Геологическое строение чехла

ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

СТРАТИГРАФИЯ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ

В начале мезозойской эры уралиды в целом представляли собой молодую эпигерцинскую платформу. Тектонические события, протекающие в ее пределах, во многом совпадали с таковыми на Русской и Сибирской платформах, что подтверждает монолитность этих участков литосферы в триасовый период.

Так, в триасе древний Сибирский кратон испытывал режим активизации магматических процессов. Из глубоких трещин в земной коре изливалось колоссальное количество базальтовой лавы, которая, застывая в условиях суши, дала горные породы основного состава. Это знаменитые сибирские траппы, с которыми в районе г.Норильска генетически связаны месторождения меди, никеля и других металлов с уникальными запасами. Базальтовые покровы, весьма сходные с сибирскими траппами, обнаружены в уралидах, которые в этот период также испытывали активизацию тектонических движений и магматизма.

К этому же времени относится эпоха мощного угленакопления, которое охватило северную и западную части Сибирской платформы, а в пределах уралид бурыми углями заполнялись линейные отрицательные структуры - грабены. Мощность угленосных толщ триаса достигает 3-4 км, а отдельные угольные пласты в Челябинском грабене имеют мощность до 100 метров.

Линейные структуры триаса (грабены) особенно широко распространены в центральной части Западно-Сибирской плиты. В них практически отсутствует палеозойский фундамент. Его замещают интрузии основных пород и покровы базальтов триасового возраста, которые прослежены бурением и геофизическими наблюдениями на глубину более 1,5 километров. Над ними располагаются впадины глубиной около 1 километра, заполненные осадками юрского возраста. Таким образом, кровля магматических пород триаса (траппов) опущена относительно палеозойских бортов грабенов на 1-1,5 км (Сурков, Жеро, 1982).

Охарактеризованные структуры представляют собой зоны раскола фундамента, в которых некогда зияющие трещины заполнены затвердевшим базальтовым расплавом. Природа их рифтовая, а механизм образования подобен развитию осевых грабенов современных срединноокеанических хребтов. Грабен-рифтовые структуры интенсивно развивались в триасе, но они живы и в настоящее время, ибо в них зафиксирован повышенный тепловой поток.

Сибирские исследователи В.С.Сурков и О.Г.Жеро (1982) выделяют в фундаменте плиты несколько рифтовых структур, но главной из них является Колтогорско-Уренгойский грабен-рифт, прослеживающийся субмеридионально через плиту на расстояние 1800 км от г.Омска на юге, до Карского моря на севере. Далее, в этом же направлении, он соединяется с желобом Святой Анны в Северном Ледовитом океане. Эта структура известна также под другим названием – Пурский желоб. Ширина рифта постепенно увеличивается с юга на север от первых километров до нескольких сотен км. Это наиболее крупная и хорошо изученная рифтовая структура плиты, возникшая в триасе, когда сформировавшаяся к концу палеозоя единая литосферная плита, снова раскололась. Колтогорско-Уренгойский грабен стал играть роль центрального глубинного разлома, от которого происходило растяжение литосферы в мезозое.

Однако раскол плиты и последующий раздвиг образовавшихся бортов не достиг крупных масштабов и, соответственно, не привел к образованию нового океанического бассейна с возобновлением островодужных и последующих событий формирования мезозойской складчатой системы. Поэтому Западно-Сибирскую плиту М.Я.Рудкевич (1987) назвал «несостоявшимся океаном». Этот ученый полагал, что Пурский желоб возник над палеозойским рифтом, как долгоживущей структурой. Не исключено таким образом, что в палеозое в этой части планеты существовало два океана – Уральский с осью раздвига, проходящей вдоль современного Урала, и Западно-Сибирский, осью спрединга которого являлась структура, породившая в мезозое Пурский желоб.

При всей своей активности, триасовый рифтогенез плиты был рассеянным и носил континентальный характер, Об этом свидетельствует пыльца и споры наземных растений и обуглившиеся остатки древесины в осадочных породах, перемежающихся с пластовыми телами базальтов.

Не состоявшаяся «океанизация» Западно-Сибирской плиты в мезозойскую эру сыграла свою положительную роль в накоплении углеводородов в ее чехле, когда этот регион был залит мезозойским континентальным морем. В юрский и меловой периоды Пурский желоб являлся осью растяжения и прогиба фундамента плиты. Именно здесь, над желобом создавались относительно глубоководные условия, благоприятные для накопления нефтегазоматеринских пород богатых отмершей фауной. Повышенный тепловой поток в рифтогенных структурах способствовал переработке органического вещества в углеводороды. По выражению М.Я.Рудкевича, «неудавшиеся океаны потому и являются крупнейшими нефтегазоносными бассейнами, что их образование не состоялось».

Поскольку триасовый базальтовый вулканизм в уралидах по времени был синхронен с трапповым магматизмом Сибирской платформы, то можно предположить, что литосфера последней также подвергалась растяжению в этот период. Вероятно, полному разрыву континентальной коры в мезозое и образованию здесь океанической структуры помешали мощные напряжения сжатия, поступающие со стороны зарождающейся в это время Атлантики.

Касаясь палеогеографической обстановки триасового периода, необходимо отметить, что Урал и большая часть Западной Сибири в это время представляли собой слабо приподнятую довольно выровненную сушу. Складчатые, а затем и глыбове горы, сложенные уралидами, к этому времени уже разрушились и превратились в пенеплен. Континентальные водные бассейны существовали лишь на крайнем северо-востоке плиты и в наложенных впадинах триасовых грабенов. В последних происходила аккумуляция терригенного материала, сносимого с суши, излияние лав основного состава из трещинных вулканов, чередующееся с угленакоплением. Опускание дна грабенов происходило довольно быстро, вследствие чего на поверхности они занимались речными долинами, по которым происходил снос обломочного материала с бортов этих структур. Пышное развитие растительности привело к накоплению мощных залежей торфа в заболоченных участках. Впоследствии скопления торфа превратились в толщи бурого угля.

Триасовые отложения Западно-Сибирской плиты тектонистами относятся к промежуточному структурному этажу.

Одной из крупных грабенообразных структур триаса является Северо-Сосьвинский (Саранпаульский) грабен, развившийся на коре выветривания палеозойских пород Урала (рис.21). В позднетриасовое, юрское и меловое время в этой структуре образовались угленосные отложения, входящие в состав Сосьвинско-Салехардского буроугольного бассейна.

Изучение геологического строения Северо-Сосьвинского района, проведенное Уральским геологическим управлением, привело к открытию буроугольных месторождений юрского возраста (Тольинское, Оторьинское, Няйское, Лопсинское, Усть-Маньинское). Дальнейшие геологические исследования партий Главтюменьгеологии позволили открыть в районе Люльинское и Турупьинское месторождения, относящиеся к триасовой эпохе угленакопления.

Стратиграфическое расчленение мезозойских отложений Северо-Сосьвинского угленосного района проведено В.А.Лидером (1964), А.И.Сидоренковым и А.В.Гурским (1977). Ниже приводится стратиграфическая схема Северо-Сосьвинской грабенообразной структуры по данным указанных исследователей.

Триасовая система представлена карнийским, норийским и рэтским ярусами. Первые два яруса выделены в саранпаульскую свиту зеленоватых глин, глинистых алевролитов и мелкозернистых песчаников, которые фациально замещаются красноцветными псаммо-псефитовыми породами с редко встречающимся растительным детритом. Рэтский ярус сложен фациально замещающими друг друга семьинской и ятринской свитами.

Семьинская свита с размывом и угловым несогласием залегает на выветрелых породах палеозоя или на пестроцветах саранпаульской свиты. Она представлена светлыми и красными каолинитовыми глинами, глинистыми алевролитами, песчано-гравийно-галечным материалом. В разрезе свиты наблюдаются линзы бокситов светло-серого и светло-бурого цвета толщиной до 17 м. Мощность свиты до 48 м.

Ятринская свита мощностью до 230 м с размывом и угловым несогласием залегает на коре выветривания палеозойских пород и представлена переслаивающимися гравелитами, песчаниками, каолинитовыми глинами с сидеритовыми стяжениями. Свита содержит пласты бурых углей.

Юрская система начинается охтлямской свитой молассоидов, сложенная алевритистыми глинами, углистыми аргиллитами, алевролитами и пластами угля толщиной до 7 м и залегающая на ятринской свите с размывом. В нижней части свиты развиты пески и песчаники с глинистым и известковистым цементом с прослоями гравелитов и конгломератов. Фациальным аналогом охтлямской свиты в западном борту Турупьинской впадины является турупьинская свита, содержащая туфогенный материал. Возраст охтлямской и турупьинской свит – лейас-ааленский.

Байос-келловейские осадки представлены тольинской свитой. По литолого-фациальным особенностям и спорово-пыльцевым комплексам она подразделяется на две подсвиты: нижнюю (континентальную) и верхнюю (лагунную). Нижняя подсвита мощностью до 85 м с размывом ложится на подстилающие осадки лейаса-аалена и согласно перекрывается мелководно-морскими отложениями маурыньинской свиты. В составе нижней подсвиты алевритистые глины, углистые аргиллитоподобные глины, алевриты и алевролиты, глинистые пески и песчаники, гравийно-галечный материал. В пределах Вольинской впадины нижняя подсвита сложена глинистыми алевролитами, мелкозернистыми кварцевыми песками и шоколадными глинами, подстилающими угольный пласт Главный, с которым связана основная угленосность юрских отложений. Средняя мощность угольного пласта 5,4 м. Южнее р.Няйс осадки нижней подсвиты отсутствуют и на Усть-Маньинском и Лопсинском месторождениях угленосный разрез представлен лагунными отложениями верхней подсвиты.

На территории, занятой Вольинской впадиной и Мансийским горстом, верхняя подсвита трансгрессивно перекрывает нижнюю подсвиту, а вверх по разрезу постепенно переходит в морские осадки маурыньинской свиты келловей-оксфордского возраста.

Морские осадки келловей-берриасского возраста не являются угленосными. Они расчленяются на три свиты (снизу вверх): маурыньинскую (келловей-оксфорд), лопсинскую (кимеридж) и федоровскую (титон-берриас). Первая сложена алеврито-глинистыми осадками бурого цвета мощностью 5-40 м; вторая – зеленовато-серыми глинами мощностью 60-120 м; третья – глауконитовыми алевритами и песчаниками мощностью 15-70 м.

Морские отложения титона-берриаса наращиваются алеврито-глинистыми породами валанжина (хорасоимская свита мощностью 50-80 м) и готерива-баррема (улансынская свита мощностью 50-110 м) с фауной пелеципод и белемнитов.

Комплекс морских осадков перекрывается апт-альбскими глинистыми, алевритовыми и песчаными континентальными осадками с маломощными пластами угля, которые выделены в северо-сосьвинскую свиту мощностью 80-400 м.

В южной части района альбские отложения представлены аргиллитоподобными глинами ханты-мансийской свиты мощностью 50-70 м.

В наиболее погруженных частях Усть-Маньинского и Северо-Сосьвинского прогибов развита толща морских осадков мощностью до 110 м, относящихся к сантонскому и кампанскому ярусам (усть-маньинская и леплинская свиты).

В восточной краевой зоне Северо-Сосьвинской депрессии развиты морские и континентальные отложения палеогена, представленные песками, глинами, диатомитами и опоками мощностью до 150 м.

Северо-Сосьвинская грабенообразная структура подразделена А.И.Сидоренковым, А.В.Гурским и другими (1971, 1972) на две субмеридиональные депрессионные зоны – Западную и Восточную. Первая граничит на западе с палеозойскими образованиями Урала, а на востоке – с Мансийским валом. Это сложно построенная отрицательная структура, в которой обособлены кулисообразно расположенные впадины (с запада на восток): Сертыньинская, Люльинская, Турупьинская, Вольинская и Усть-Маньинская. Ширина их варьирует от 4 до 18 км. Наибольшую протяженность в субмеридиональном направлении имеет Вольинская впадина (90 км). Впадины отделены друг от друга блоковыми поднятиями палеозойского фундамента и ограничены разломами. Наибольшая глубина погружения фундамента наблюдается в Турупьинской впадине (900 м).

Наиболее древние осадки в Западной зоне относятся к рэтскому ярусу триаса. Они интенсивно дислоцированы. Углы наклона пластов в центральных частях впадин 5-10⁰, а в прибортовых достигают 45-60⁰. От вышележащих юрских осадков триасовые отложения отделены четким угловым несогласием.

Мансийский вал вытянут в меридиональном направлении на 130 км при ширине от 2 до 20 км. В результате ундуляции его шарнира в пределах вала обосабливается ряд поднятий. Наиболее приподнятое из них – Семьинский горст. Обычные глубины залегания палеозойского фундамента в пределах Мансийского вала варьируют от 100 до 300 м, но на отдельных участках палеозойские породы обнаруживаются непосредственно под четвертичным покровом (Семьинский горст).

Восточная депрессионная зона изучена слабо. Глубина залегания фундамента в ней 1300-2000 м. Буровыми скважинами и комплексом геофизических исследований в пределах района установлено большое количество разрывных нарушений, ориентированных субмеридионально и косоширотно. Протяженность их достигает 70 км, а амплитуда смещения – 600 м.

В Северо-Сосьвинской грабенообразной структуре обнаружено 9 буроугольных месторождений, общие запасы которых достигают 6,4 млрд тонн. Угленосными являются ятринская и тольинская свиты мезозоя. Максимальные запасы углей связаны с ятринской свитой рэта.

В послетриасовое время жизнь рифтогенных зон на территории уралид продолжалась, но рифтогенез был рассредоточенным. Он не сопровождался больше вулканизмом, но приводил к утонению земной коры, что вызывало ее прогибание. В результате этого в интервале времени от юры до палеогена в Западной Сибири существовала огромная по размерам морская впадина, в которой накапливались осадки платформенного чехла плиты (верхнего структурного этажа). Погружения касались и восточной периферии Урала, но большая часть осевой зоны этой страны в течение мезозоя и кайнозоя представляла собой сушу, поэтому послетриасовые осадки имеют здесь ничтожную мощность.

В общей сложности послетриасовый цикл осадконакопления в Западной Сибири длился более 190 млн лет. Естественно, что палеогеографические условия такого огромного промежутка времени не оставались постоянными. А.Э.Конторович, И.И.Нестеров и другие (1975) выделяют в пределах Западно-Сибирской плиты в юрский период семь основных этапов смены палеогеографической обстановки, а в меловой период – четырнадцать. В геттангский, синемюрский и плинсбахский века на юге и юго-западе Западно-Сибирской плиты существовала денудационная равнина, служившая областью сноса. Далее к северу она сменялась денудационно-аккумулятивной равниной, где накапливались озерно-аллювиальные песчано-глинистые осадки. На крайнем северо-востоке, как и в триасе, находился морской бассейн, к которому с юга, запада и юго-запада примыкала низменная денудационно-аккумулятивная равнина, периодически заливавшаяся морем. В это время на территории всего Западно-Сибирского региона был гумидный умеренно-теплый климат, поэтому здесь росли гинкгово-хвойные леса и теплолюбивые папоротниковые заросли. На северо-западе равнины располагалось много сфагновых болот.

Континентальные условия на большей части равнины сохранялись с тоарский и ааленский века. На северо-востоке продолжал существовать морской водоем, изолированный от арктического (бореального) бассейна. Прибрежные аккумулятивные равнины северной части территории периодически заливались морем. Морская фауна этого времени представлена главным образом угнетенными фораминиферами.

В байосском и батском веках началось прогибание Западно-Сибирской плиты и прилегающего к ней восточного склона Урала. Денудационная равнина сохранилась лишь на юге. Вся северная половина плиты, включая Среднее Приобье, представляла собой низменную и прибрежную аккумулятивную ранину, на территории которой накапливались глинистые (часто битуминозные) осадки. Влажный теплый климат в байосском веке господствовал лишь в западной и северо-восточной частях равнины, а в южном, центральном и юго-восточном районах появились признаки сухого (аридного) климата.

В южной части плиты послетриасовый цикл осадконакопления начинается заводоуковской серией, которая залегает на породах фундамента. Возраст заводоуковской серии – нижняя, средняя и низы верхней юры. В это время на территории юга Тюменской области в условиях денудационной равнины происходило отложение континентальных осадков, объединенных в тюменскую свиту. Во всех изученных разрезах тюменская свита сложена сероцветной угленосной толщей, в которую входят песчаники, алевролиты, аргиллиты с растительным детритом и тонкими пропластками бурого угля. В Заводоуковском районе на породах палеозоя залегает континентальная покровская свита песчаников, красноцветных глин с прослоями глинистых доломитов, являющаяся возрастным и генетическим аналогом тюменской свиты. Мощность тюменской и покровской свит на юге Тюменской области оценивается в 30-35 м.

В конце келловея (поздняя юра) в Западной Сибири наступила крупная трансгрессия северного бассейна, охватившая и территорию юга Тюменской области. Режим суши сохранился лишь в узкой полосе, обрамляющей морской бассейн со стороны Урала, Казахстана и Енисейского кряжа, где в это время располагалась низменная денудационно-аккумулятивная равнина. В районе Березово и Шаима в это время находился архипелаг островов. В конце оксфорда на юге произошла некоторая гумидизация климата. С этого времени в теплом юрском море происходило отложение морских осадков полудинской серии келловей-валанжинского возраста. (верхняя юра – нижний мел). Осадки полудинской серии на юге Западной Сибири входят в состав марьяновской и вогулкинской (абалакской) свит, представленных морскими глинами, алевролитами, песчаниками, известняками и мергелями.Мощность полудинской серии в пределах Тюменского района около 130 м.

Трансгрессия моря продолжалась в киммериджском и волжском веках, охватив всю территорию равнины. Площади суши остались лишь на западе, северо-западе, а также в виде узких полос вдоль современных границ плиты, за пределами Тюменской области. Центральная часть бассейна не успевала заполняться глинистыми осадками, сносимыми с суши, вследствие чего она значительно углубилась. Рельеф восточного склона Северного, Приполярного и Полярного Урала был дифференцированным за счет продолжающих жизнь грабенов и горстов. Влажный теплый климат способствовал развитию пышной растительности, за счет отмирания которой в юрских депрессиях формировались угленосные толщи (тольинская свита).

Палеогеографическая обстановка конца юрского периода сохранилась в берриасском и валанжинском веках раннего мела. Большая часть территории плиты была покрыта морем, за исключением узких полос ее обрамления. Территория Урала в течение всего мела оставалась приподнятой. На западном побережье климат был теплым и влажным (субтропическим). Температура не опускалась ниже 0⁰С даже зимой. Здесь произрастали теплолюбивые папоротники. На южном и юго-восточном побережьях господствовал сухой и жаркий климат.

В готеривский и барремский века наступила устойчивая регрессия моря, площадь которого сократилась более чем вдвое. Морские условия сохранились лишь в северной половине равнины. На северо-западе в это время существовала низменна аккумулятивная равнина. Вдоль Урала протягивалась более высокая страна, служившая источником сноса материала, а на юге и востоке в условиях низменной суши с субтропическим климатом происходило отложение осадков. Это отложения неокома, объединенные в саргатскую серию нижнего мела.

Саргатская серия представлена ахской, киялинской и черкашинской свитами, состоящими из глин, песчаников и алевролитов общей мощностью 50-75 м.

Новое наступление бореального бассейна произошло в аптском веке, когда было затоплено Среднее Приобье и Уватский район, а в альбском веке морской бассейн распространился до широты г.Тюмени и даже южнее. Этому отрезку времени соответствуют осадки покурской серии (конец аптского – начало сеноманского веков), представленной континентальными и мелководно-морскими осадками, входящими в состав уватской, покурской и викуловской свит. Отложения состоят из полимиктовых песчанников, алевритов и глин мощностью до 130 м.

В сеноманский век почти вся территория плиты испытывала поднятие, вследствие чего море покинуло ее. Мелководный бассейн сохранился лишь в западной части, вдоль Урала.

Следующая крупная трансгрессия моря произошла в туронский век. Как и в начале мела, суша существовала только вдоль границы плиты. Такая обстановка сохранялась с некоторыми изменениями до конца мелового периода, когда позднемеловое континентальное море Западно-Сибирской плиты соединялось с Туранским морем через Тургайский пролив. Последний возник в туроне, а в кампанский и маастрихтский века достигал наибольшей ширины. В это время происходил свободный обмен фауной Западно-Сибирского моря с южными морями.

В условиях этой крупной морской трансгрессии образовались осадки дербышинской серии (туронский век позднего мела - датский век палеогена). В южной части плиты в состав серии входят кузнецовская, березовская и ганькинская свиты. Первая сложена темно-серыми глинами и алевритами, вторая – опоковидными глинами и алевритами, третья – известковистыми глинами. Мощность отложений дербышинской серии в южной части плиты достигает 115 м.

Западно-Сибирское море позднего мела соединялось с Восточно-Европейским через проливы в северной части Урала. На уральском побережье в условиях теплого климата росли каштаны, платаны, дубы, масличные, папоротниковые и хвойные деревья. На южном побережье Западно-Сибирского моря, где климат достигал тропического, произрастали ильмовые, миртовые и платаны.

К югу от побережья, в глубине континента, существовали зоны с сухим жарким климатом. Там развивались ландшафты, похожие на современные тропические саванны с разреженными лесами и пышными оазисами в долинах рек. В конце мела тепло было по всей территории современной Западной Сибири. На севере Западно-Сибирской равнины среднегодовая температура достигала 14⁰С (Страхов, 1962). Тепло было даже на островах современной Арктики, где обнаружена богатая флора того времени.

В течение мелового времени на Урале продолжала интенсивно формироваться кора выветривания. За счет выщелачивания из нее окислов алюминия, железа и последующего отложения их в озерах и лагунах возникали месторождения бокситов и бурых железняков оолитового сложения. В условиях размыва коры выветривания магматических пород на Урале образовывались россыпи золота и платины, залежи каолиновых глин и чистых кварцевых песков.

В первой половине палеоцена Западно-Сибирский бассейн переместился на юг и приблизился к Уралу. В конце палеоцена западный берег моря максимально продвинулся на запад и достиг границы современного Главного Уральского хребта. Одновременно трансгрессия охватывает всю северную часть плиты, включая полуострова. Такая палеогеографическая обстановка сохранялась в эоцене и начале олигоцена.Во второй половине олигоцена произошла постепенная смена морского режима на континентальный, вследствие общего поднятия территории Урала, Зауралья и Западной Сибири. Континентальный режим продвигался с юга на север в течение длительного времени, постепенно завоевывая морские акватории. Море сменилось равнинной сушей, покрытой множеством пресных и солоноватых озер.

Соответственно палеогеографической обстановке в палеогене сформировались две толщи осадков. Нижняя толща морская и состоит гланым образом из глин, опок и диатомитов. Она выделена под названием называевской серии эоцена-олигоцена, сложенной рядом свит.

Нижняя граница этой серии достаточно четкая: она выражена контактом светлых, голубовато-серых глин датского яруса и темно-серых до черных с коричневым оттенком глин палеоцена, составляющих талицкую свиту. На юге Западно-Сибирской плиты отложения талицкой свиты часто отсутствуют. В этом случае на датских глинах лежат опоки, опоковидные глины и диатомиты эоцена, выделяемые в люлинворскую свиту, достигающую мощности 130 м. В основании слоя опок люлинворской свиты мощностью 60-80 м нередко присутствует пачка базальных песков мощностью 5-6 м. Вверх по разрезу опоки сменяются диатомитами и желто-серыми тонкослоистыми диатомовыми глинами толщиной до 100 м. Еще выше диатомовые глины постепенно сменяются бескремнистыми жирными, пластичными слоистыми или листоватыми глинами оливково-зеленого и зеленовато-серого цвета, в которых присутствуют прослои сидерита и линзы тонкозернистого песка. Это чеганская свита позднего эоцена – раннего олигоцена, мощность которой на юге достигает 150 м.

Разрезы чеганской (тавдинской) свиты всюду однотипны: зеленые и зеленовато-серые плитчатые жирные глины с тонкими (1-2 мм) прослоями и гнездами мелкозернистого песка и алеврита с включениями пирита и стяжениями глинистого сидерита. Содержание сидерита иногда достигает 50-70%. В минеральном составе легкой фракции глин преобладает кварц и полевой шпат с примесью слюды. Комплекс минералов тяжелой фракции постоянен: пирит, сидерит, магнетит, ильменит и эпидот.

Глины чеганской (тавдинской) свиты нижнего олигоцена покрывают плащом почти всю территорию Запрадно-Сибирской плиты. В ней найдены многочисленные остатки морских рыб, в том числе зубы акул. Разрез их вскрыт Кыштырлинским карьером возле пос. Винзили, на окраине Тюмени (рис.23). Стенки карьера сложены зеленоватыми тонкослоистыми, плотными плитчатыми глинами, содержащими большое количество сидеритовых стяжений. Глины чеганской свиты относятся к монтмориллонитовой группе и представлены бейделлитом.

По данным химического анализа чеганские глины, освобожденные от сидеритовых стяжений, содержат более 2 % щелочей (калия и натрия), около 3 % щелочных земель, 7 % железа. Они могут применяться для изготовления кирпича, керамзита, аглопорита.

Монтмориллонитовые глины обладают свойством сильно разбухать в воде, что обусловлено способностью кристаллической решетки монтмориллонита раздвигаться и вмещать жидкие вещества. На этом основаны очищающие и отбеливающие свойства монтмориллонитовых глин. Поэтому их используют в качестве сорбентов при очистке шерсти в сукновальном производстве, для очистки и осветления нефтяных продуктов, растительных масел, вин, пива, фруктовых соков, уксуса. Они – прекрасный очиститель сточных вод, в том числе радиоактивных. В последние годы монтмориллонитовые глины все чаще используются в косметике для очищения кожи.

При послойной документации геологического разреза в серии уступов Кыштырлинского карьера удалось установить следующие литологические особенности чеганской свиты.

В типичном своем виде чеганская свита представлена в карьере зеленовато-серыми глинами различных оттенков. Текстура глин тонкослоистая и тонкоплитчатая за счет тончайших прослоек и примазок слюдисто-кварцевого алеврита. На плоскостях наслоения местами алевритовый материал образует мелкие линзообразные скопления. Количество и мощность прослойков алеврита и тонкозернистого песка увеличивается вверх и вниз по разрезу. В низах свиты песчаные прослойки содержат примесь зеленого минерала – глауконита.

В толще глин встречаются желваки и линзы сидерита самой различной формы (рис.24). Преобладают круглые и овальные формы сидеритовых стяжений. Сидериты имеют внешнюю корочку, которая в обнажениях выглядит бурой, иногда фиолетово-бурой. Внутренняя часть стяжений сидерита имеет более светлые тона: желтоватые, розоватые, голубоватые и серые. Структура породы скрытокристаллическая. Содержание алевритовой примеси достигает 10 %. Довольно часто сидеритовые скопления содержат глинистый материал в количестве 25 % и более. В глинах также часты стяжения пирита и марказита.

В линзах сидерита часто наблюдаются богатые скопления фауны пелеципод и гастропод. Наиболее часто встречаются пелециподы (двустворчатые моллюски), родов Cardium, Unio, Mactra и гастроподы родов Turritella, Cerithium и Trochus (рис.25). Иногда в местах караваеобразных скоплений сидерита встречаются банки пелеципод, состоящие из сотен раковин одного итого же рода (преимущественно рода Mactra).

Наблюдается четкая тенденция увеличения количества песчаных и алевритовых прослойков, а также их мощности в направлении к нижней части разреза, что указывает на вскрытие карьером почти полной мощности чеганской свиты, поскольку опесчанивание ее нижней части отмечали многие авторы (Захаров, 1968; Конторович, Нестеров, 1975 и др.).

Некоторые авторы (Сигов, 1969) отмечают увеличение количества и мощности прослойков алеврита и слюдисто-кварцевого песка в верхних частях свиты. В разрезе чеганских глин Кыштырлинского карьера не наблюдается такая тенденция, что может указывать на значительный эрозионный срез свиты в данном участке.

Поверхность чеганских глин в обнажениях очень характерна: вследствие периодического увлажнения, сменяющегося высыханием, глины превращаются в пухляки, содержащие стяжения сидерита с корочками лимонита.

Разрез называевской серии в северной части плиты (особенно в бассейне р.Пур) венчается корликовской свитой олигоцена, сложенной белыми и светло-серыми косослоистыми песками с галькой магматических пород. Отложения ее формировались в условиях сильно обмелевшего моря.

С морскими палеоцен – нижнеолигоценовыми отложениями связаны месторождения железных и марганцевых руд. Линзы и пласты бурых железняков арало-тургайского типа приурочены к древним руслам, сложенным песками и песчаниками. Таковы Лисаковское месторождение в Тургайском прогибе и Бакчарское в Западной Сибири.

После накопления глин чеганской свиты морской бассейн в Западной Сибири редуцируется и эта область превращается в систему крупных изолированных озерно-болотных впадин, где в средне- позднеолигоценовое время и в неогене отложились алевролито-песчано-глинистые осадки континентального типа. Средне-верхнеолигоценовые образования составляют некрасовскую серию, которая коррелируется с тургайской серией Казахстана. Отложения серии накапливались в озерных, озерно-болотных, озерно-аллювиальных условиях и представлены песками, алевритами, супесями и суглинками с прослоями лигнитов и остатками наземных растений. Они расчленяются на 4 горизонта: атлымский, новомихайловский, журавский и абросимовский.

Атлымский горизонт включает атлымскую и кутанбулакскую свиты, развитые на юге. На севере этот горизонт представлен нижней частью куртамышской свиты и средней частью корликовской свиты.

Атлымская свита, выделенная Н.К. Высоцким в 1896 г., имеет наибольшее распространение внутри атлымского горизонта, отсутствует лишь в краевых частях Западно-Сибирской плиты. Она согласно залегает на чеганской свите и перекрывается отложениями новомихайловской свиты. Русловый и дельтовый аллювий атлымской свиты представлен светло-серыми сахаровидными мелкозернистыми песками с редкими прослоями глин и лигнитизированной древесины. Мощность свиты до 80 м.

Кутанбулакская свита развита в юго-западной части плиты и в Тургайском прогибе. Она представлена песками с прослоями глин и алевритов, формировавшихся в условиях озерно-аллювиальной равнины. Мощность свиты около 30 м. Главным членом осадков этой свиты являются белые или светло-серые мелко- и тонкозернистые горизонтально-слоистые кварцевые или слюдисто-кварцевые пески, содержащие прослойки ильменита. Последние встречаются почти во всех разрезах свиты и могут служить маркирующим горизонтом. Пески иногда слагают всю толщину свиты, но чаще переслаиваются с алевритами, глинами и суглинками.

По данным А.П. Сигова (1969), состав песков кутанбулакской свиты преимущественно кварцевый. Химический анализ песка, из которого отмучена глинистая фракция, показывает содержание кремнезема 93-97 %. Состав тяжелой фракции, удивительно выдержанный во всех разрезах, выглядит следующим образом:

ильменит и лейкоксен 67-73 %;

циркон 10-12 %;

рутил 2,5-4,5 %;

кианит, турмалин, ставролит 4,5 %;

магнетит 0,5 %;

эпидот, цоизит 5,2-10 %;

амфибол, пироксен, гранат 0,5-1,5 %

Новомихайловский горизонт включает новомихайловскую, чиликтинскую свиты, а также верхи куртамышской свиты и среднюю часть корликовской свиты.

Новомихайловская свита развита в западных, центральных и южных районах плиты. Она согласно залегает на породах атлымской свиты и перекрывается журавской свитой. Осадки, формировавшиеся в условиях озерно-аллювиальных равнин, представлены чередованием серых, буровато-серых глин со светло-серыми песками, прослоями бурых углей и лигнитов. В верхах свиты преобладают глины, в низах – пески и алевриты. Мощность свиты до 150 м.

Чиликтинская свита согласно залегает на кутанбулакской и развита на восточном склоне Урала, в Тюменском районе и Тургае. Свита сложена разными комплексами пород. На одних участках преобладают шоколадно-коричневые глины с прослоями серых песков, в других – белые и светло-серые кварцевые и полимиктовые пески с прослоями бурых глин.

Осадки вытягиваются полосами вдоль долинообразных понижений в поверхности морского олигоцена или образуют пятна среди гораздо более обширных полей распространения кутанбулакской свиты. Свита сложена чаще всего шоколадно-коричневыми глинами, реже светло-серыми, свинцово-серыми и черными глинами, переслаивающимися с тонкозернистыми слюдисто-кварцевыми песками. Мощность свиты составляет 10-20 м. Контакт свиты с чеганскими глинами всегда резкий, иногда подчеркнут слоем кварцевого гравия.

Взаимоотношения кутанбулакской и чиликтинской свит часто приобретают характер фаций.

В глинах чиликтинской свиты обнаружены остатки флоры среднего и верхнего олигоцена, в том числе отпечатки листьев деревьев листопадного типа.

В Тугулымском районе Свердловской области, в 50 км от г. Тюмени, карьер вскрывает верхнюю часть кутанбулакской свиты (рис.26,27).

В вертикальных стенках карьера хорошо виден типичный разрез озерно-аллювиальных отложений. При послойной документации одной из стенок карьера были описаны следующие слои (снизу вверх):

1. Песок кварцевый мелкозернистый сахаровидного облика. Цвет породы белый, на отдельных участках желтоватый за счет ожелезнения. При макроскопическом наблюдении в нем хорошо видны чешуйки белой слюды. Пескам присуща горизонтальная слоистость, подчеркиваемая скоплением черных зерен ильменита. Прослойки песка, обогащенного ильменитом варьируют по мощности от нескольких мм до 10-15 см. Контакт таких прослойков с основной массой песка либо резкий, либо наблюдаются постепенные переходы от сгустков зерен ильменита к участкам белого песка, не содержащего рудные минералы. Мощность слоя песка 2,9 м.

2. Плотный суглинок серого и коричневато-серого цвета с неясной горизонтальной слоистостью, состоящий из глинистого (70 %) и алевритового (30 %) материала. Контакт суглинка с нижележащим песком согласный. Мощность 0,8 м.

3. Кварцевый песок мелко- и тонкозернистый, подобный песку, обнажающемуся в основании разреза (1 слой). Отличается от него отсутствием п