Состав и строение нижнеюрской абонской осадочно-вулканогенной серии

УДК 552.3

Я.П. Шепелева

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ НИЖНЕЮРСКОЙ АБОНСКОЙ ОСАДОЧНО-ВУЛКАНОГЕННОЙ СЕРИИ

В результате изучения нижнеюрских осадочно-вулканогенных отложений установлен новый стратотипический разрез отложений абонской осадочно-вутканогенной серии в Южном Верхоянье. В статье приводятся данные о составе и строении двух стратотипических разрезов абонской серии.

Ключевые слова: осадочно-вулканогенные породы, разрез, стратотип, базальты, туфы, агломераты, шлаки, нижняя юра.

Абонская нижнеюрская осадочно-вулканогенная серия наиболее широко развита в Абонском и Кюентинском грабенах Кобюминской системы складок в Южном Верхоянье (рис. 1). В пределах этих грабенов нижнеюрская осадочно-вулканогенная толща вскрывается фрагментарно, контакты с подстилающими и перекрывающими ее толщами тектонические.

Начиная с 30-х гг. прошлого столетия, стратотипическим разрезом осадочно-вулканогенных толщ раннеюрского возраста считалось обнажение по ручью Круг в нижнем течении р. Кобюмы [1, 2]. Нами в 2003 году во время полевых работ был изучен разрез осадочно-вулканогенных пород, который развит в бассейне реки Луговой. Было установлено, что этот разрез имеет совершенно иное стро-

Рис. 1. Тектоническая схема Кобюминской системы складок [1]

ШЕПЕЛЕВА Яна Петровна - ст. преподаватель ГГИ ЯГУ

Условные обозначения: 1 - поля распространения верхнепермско-нижнетриасовых пород; 2 - поля распространения средневерхнетриасовых пород; 3 - поля распространения нижне-среднеюрских пород; 4 - раннеюрские интрузии габброидов; 5 - позднеюрские интрузии гранитоидов; 6 - раннемеловые интрузии гранитоидов; 7 - невскрытые интрузии (поля роговиков); 8 - граничные разломы; 9 - разрывные нарушения (сбросы, сбрососдвиги и т.д.); 10 - оси линейных антиклиналей; 11 - оси линейных синклиналей; 12 - места расположения разрезов: 1 - первый стратотипический разрез осадочно-вулканогенной толщи нижней юры; 2 - второй стратотипический разрез осадочно-вулканогенной толщи нижней юры; синклинали (цифры на схеме): 1 - Сейкимнянская, 3 - Привольнинская, 5 - Мас-Юряхская, 7 - Аччыгыйская; грабены: 9 - Кара-Аппинский, 11 - Кюентинский, 13 - Абонский, 15 - Томторский (Куйдусунский); антиклинали: 2 - Нонгоканская, 4 - Кырынасская, 6 - Чепчугинская, 8 - Тирях-Юряхская; массивы гранитоидов: а - Чепчугинский, б - Суруласский, в - Право-Кюентинский, г - Незаметный, д - Водораздельный, е - Мас-Юряхский, ж - Аччыгыйский. ЮВС - Южно-Верхоянский синклинорий, ВИС - Верхне-Индигирский синклинорий, АЭП - Адыча-Эльгинское поднятие, КСС - Кобюминская система складок

ение, чем стратотипическии разрез нижнеи юры по ручью Круг. Под понятием «иное строение» мы имеем в виду не характер переслаивания вулканических и осадочных пород, а толщу, сформированную в совершенно иных ли-толого-фациальных условиях, чем считалось ранее, для всей абонской осадочно-вулканогенной серии. Таким образом, получены новые материалы, которые позволяют существенно уточнить палеогеографические и геодинамичес-кие условия проявления раннеюрского вулканизма в Южном Верхоянье.

Однако, прежде чем дать характеристику осадочно-вулканогенной толщи по реке Луговой, необходимо охарактеризовать строение осадочно-вулканогенной толщи нижней юры по ручью Круг.

Строение первого стратотипического разреза осадочно-вулканогенной толщи абонской серии

Первый стратотипический разрез абонской осадочновулканогенной серии нижней юры обнажается в бассейне ручья Круг, нижнего течения р. Кобюмы. Этот разрез является наиболее изученным и освещенным в литературе. Осадочно-вулканогенная толща здесь залегает по тектоническому контакту на карнийских отложениях верхнего триаса. Ниже приводится описание разреза осадочно-вулканогенных пород, составленное Б.И. Поповым (1986) снизу вверх:

1. Темно-серые, сиренево-серые часто миндалекамен-

ные базальты (с подушечной отдельностью внизу покрова) ..............................................18 м

2. Темно-серые, серые мелко-, средне зернистые туфо-

песчаники с редкими маломощными прослоями тонкорас-сланцованных глинистых сланцев с примесью пирокласти-ческого материала.................................25 м

3. Зеленовато-серые сильно карбонатизированные

туфы базальтов....................................21 м

4. Темно-серые, грязно-зеленовато-серые сильно измененные миндалекаменные базальты...................19 м

5. Серые косослоистые мелкозернистые туфопесчани-

ки с Orlovrhynchia sp., Spiriferina sp ..........2,5 м

6. Плотные темно-серые туфоалевролиты со стяжениями пирита, прослоями (мощностью 0,3-0,4 м) сильно рас-сланцованных и обохренных глинистых сланцев .... 11,5 м

7. Светло-серые мелкозернистые волнисто-слоистые песчаники с примесью пирокластического материала ... 1,5 м

8. Темно-серые до черных туфы базальтов......60 м

9. Сиренево-серые мелкозернистые косослоистые из-

вестковистые туфопесчаники........................4 м

10. Серые миндалекаменные базальты.............4 м

11. Темно-серые, зеленовато-серые внизу массивные,

выше параллельно-слоистые туфопесчаники. В кровле -линзовидный прослой ракушняка. Фауна: Grandirhyncia sp., Spiriferina sp. Туфо.........................8 м

12. Конгломераты с галькой базальтов, вверху 2-метровый пласт туфов с редкой галькой базальтов.......10 м

13. Темно-серые среднезернистые туфопесчаники с

редкой галькой базальтов и их туфов.............5,5 м

14. Карбонатизированные базальты с шаровой текстурой 80 м

15. Миндалекаменные базальты..................24 м

16. Черные скрытокристаллические базальты.....8 м

17. Переслаивающиеся темно-серые сильно расслан-

цованные туфоалевролиты и черные глинистые сланцы с остатками Rhynchonella sp........................28 м

18. Темно-серые слоистые туфопесчаники с прослоями туфоалевролитов...............................21 м

19. Грязно-зеленые карбонатизированные базальты . 6 м

20. Карбонатизированные и хлоритизированные туфы

базальтов.......................................106 м

21. Темно-серые, зеленоватые массивные туфопесчаники 4 м

22. Базальты, внизу покрова миндалекаменные.... 12,5м

23. Темно-серые туфоалевролиты с редкими обломками раковин плохой сохранности....................12 м

24. Черные пузырчатые базальты................14 м

25. Туфы основного состава.....................6 м

26. Базальты пестрой окраски.................1,5 м

27. Карбонатизированные туфы базальтов........20 м

28. Гиалокластиты.............................16 м

29. Темно-серые тонкорассланцованные туфоалевролиты 5 м

30. Серые массивные базальты.................1,5 м

31. Черные тонкорассланцованные алевролиты с примесью пирокластического материала.................8 м

32. Сильно карбонатизированные туфы основного состава 4 м

33. Черные глинистые сланцы с обломками раковин 8,5 м

34. Серые карбонатизированные базальты......0,5 м

35. Черные глинистые сланцы с сульфидными стяжениями 25 м

Общая мощность разреза осадочно-вулканогенной толщи составляет 600 м. В туфогенных породах обнаружены: Rhynchonella sf., Myophoria sp., Tancredia sp., Иошота sp., Награх sp., Amalteus sp., Mesoteuthis sp., которые свидетельствуют о позднеплинсбахском возрасте этой вулканогенной толщи [3].

Как видно из описания, в этом разрезе распространены эффузивные, эффузивно-обломочные, пирокласти-ческие, вулканокласто-осадочные и терригенные породы (рис. 2). В целом по разрезу количество эффузивных пород составляет 42%, эффузивно-обломочных - 2%, пи-рокластических - 28%, вулканокласто-осадочных - 21%, терригенных - 7%.

Эффузивные породы представлены базальтами с массивной и миндалекаменной текстурами, шаровой и подушечной отдельностью. Мощность потоков базальта изменяется от 0,5 до 80 м, преобладают тела мощностью от 8-14 м. Для потоков и покровов характерны подушечная и шаровая отдельности.

К эффузивно-обломочным породам разреза относятся гиалокластиты мощностью 16 м, обнажающиеся в верхней части разреза.

Пирокластические образования разреза представлены туфами основного состава, мощность которых изменяется от 3 до 106 м. Туфы, образующие слои большой мощности, приурочены к средней части разреза. В туфах иногда наблюдается волнистая и параллельная слоистость. Вулка-нокласто-осадочные отложения разреза состоят из туфоа-левролитов, туфопесчаников и туфоконгломератов, которые часто образуют взаимные переходы с терригенными отложениями. У туфопесчаников часто наблюдается косая и параллельная слоистость. Вулканокласто-осадочные породы содержат многочисленные остатки морской фауны.

В этом разрезе осадочно-вулканогенной толщи преобладающими являются эффузивные породы, подчиненное значение имеют пирокластические породы.

Строение второго стратотипического разреза осадочно-вулканогенной толщи абонской серии

Совершенно иной по составу продуктов и характеру вулканизма разрез осадочно-вулканогенной нижнеюрской толщи наблюдается по реке Луговой, в 50 кмк западу от первого разреза вулканитов. В левом борту долины реки Луговой в восьми километрах от устья вскрывается нижнеюрская осадочно-вулканогенная толща. Обнаженность осадочно-вулканогенной толщи удовлетворительная (рис. 3, 4). Определенную трудность при полевой документации создает значительная разница в устойчивости пород к процессам выветривания, в результате мы наблю-

даем скальные выходы вулканогенных пород и рядом разрушенные до мелкой дресвы вулканогенно-осадочные породы. Разрез толщи осадочно-вулканогенных пород неполный. Фактически мы видим только ее фрагмент, ограниченный в нижней и верхней частях разрывными нарушениями. Разрывные нарушения присутствуют и в пределах видимого нами фрагмента вулканогенно-осадочной толщи, но при полевых наблюдениях значительных смещений по ним не выявлено. Вся осадочно-вулканогенная толща имеет азимут падения 300-330°, угол падения 60-80°.

Второй стратотипический разрез абонской осадочновулканогенной серии следующий (снизу вверх):

1. Нижнеюрские осадочно-вулканогенные образования

здесь залегают на толще переслаивания грубозернистых и среднезернистых желтых песчаников (мощность слоев от 5 до 20 метров). На выветрелой поверхности песчаников видна неясно выраженная слоистость.................200 м

2. Голубовато-серые андезибазальты с мелкими мин-

далинами, выполненными карбонатом и мелкими прожилками карбоната. На выветренной поверхности порода имеет бурый и желтый цвета за счет окисления железистого карбоната ......................................... 20 м

3. Бурые и серые туффиты глыбовые, состоящие из

обломков и глыб андезитов размером до 1 ми хорошо окатанных галек осадочных пород....................20 м

4. Темно-серые агломератовые туффиты, состоящие из

несортированных обломков шлака, андезитов и андезиба-зальтов. Среди обломков присутствует хорошо окатанная галька кварцитов размером до 10 см и галька алевролитов и мелкозернистых песчаников размером до 5 см....3 м

5. Темно-серые глыбовые туффиты, состоящие из об-

ломков шлака, базальта и андезита размером от 1 мм до

1 м. В породе присутствует примесь осадочного материала, в том числе галька хорошо окатанных осадочных пород, по форме соответствующая гальке из прибрежно-морских отложений..................................5 м

6. Темно-серые глыбовые ксенотуфы, обломочная

часть представлена обломками шлака, базальта, андезиба-зальта и чуждыми обломками терригенных пород с хорошо окатанной галькой терригенных пород.......... 30 м

7. Буровато-желтые среднезернистые песчаники, участками грубослоистые.............................70 м

8. Темно-серые базальты с буроватым оттенком ..5 м

9. Пачка, состоящая из отдельных потоков темно-серых

андезибазальтов и базальтов. Породы массивные, лишь в кровле потоков миндалекаменные. 10. Миндалины мелкие, редко до 2 мм. Мощность отдельных потоков от 0,3 до 3 м............................................. 17 м

10. Серые, темно-серые лапиллиевые ксенотуфы, со-

стоящие из обломков шлака и базальта, реже обломков осадочных пород.................................. 18 м

11. Серые и темно-серые мелколапиллиевые туфы андезитов ......................................... 23 м

12. Буровато-серые мелкозернистые песчаники неяснослоистые .......................................40 м

*1

т

1-1

-.

.

р

К'1

I-

щЛ к-2 1

Е.11

И-

тт. Ги и * I*-

. 173"

I

-

Р71„

1"П«

Рис. 2. Схема сопоставления разрезов нижнеюрских осадочно-вулканогенных толщ абонской серии Кобюминской системы складок: I - первый стратотипический разрез нижней юры, развитый в бассейне руч. Круг

Условные обозначения: 1 - глинистые сланцы; 2 - алевролиты; 3 - песчаники; 4 - туфоалевроли-ты; 5 - туфопесчаники; 6 - туфоконгломераты; 7 - туффиты; 8 - агглютинаты; 9 - кластолава; 10 - базальты; 11 - миндалекаменные базальты; 12 - андезибазальты; 13 - андезиты; 14 - ксеноту-фы; 15 - туфы андезитов; 16 - туфы андезиба-зальтов; 17 - туфы базальтов; 18 - шлаковые туфы; 19 - остатки ископаемой фауны; 20 - сульфидные стяжения; 21 - карбонатизация; 22 - хло-ритизация

Рис. 3. Фрагмент нижней части второго стратотипического разреза осадочно-вулканогенных пород абонской осадочно-вулканогенной серии. Бассейн р. Луговой

Рис. 4. Графическая интерпретация (по фото на рис. 3.) состава пород нижней части осадочно-вулканогенной толщи нижней юры по реке Луговой Условные обозначения. Цифрами обозначены номера слоев в описании второго стратотипического разреза

13. Толща, состоящая из переслаивания песчаников

средне- и крупнозернистых серого и темно-серого цвета. Мощность отдельных слоев до 10 м................300 м

14. Толща переслаивания серых и темно-серых псам-

митовых туффитов и лапиллиевых литокластических туфов андезитов и андезибазальтов. Мощность слоев от 0,1 до 5 м...............................................60 м

15. Черные грубоплитчатые алевролиты............3 м

16. Серые псаммитовые туфы.....................20 м

17. Толща, состоящая из переслаивания потоков базаль-

тов и агглютинатов. Базальты зеленого цвета миндалекаменные, миндалины выполнены хлоритом и карбонатом размером до 1 см. Мощность потоков базальта от 1,0 до 3 м. Агглютинаты зелено-серого цвета карбонатизирован-ные, на выветренной поверхности бурого цвета. Мощность слоев агглютинатов от 0,1 до 0,5 м................35 м

18. Поток темно-серых сзеленоватым опенком миндалекаменных базальтов. Миндалины размером до 20 мм ... 5 м

19. Темно-зеленые агглютинаты грубо слоистые . 3 м

20. Серые глыбовые туфы базальтов, размер обломков

до 0,5 м........................................10 м

21. Темно-серые глыбовые туфы базальтов. Обломки

размером до 1 м...................................15 м

22. Темно-серые миндалекаменные базальты. Миндалины мелкие.......................................15 м

23. Глыбовые туфы базальтов, размер обломков базальта до 0,5 м.......................................35 м

24. Темно-серые миндалекаменные базальты. Миндалины мелкие.......................................20 м

25. Серые итемно-серыелапиллиевыетуфыбазалыа ..15 м

26. Темно-серые миндалекаменные базальты. Миндалины крупные до 1 см...............................3 м

27. Серая и темно-серая агломератовая кластолава ан-

дезитов. Обломки андезитов различных размеров, чаще 1-2 см или 10-20 см, но встречаются обломки размером до

2 м...............................................20 м

28. Темно-серые агломератовые туфы, размер вулканогенных обломков до 0,5 м........................90 м

29. Серая глыбовая кластолава андезибазальта и андезита, размер обломков до 2 м......................10 м

30. Темно-серые мелкоминдалекаменные базальты . 20 м

31. Серые глыбовые туфы андезита. Обломки размером до 0,5 м ......................................5 м

32. Серые андезиты.............................15 м

Общая мощность осадочно-вулканогенной толщи нижней юры в этом разрезе превышает 950 м.

Далее вверх обнажение прерывается долиной мелкого ручья, левого притока реки Луговой. Судя по геологической карте, по долине водотока проходит разрывное нарушение. Вверх по реке Луговой после ручья вновь хорошо обнажаются коренные породы, представленные толщей переслаивания среднезернистых песчаников серого и темно-серого цвета и алевролитов черного цвета. Мощность отдельных пачек от 10 до 30 м. Возраст всей толщи терри-генных пород определен как средняя юра.

Из описания осадочно-вулканогенной толщи по реке Луговой видно, что здесь развиты эффузивные, эффузивно-обломочные, эксплозивно-обломочные (пирокласти-ческие), осадочно-вулканокластические, тефроидные и терригенные породы (рис. 2). В этом разрезе нижнеюрской осадочно-вулканогенной толщи на долю эффузивных пород приходится 13% (андезиты - 2%, андезибазальты -3%, базальты - 8%), эффузивно-обломочных образований - 3%, пирокластических пород - 37%, осадочно-вулканок-ластических пород - 4%, и осадочных - 43%.

Эффузивные образования разреза представлены андезитами, андезибазальтами и базальтами, которые образуют покровы мощностью от 3 до 25 м. Для покровов характерны глыбовая, столбчатая отдельности. Эффузивно-обломочные породы разреза - это кластолавовые породы, развитые в верхней части разреза. Нами наблюдались два слоя мощностью 10 и 20 м (слои № 27 и 29).

Пирокластические породы осадочно-вулканогенной толщи разделены на две разновидности: пирокластические породы, не содержащие примесь чуждых обломков и содержащие примесь чуждых обломков. К первой разновидности отнесены туфы андезитов, андезибазальтов, базальтов и шлака, сцементированные гидрохимическим путем, за счет разложения вулканогенного материала, и туфы с цементом спекания, представляющие собой агглютинаты (слой № 3). Ко второй разновидности пирокластических пород относятся ксенотуфы, содержащие чуждые обломки фундамента вулкана. Эксплозивно-обломочные породы нижнеюрской осадочно-вулканогенной толщи образуют слои, мощность которых достигает 90 м (слой № 28).

Осадочно-вулканокластические породы разреза представлены туффитами, которые развиты в нижней части разреза, где они образуют тела мощностью до 20 м. В средней части разреза туффиты образуют толщу переслаивания с туфами шлака и андезибазальта мощностью 60 м. Вулканогенные обломки туффитов выполнены обломками андезитов, андезибазальтов и шлака. Терригенная часть состоит из галек кварцитов и терригенных пород.

К терригенным породам этого разреза вулканитов относятся алевролиты и песчаники. Алевролиты наблюдаются в средней части разреза мощностью 3 м. Песчаники развиты в нижней и средней частях толщи и характеризуются часто крупно- и грубозернистыми разновидностями, образующими грубую слоистость. Мощность песчаников изменяется от 40 до 70 м, в середине разреза достигая 300 м.

Отличием второго стратотипа абонской осадочно-вулканогенной серии является широкое развитие пирокластических пород, шлакокластических туфов, которых нет в первом стратотипе. Кроме того, агломератовая и глыбовая размерность обломков вулканокластических пород резко отличает этот тип отложений абонской серии. Лавовая фация в данном разрезе осадочно-вулканогенных пород присутствует в резко подчиненном количестве. Потоки лав трудно документируются, поскольку у них плохо выражены

подошва и кровля, наблюдается неоднородность по вертикали, значительно меняется мощность потока; в большинстве случаев мы видим толщи, сложенные кластолавами, что свидетельствует о том, что выброс продуктов вулканизма происходил в наземных условиях. Повсеместно в кровле эффузивов отчетливо видна красно-бурая корка закалки, что, как и наличие столбчатой отдельности в лавах

(рис. 5), является свидетельством накопления отложений этого разреза в наземных условиях. Характерными породами второго стратотипического разреза осадочно-вулканогенной серии являются агглютинаты, представляющие собой спекшиеся туфы основного состава агломератовой и глыбовой размерности. Формирование спекшихся в единую массу туфов происходит только в аэральных условиях [4, 5].

Рис. 5. Поток базальтов со столбчатой отдельностью. Базальты имеют желтовато-серую окраску, вверх по разрезу слои темно-серой кластолавы

При сравнении двух стратотипических разрезов отложений абонской осадочно-вулканогенной серии нижней юры видно, что в средней части толщ они сопоставляются по маркирующему горизонту черных слоистых алевролитов, что указывает на примерно одинаковую обстановку, при которой протекала вулканическая деятельность в районе (рис. 2). Очевидно, что для отложения этих двух разрезов осадочно-вулканогенных толщ характерны различные фации раннеюрского палеовулкана. Продуктами жерло-вой и прижерловой фаций являются отложения второго стратотипического разреза абонской осадочно-вулканогенной серии, формирование которых на начальной стадии происходило в мелководно-морских условиях, которые с середины вулканической активности сменились на аэраль-ные. Отложения первого стратотипа абонской осадочновулканогенной серии относятся к склоновой и удаленной фациям раннеюрского палеовулкана. Накопление продуктов склоновой и удаленной фаций происходило в прибрежно-морских условиях.

Заключение

В результате проведенного исследования установлено, что абонская осадочно-вулканогенная серия нижней юры, распространенная в Кобюминской системе складок, состоит из двух стратотипических разрезов осадочно-вулканогенных отложений, существенно отличающихся составом и строением. Первый стратотип, считавшийся на протяжении второй половины прошлого столетия единственным разрезом абонской осадочно-вулканогенной серии нижней юры, развит в бассейне руч. Круг. Он имеет преимущественно эффузивный характер и представлен потоками и покровами базальтов, которые переслаиваются с вулканомиктовы-ми, осадочными и пирокластическими отложениями. По всему разрезу наблюдаются остатки морской фауны. Осадочные породы в основном представлены тонкообломочными породами, среди которых преобладают глинистые сланцы и алевролиты. Для разреза осадочно-вулканогенных пород характерно преобладание эффузивных. Пирокластические

породы имеют пепловую размерность. Также для разреза характерно присутствие гиалокластитов.

Второй стратогипический разрез абонской осадочно-вулканогенной серии установлен в бассейне р. Луговой, примерно в 50 км от первого разреза. Он имеет существенно пирокластический характер. Этот стратотип отличает наличие в разрезе кластолавовых пород, агглютинатов и шлаковых туфов, также существенным отличием является агломератовая и глыбовая размерность обломков в вулканитах.

В результате изучения состава и строения двух стратотипов абонской осадочно-вулканогенной серии установлено, что отложения первого стратотипического разреза вулканитов относятся к продуктам склоновой и удаленной фаций раннеюрского палеовулкана, образованных в мелководноморской обстановке. Отложения второго стратотипа абонс-кой серии являются продуктами жерловой и прижерловой фаций, формирование которых в начале происходило в мелководно-морских, а затем в аэральных условиях.

Литература

1. Коростелев В.И. Геология и тектоника Южного Верхоя-нья. Новосибирск. Наука, 1989. 217 с.

2. Попов Б.И. Особенности геологического строения и развития Брюнгаде-Буор-Юряхского междуречья (Южное Верхо-янье) // Тектоно-магматические и металлогенические проблемы геологии Якутии. Якутск. Изд-во ЯГУ, 1987. С. 42-48.

3. Ивенсен В.Ю., Коробицын Я.А. Раннеюрский вулканизм Южно-Верхоянского синклинория // Ученые записки ЯГУ. Серия. Геология. География. Биология. Якутск. Изд-во ЯГУ, 1994. С. 22-31.

4. Ботвинника Л.Н. Генетические типы отложений областей активного вулканизма. М.. Наука, 1974. 318 с.

5. Малеев Е.Ф. Вулканиты. М.. Недра, 1980. 240 с.

Ya.P Shepeleva

Composition and structure of Lower Jurassic abon aqueous-volcanogenic series

As a result of study of low-Jurassic abon aqueous-volcanogenic sediments there has been established a new strato-typical section of sediments of abon aqueous-volcanogenic series in South Verkhoyanie. The article presents data on composition and structure of two strato-typical sections of the abon series.

Key-words: aqueous-volcanogenic rocks, section, strato-type, basalts, calc-sinters, agglomerates, cinders, Lower Jurassic

ФФФ-