенних відкладів Балаклавської улоговини зумовлюють актуальність та необхідність подальшого дослідження зазначених утворень.

ЕТАПНІСТЬ, МЕТОДОЛОГІЯ ТА ФАКТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ ДОСЛІДЖЕНЬ

Етапність досліджень має такий вигляд. На першому етапі досліджень, автором на базі фундаментальних розробок в області осадового седименто- і рудогенезу, петрології вулканогенно-осадових комплексів і аналізу геологічної будови Балаклавсьої улоговини, тектоно-геоморфологічних і палеогеографічних умов осадконагромадження в крейдову епоху, а також фактичного матеріалу по історії вивчення і геології вулканогенно-теригенних відкладів верхнього альбу в південно-західній частині гірського Криму була створена чітка картина геологічної будови досліджуваного району, сформульована проблема, намічено етапність і методику досліджень, визначено предмет, об'єкт, основні напрямки, задачі і мета досліджень, визначено об'єкти для польових досліджень. Другий етап досліджень це польові роботи. Вивчено та опробувано значну кількість геологічних розрізів вулканогенно-теригенних відкладів верхнього альбу як у відслоненнях так і за керном свердловин. Для встановлення геологічного віку і стратиграфічичної кореляції туфової товщі, відкладів олістостроми і нижньої частини враконського горизонту, детально було вивчено 19 геологічних розрізів відслонень, проаналізовано 14 літолого-стратиграфічних колонок свердловин, 24 проби на мікрофауну, знахідки макрофауни. Це дозволило створити цілісну картину стратиграфічних взаємин окремих горизонтів гірських порід. Мікрофауністичне опробування дало можливість установити вік порід і ув'язати їх геологічній колонці. Зібрано значний фактичний матеріал по літології і петрографії вулканогенно-осадової товщі, побудована узагальнена стратиграфічна колонка верхнього альбу Балаклавської улоговини. Геологічним ексклюзивом Балаклави є ерратичні валуни розкидані на полях і виноградних плантаціях. Автором вивчався літологічний склад крупноуламкового матеріалу верхнього альбу, з яким пов'язані ерратичні валуни з метою відтворення фаціальних і палеогеографічних обстановок нагромадження валунів, виявлення областей зносу уламкового матеріалу. При геологічному картуванні Балаклавської улоговини автором виявлено 13 ділянок з відслоненнями валунних відкладів у корінному заляганні. В результаті проведення польових досліджень були встановлені і детально описані точки прояву золоторудної і сульфідної мінералізації. Автором були виділені основні групи осадових порід, досліджено їх взаємозв'язки і взаємопереходи. Значна увага приділялася речовинному і мінеральному складу порід, їх структурно-текстурним особливостям.

Третій етап – камеральні дослідженя був присвячений вивченню літолого-петрографічних особливостей відкладів. На цьому етапі проводилося вивчення пірокластичної товщі верхнього альбу з метою пізнання її генезису, встановлення петрохімічного складу магми і геологічної будови фундаменту вулкана. Для цього автором було відібрано і вивчено з нижньої частини туфової товщі 320 зразків різних порід аллотигенного уламкового матеріалу і лапіллі ефузивів. З цієї колекції описано 76 шліфів, проаналізована петрохімія і геохімія основних різновидів магматичних порід. Результати досліджень дозволили зробити висновок про умови формування туфової товщі, характер виверження вулкану і прогнозувати його ймовірне місцезнаходження.

При геологічному картуванні автор звернув увагу на те, що незначна частина уламкового матеріалу враконського горизонту в нижній його частині представленна магматичними, метаморфічними й осадовими породами, які є ідентичними аналогічним породам уламкового матеріалу туфів і олістостроми верхнього альбу. У зв'язку з цим було проведено петрографічне вивчення екзотичного уламкового матеріалу враконського горизонту, що дозволило з'ясувати фаціальні умови його утворення і геологічну будову джерел зносу.

У зв'язку цим автором проведено петрографічний опис і петрохімічне вивчення ефузивних і інтрузивних порід уламкового матеріалу олістостроми верхнього альбу, що дозволило установити взаємозв'язки між ними і їх петрохімічною специфікацією, було вивчено 110 шліфів порід, а також виконано і проаналізовано 52 петрохімічних аналізи. Результати петрохімічних аналізів магматичних порід уламкового матеріалу олістостроми аналізувалися і порівнювалися з відомими даними по вулканізму Гірського і Рівнинного Криму. Було також виконано 46 аналізів по визначенню вмісту мікроелементів у породах, що дозволило провести порівняня їх з аналогічними породами з інших підгоризонтів верхнього альбу. Велика увага була приділена діагенетичним перетворенням відкладів і їх складових зокрема.

В результаті обробки фактичного матеріалу й аналізу даних по літології і петрографії досліджуваних відкладів було встановлено літолого-фаціальні і петрографічні особливості досліджуваних утворень.

Четвертий етап досліджень супроводжувався з узагальненням усього фактичного матеріалу. Отримані додаткові дані про речовинний склад вулканогенно-теригенної товщі верхнього альбу, її фаціальної приналежності і нові дані про розташування центрів верхньоальбського вулканізму дозволили відтворити історію геологічного розвитку Балаклавського палевулканічного підняття, встановити палеогеографічні умови утворення вулканогенно-теригенної товщі верхнього альбу, визначити основні джерела зносу теригенного матеріалу.

П'ятий етап досліджень є логічним узагальненням і продовженням попередніх етапів і торкається прикладних сторін результатів проведених досліджень (практичні рекомендації, щодо подальших науково-дослідних і геолого-пошукових робіт). Зокрема розглядалися питання обґрунтування геолого-структурних, літологічних ознак локалізації і джерел золота та вуглеводневої сировини; постановки пошуково-розвідувальних робіт на виділених автором об'єктах і площах.

ГЕОЛОГІЧНА БУДОВА БалаклавсЬКоЇ УЛОГОВИНИ

Аналіз тектонічної будови і стратиграфії Балаклавської улоговини дозволили зробити такі висновки:

Балаклавська улоговина знаходиться на перетині Гірського і Рівнинного Криму, характеризується складною геологічною будовою і є краевою південною частиною Скіфської епигерцинської плити. Вулканогенно-теригенні відклади верхнього альбу приурочені до грабен-сінклінальної структури. З двох сторін Балаклавська улоговина обмежена Балаклавсько- Хмельницьким та Сарадинаківським розломами глибинного закладення, що зумовило формування рельєфу і нагромадження олістростромового матеріалу у верхнім альбі. В будові Балаклавської улоговини встановлена присутність різних осадкових порід мезозою від ніжної юри до сеноману, які залягають з кутовими та стратиграфічними неузгодженнями та перервами. Значна перерва в осадконакопиченні відбулась в середині – кінці середнього альбу. В цей були розмиті породи верхньої юри і нижньої крейди, зокрема готеіву, валанжину, барему, апту. Верхньоальбська туфова товща нагромаджувалась на денудаційну поверхню різного віку.

Контрастний літо-фаціальний склад гірських порід окремих стратиграфічних рівнів верхньої юри та нижньої крейди, наявність перерв в осадконакоиченні свідчать про нестабільний тектонічний режим території у цей час, а горизонти аргілітів і теригенних товщ конгломератів на значні амплітуди коливань і інтенсивність тектонічних рухів земної кори в регіоні. Детальна характеристика геологічної будови ілюстрована окремими геологічними розрізами, геологічною картою регіону (в масштабі 1:25 000), літо- стратиграфічною колонкою і інш.

СКЛАД, БУДОВА І СТРАТИГРАФІЧНЕ ВЗАЄМОВІДНОШЕННЯ ВУЛКАНОГЕННО-ТЕРИГЕННИХ ТОВЩ ВЕРХНЬОГО АЛЬБУ ІЗ ВМІЩУЮЧИМИ ПОРОДАМИ

Питаннями стратиграфії альбських відкладів у південно-західній частині Криму займалися у різні роки Моісєєв О.С., Муратов М.В., Слудський О.Ф., Цейслер В.М., Личагін Г.О., Лебединський В.І. і ін. Задачею розділу є встановлення геологічного віку і стратиграфічних взаємин туфової товщі, відкладів олістостроми і нижньої частини враконського горизонту. Для цього детально було вивчено 18 геологічних розрізів відслонень корінних порід і проаналізовано 14 літолого-стратиграфічних колонок свердловин. Для стратиграфічної кореляції розрізів було відібрано і проаналізовано 24 проби на мікрофауну, а також вивчено знахідки макрофауни, що дозволило уточнити геологічний вік порід. Отримані результати дозволили побудувати зведену колонку верхньоальбских утворень.

Пірокластична товща верхнього альбу займає в Балаклавській улоговині площу понад 30 км2, має потужність 30-150 м та простягається на схід і північний схід через Чорноріччя в район сіл Тернівка і Рідне. У 1977-2003 р.р. магматичні породи туфової товщі були виявлені драгуванням у східній частині Фороського виступу південніше Балаклави, що розширило площу її поширення. За даними буріння пірокластична товща верхнього альбу залягає у значних ерозійно-тектонічних депресіях на титон-беріаських і валанжинських вапняках, аптських глинах і на теригенних відкладах нижнього-середнього альбу. Одна з таких депресій приурочена до центральної і північно-східної частини Балаклавської улоговини. З заходу вона обмежена Сарандинакінським розломом, зі сходу – системою скидів, пов'язаних із зоною Балаклавсько-Хмельницького глибинного розлому.

Вивчення геологічних розрізів верхнього альбу в різних точках Балаклавської улоговини дозволило створити цілісну картину стратиграфічних взаємин окремих горизонтів гірських порід. Мікрофауністичне опробування дозволило встановити вік утворень і ув'язати їх місце в геологічній колонці. В результаті була створена узагальнена литолого-стратиграфічна колонка верхнього альбу і вияснені головні особливості будови. Коротко вони можуть бути зведені до слідуючого:

В вулканогенно-теригенних відкладах верхнього альбу за літологічними особливостями можна виділяти три горизонті: туфовий, глинястий і карбонатний /враконьский/. Туфовий горизонт залягає з кутовою незгодою в ерозійних низинах, промитих в глинистих аргілітах середньої юри, тітоньских вапняках, глинах апту та пісковиках нижнього альбу. Утворення туфової товщі було пов’язано с експлозивною діяльністю вулканів. Матеріали буріння в північно-західній частині Балаклавської улоговини свідчать про наявність як мінімум трьох експлозивних викидів. Перенос матеріалу здійснювався повітряними потоками, а нагромадження в наземних умовах при дефіциті кисню. Одночасно товща туфів зазнавала розмиву, місцями до повного знищення. Покриваючі Ії сіро-чорні глини і аргіліти свідчать про те, що субаеральний режим седиментогенезу змінився субаквальним, пов’язаним з різким затопленням морськими водами. Саме в цей час в глинах відмічається перша поява олістолітів, які в верх по розрізу займають домінуюче положення і характеризують олістострому. Крупно уламковий матеріал олістосторми залягає з кутовим неузгодженням. Максимальна потужність аргілітів і олістостроми встановлена в південній частині Балаклавської улоговини на тектонічному уступі. Поверхню глинистих алевролітів і олістострому з кутовим і азимутальним неузгодженням покривають гравеліти і вапняки враконського. Загальна потужність враконського горизонту складає близько .... м.

ЛІТОЛОГО-ПЕТРОГРАФІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВУЛКАНОГЕННО-ТЕРИГЕННОЇ ТОВЩІ ВЕРХНЬОГО АЛЬБУ БАЛАКЛАВСЬКОЇ УЛОГОВИНИ

Характеристика алотигенного матеріалу і лапілій з альбських туфів

Перед автором стояла задача вивчення пірокластичної товщі верхнього альбу з метою пізнання природи й умов утворення вулканогенної товщі, встановлення петрохімічного складу магми і геологічної будови фундаменту вулкану. Значна увага приділялася екзотичному алотигенному уламковому матеріалу, лапілліям магматичних порід, що приурочені до нижньої частини туфової товщі, хоча окремі великі уламки і значна кількість більш дрібних зустрічаються по всьому розрізу. Алотигенний уламковий матеріал, представлений магматичними, метаморфічними й осадовими породами. Цей екзотичний матеріал складає менше 10% від загального обсягу туфів, але несе інформацію про глибинну будову масиву, що проривався альбським вулканізмом.

Уламковий матеріал магматичних порід представлений одиничними знахідками кварцових діоритів, плагіогранітів, гранодіоритів, габро, амфіболітів, серпентинітом, антигоритовим серпентинітом і кварцом.

Більш ніж 40% від загального обсягу алотигенного матеріалу складають метаморфічні породи, які представлені піроксен-магнетит-біотит-кварц-плагіоклазовим, гранат-біотит-плагіоклазовим і біотит-плагіоклазовим гнейсами; серицит-плагіоклаз-кварцовим, піроксен-гранат-кварц-біотитовим, епідот-хлорит-кварцевим, хлорит-серицит-кварцовим, тальк-хлорит-серицит-карбонатним і філітоподібним сланцями; чорними і зеленими дрібнозернистими кварцитами; білими, зеленими средньозернистими мармурами й аркозовими пісковиками. Чорні філітоподібні сланці, кварцити й аркозові пісковики складають 90% уламкового матеріалу метаморфічних порід.

Алотигенний уламковий матеріал осадових порід складає більш 50% від загального обсягу екзотичного туфового матеріалу і представлений темно-сірими, світло-сірими, червоно-коричневими, сірувато-чорними, темно-зеленими, кремовими і рожево-червоними вапняками; сіро-зеленими і сіро-білими пелітовими туфами; темно-сірими туфітами, сіро-зеленими і сірувато-коричневими гравелітами. У сіро-зелених туфах відмічаються лапіллі базальтів, андезито-базальтів і алотигенних уламків кварцитів. Цими туфами ймовірно були складені схили вулканічної побудови стратовулкану перед його експлозивною діяльністю.

Уламковий матеріал ефузивних порід в альбских туфах можна розділити на дві групи: матеріал викидів більш древніх вивержень вулкану і лапіллі експлозивної діяльності в пізньому альбі. Ці породи незначно відрізняються за мінеральним, петрохімічним складом, текстурними і структурними ознакам, а також за формою уламкового матеріалу. Уламковий матеріал першої групи порід складає близько 70% від загального обсягу ефузивів у туфах. За даними хімічних аналізів ефузивні магматичні породи першої групи належать до лужних базальтів і андезито-базальтів. Уламковий матеріал другої групи ефузивних магматичних порід пов'язаний з експлозивною діяльністю альбських вулканів і представлений лапілліями андезитів, дацитів і трахіріолітів. Переважна кількість лапіллій представлена андезитами, що утворювали центральну частину вулканічної пробки. Дацити і трахіріоліти ймовірно складали дайки і субвулканічні тіла у побудові стратовулканів.

У підрозділі наведено гранулометричну, мінералогічну та структурно-текстурну характеристику уламкового матеріалу.

Отримані докази про вулканічну специфіку туфів і їх геологічну будову дозволяють стверджувати таке:

·

Особливості літологічного складу і генезис уламкового матеріалу олістостром

Дослідженнями встановлено, що уламковий матеріал олістостром складеться осадовими, магматичними і метаморфічними породами. Процентне співвідношення порід у різних відслоненнях змінюється, але загальний склад зберігається незмінно, що пов'язано зі спільністю умов їх утворення. За джерелом формування уламкового матеріалу можна виділити три групи порід: місцевий матеріал, корінні виходи якого розташовувалися в безпосередній близькості до області осадконагромадження; матеріал, що надходив з досить віддалених джерел зносу; екзотичний матеріал, корінні виходи якого не відомі на території Гірського Криму. Переважають у розрізі уламки місцевих осадових порід. Для з'ясування палеогеографічної обстановки нагромадження уламкового матеріалу у верхньому альбі, уламковий матеріал описано у віковій послідовності.

Осадові породи складають 60-90% загального обсягу уламкового матеріалу окремих олістолітів. Вони представлені: палеозойськими вапняками; оксфордськими конгломератами; титон-беріаськими вапняками; апт-нижньоальбськими пісковиками; нижньоальбськими конгломератами; верхньоальбськими туфами і туфопісковиками; глинистими аргілітами алевролітами, кварцовими пісковиками. Уламковий матеріал метаморфічних гірських порід у складі олістостроми відіграє незначну роль (найбільша його кількість міститься в олістолітах на північному сході Балаклавської улоговини). Джерелом матеріалу є оксфорд-кімеріджські юрські конгломерати і корінні породи материка, що розташовувався південніше Балаклави у пізньоальбський час. Середній розмір гальки становить 3,0-24,0 см у поперечнику, іноді зустрічаються брили розміром до 1,0 м. Метаморфічні породи представлені: мікроклиновими, біотитовими гнейсами; філітоподібними, кварц-серицит-хлоритовими, біотит-кварцовими сланцями; чорними, білими і сірувато-зеленими дрібнозернистими кварцитами; сірими поліміктовими пісковиками; сірувато-коричневими залізистими кварцитами; джеспілітами; білим і сіро-зеленим мармуром. Екзотичні валуни і галька магматичних порід складають 5-20% від загального обсягу матеріалу конгломератових товщ. Вони входять до складу брил юрських і альбських конгломератів, а також зустрічаються самостійно. У юрських конгломератах добре окатана галька (3,0-10,0 см) магматичних порід складає менше 5% від загального обсягу. Вона представлена гранітом, граніт-аплітом, плагіогранітом, гранодіоритом, діоритом, спілітом, кератофіром і червоною гематитовою яшмою. Альбські уламки конгломератів містять більш крупну гальку і добре окатані валуни (до 40,0 см). Вони представлені граніт-порфіром, кварцовим порфіром, дацитом і ріолітом. Основна кількість уламкового матеріалу магматичних порід зустрічаються в олістолітах. Відзначаються петрографичні розходження складу порід у південних і північних відслоненнях Балаклавської улоговини. Ефузивні породи утворилися за рахунок руйнування лавових потоків туфової товщі і субвулканічних дайок. За складом уламковий матеріал представлений: граніт-порфіром, кварцовим порфіром, дацитом, трахіріолітом, ріолітом, андезитом, андезито-базальтом і базальтом. Мінеральний склад і структурно-текстурна характеристика порід валунів базальтів, андезито-базальтів, андезитів і трахіріолітів дозволяють говорити про парагенетичні зв'язки з породами, що складають лапіллі й алотигенний уламковий матеріал альбської туфової товщі. У незначній кількості (< 5%) зустрічаються галька і валуни кварцу, кварц-гідрослюдистих, кварц-турмалінових і кварцових метасоматитів по ріолітам і дацитам, що характеризуються підвищеним вмістом Pb,Cu,Zn,Co,Mo,Li,Ag,As,Sb. Зустрічаються одиничні знахідки валунів інтрузивних порід плагіогранітів, гранодіоритів, кварцових діоритів і габро.

Істотне значення при обґрунтуванні умов утворень морської гравітаційно-осадової олістостроми мають такі ознаки, що відрізняють її від інших ідентичних відкладів: наявність різкої нижньої границі дугоподібної форми з поглибленням у нижчележачу товщу і верхньої —затокоподібної, нерівної; наявність на поверхні валунів юрських вапняків і альбских пісковиків слідів свердління каміннеточців указують на формування уламкового матеріалу в хвилеприбійній зоні; на нагромадження відкладів у відкритих морських глибоководних умовах указує наявність форамініфер, белемнітів, голок морських їжаків, зубів акул і глауконіту в цементуючій глинясто-піщаній масі; матрикс фаціальний взаємозв'язок зі стратифікованими нормальними морськими відкладами верхнього альбу; присутність у кавернах на поверхні валунів гранітів, фрагментів піщанистих конгломератів з фауною верхнього альбу; різна величина уламків, відсутність сортування, хаотичне розташування в загальній масі і різний ступінь окатаності; збільшення потужності конгломератових відкладів з наближенням до тектонічного уступу, що знаходився південніше сучасної берегової лінії, де відбувалося формування уламкового матеріалу; переважання в уламковому матеріалі погано окатаних місцевих осадових порід; наявність на півночі Балаклавської улоговини в матриксі перевідкладеного пірокластичного матеріалу, що підстилає альбську туфову товщу; відсутність тектонізації (ознак окатаності, будинажу, дзеркал ковзання й ін.) в уламковому матеріалі.

Необхідно відзначити, що грубоуламкові відклади, пов'язані з формуванням олістостроми, мають широке поширення в Гірському Криму. Вони характеризуються такими ж ознаками, що і вивчені нами відклади.

Існує дві діаметрально протилежні точки зору на місцезнаходження материнського масиву, з якого відбувався знос уламкового матеріалу в Балаклавскую улоговину. Авторський фактичний матеріал свідчить про південне джерело зносу й існування материнського масиву: збільшення в напрямку з півдня на північ ступеня окатаності валунів титон-беріаських вапняків і, відповідно, зменшення їх розміру; зменшення в цьому ж напрямку кількості уламкового матеріалу валунів титон-беріаських вапняків, аптських і нижньоальбських пісковиків і конгломератів; виклинювання в північному напрямку альбської туфової товщі; зменшення з півдня на північ розмірів і кількості уламкового матеріалу, представленого кислими ефузивними породами; наявність гальки авгіт-роговообманкових андезитів і перевідкладеного пірокластичного матеріалу з альбських туфів; значні розміри (до кількох метрів у діаметрі) валунів плагіогранітів і трахіліпаритів виключають їх транспортування на значні відстані; ідентичність літологічного складу валунів олістостроми і юрських конгломератів, що складають південне обрамлення Балаклавської улоговини.

Літолого-петрографічна характеристика екзотичного уламкового матеріалу враконського горизонту

При геологічному картуванні автор звернув увагу на те, що в складі уламкового матеріалу в нижній його частині враконського горизонту присутні магматичні, метаморфічні й осадові породи, за складом ідентичні з уламковим матеріалом туфів і олістостроми верхнього альбу. Перед автором постала задача літолого-петрографічної характеристики екзотичного уламкового матеріалу враконського горизонту для встановлення фаціальних умов його утворення і відтворення геологічної будови області зносу. Потужність відкладів враконського горизонту за результатами буріння складає 3-36 м. Товща цих порід представлена чергуванням пісковиків і піщанистих мергелів, причому до підошви розрізу ступінь сортування уламкового матеріалу погіршується, а розмір збільшується. У цій частині розрізу породи мають гравелистий, а місцями конгломератоподібний вигляд. Саме породи нижньої частини характеризуються уламковим матеріалом строкатого петрографічного складу. Вони виходять на поверхню в північно-східній частині Балаклавської улоговини. Потужність їх коливається від 2,0 до 5,0 м. Залягають вони майже горизонтально з кутовою й азимутальною неузгодженістю на чорних глинистих аргілітах і туфопісковиках верхнього альбу і перекриваються піщанистими мергелями сеноману.

В підрозділі подана характеристика основних літологічних відмін порід нижньої частини враконського горизонту.

Петрографічна характеристика магматичних порід уламкового комплексу олістостром верхнього альбу

Магматичні породи складають незначний відсоток уламкового матеріалу вулканогенно-теригенних відкладів верхнього альбу, але постійна присутність у всіх описаних горизонтах, що є доказом їх утворення за рахунок руйнування єдиного материнського масиву кристалічних порід. У 60-ті роки минулого сторіччя багато робіт було присвячено вивченню верхньоальбської туфової товщі, але матеріали про генетичний взаємозв'язок її з ерратичними валунами були відсутні. Автор ставив задачу петрографічного опису ефузивних і інтрузивних порід уламкового матеріалу олістостроми верхнього альбу. Отримані результати дозволяють зробити судження, що утворення уламкового матеріалу магматичних порід олістостроми відбувалося за рахунок руйнування конгломератів оксфорд-кімериджського і нижньоальбського віку, корінних джерел альбських ефузивів і інтрузивних магматичних порід, що складали Балаклавське палеопідняття.

Уламковий матеріал магматичних порід у конгломератах юрського віку складає менш 1% від загального обсягу уламкового матеріалу олістостроми і представлений невеликою галькою спілітів, діабазів і гранітів. Утворення цього матеріалу відбувалося за рахунок руйнування вивержених порід Фіоленту і Південного берега Криму. Вони вивчені й описані в роботах Лучицького В.І., Лебединського В.І., Макарова М.М., Шнюкової К.Є. та ін. Тому увага автора була спрямована на вивчення уламків ефузивних і інтрузивних порід, які були корінними породами Балаклавського палеопідняття в альбський час. Особливістю літологічного складу олістостроми є перевага вулканічних порід над плутонічними, кислих над основними. Вулканіти представлені базальтами, андезито-базальтами, андезитами, дацитами, плагіоріолітами, трахіріолітами. Базальти, андезито-базальти й андезити ідентичні з лапілліями альбської туфової товщі і різко відрізняються від ефузивних порід Гірського Криму.

Дослідження комплексу порід, що складають валунні відклади морської осадочно-гравітаційної олістостроми, дозволило зробити такі висновки:

ь

ь

ь

ь

ІСТОРІЯ ГЕОЛОГІЧНОГО РОЗВИТКУ БАЛАКЛАВСЬКОГО ПАЛЕОВУЛКАНІЧНОГО ПІДНЯТТЯ НА ОСНОВІ ВИВЧЕННЯ ГЕОЛОГІЇ ВУЛКАНОГЕННО-ТЕРИГЕННОГО КОМПЛЕКСУ

Вулканічна діяльність альбського часу, безумовно, була розповсюджена на значно більший простір ніж це позначено в сучасних геологічних розрізах. Фрагментарні сліди вулканітів у вигляді туфів зустрічаються далеко за межами Південно-Західного Криму. Як відомо туфі визначено в розрізі верхнього альбу в Бахчисарайськім районі /база МГУ/, потужністю 1 м, зафіксовані туфи і у південній частині Салгирського грабену. Ще більш наявний приклад розповсюдження туфів на Гераклейськім півострові /Чорноріченська світа/, де вони присутні в тектонічних западинах (На підняттях вони були знищені процесами денудації та трансгресивним розвитком міоцену). Взагалі про характер розповсюдження та накопичення вулканічного матеріалу могли б дати свідчення відклади альбу під товщею верхньої крейди, але повна відсутність глибоких свердловин у цій частині півострова залишає це питання відкритим. Тому можна заключіть – Балаклавська улоговину слід розглядять як унікальну геологічну споруду, завдяки якої є реальна можливість реконструювати геологічну будову та історію розвитку тієї частини регіону /шельф/, яка затоплена водами Чорного моря. Балаклавська тектонічна улоговина – це маленький шматочок Гірського Криму., де само природою визначена можливість відтворювати особливості не тільки ендогенних процесів в вигляді вулканізму, але і процесів екзогенної палеогеодінаміки – особливість розвитку рельєфу і взагалі палеогеографію того часу. Тому в дисертації приділяється