Литолого-палеоэкологическая характеристика верхнепермской органогенной постройки горы Голубиная, южное Приморье

Размещено на http://www.allbest.ru/

Литолого-палеоэкологическая характеристика верхнепермской органогенной постройки горы Голубиная, южное Приморье

Т.А. Пунина, Е.Н. Малышева

Впервые дано литолого-палеоэкологическое описание органогенной постройки горы Голубиная. Проведено микроскопическое изучение известняков, слагающих постройку, выделены их литотипы, соответствующие четырем генетическим типам: биогермные, биоморфные, детритовые и биокластические. Выявлены структуры органогенной постройки, соответствующие трем этапам ее развития: банка, биостром, биогерм. Дано подробное описание каждой стадии развития. В целом постройка определяется как биогерм.

Ключевые слова: органогенная постройка, литотипы, палеосообщества.

Lithological and paleoecological characteristics of the Upper Permian organogenic structure of Golubinaya Mountain, Southern Primorye.

T.A. PUNINA, E.N. MALYSHEVA (Far East Geological Institute, FEB RAS, Vladivostok).

The lithological and paleoecological description of the organogenic buildup of Golubinaya Mountain is given for the first time. A microscopic study of the limestones composing the building was carried out, and their lithotypes corresponding to four genetic types were identified: biohermic, biomorphic, detritus, and bioclastic. Have been detected structures of organogenic buildup that correspond to three stages of its development: bank, biostrome and biogerm. A detailed description of each stage of development is given. In general, the building is defined as a biogerm.

Key words: organic buildup, lithotypes, paleocommunity.

Введение

Важным элементом карбонатного осадочного чехла являются органогенные постройки - карбонатные тела, образованные организмами, создающими устойчивый каркас, внутри которого накапливались генетически связанные с ним карбонатные осадки. Органогенные постройки размещаются в толще среди стратифицированных отложений в виде изолированных тел размером от нескольких метров до сотен метров в поперечнике. Часто они группируются в протяженные цепочки, гряды, полосы, существенно отличаясь от вмещающих отложений, и нередко принимаются за инородные включения. Вместе с тем ископаемые постройки - характерный элемент в строении осадочных толщ, с которыми они связаны общностью процессов седиментации в едином бассейне осадконакопления. Авторы данной статьи в течение 2007-2015 гг. изучали строение известняковых массивов в Шкотовском и Партизанском районах южного Приморья, что позволило детально описать имеющиеся здесь органогенные постройки. Присутствие органогенных известняков в данном регионе отмечалось в разное время многими исследователями [1-6], но литолого-палеонтологические исследования осуществлены лишь на одном органогенном массиве - Находкинском рифе в 1990 г. [1], на остальных известняковых массивах эти исследования не проводились или проводились частично.

Рис. 1. Гора Голубиная, вид с дороги (а), схема расположения (б)

Цель настоящей статьи - получение данных об органогенной постройке горы Голубиная, определение стадий ее развития, выделение и описание типов известняков.

Гора Голубиная (рис. 1), расположенная на правом борту р. Артемовка в Шкотовском районе вблизи с. Многоудобное, представляет собой изолированный массив куполовидной формы с овальным основанием площадью 400 х 200 м (рис. 1, б). Возраст отложений датируется по фауне фораминифер как мидийско-джульфинский (определение А.П. Никитиной [4]), по современным данным - как капитенско-вучапинский [3].

Материал и методы исследований

Материалом для настоящей статьи послужили образцы верхнепермских органогенных известняков, отобранные авторами во время полевых работ на горе Голубиная (Приморский край, Шкотовский район) в 2007-2015 гг. Составлено шесть разрезов, отобрано более 100 образцов, из них изготовлено и изучено около 200 шлифов. Изучение проводили традиционными методами макро- и микроскопического исследования с применением микроскопа БС-10. Снимки сделаны с помощью фотоаппарата Sony Cyber-shot DSC-H5 и видеоокуляра ToupCam UCMOS 10 MP.

Генетические типы известняков

Микроскопическое изучение верхнепермских известняков в рассматриваемом обнажении позволило выделить литотипы известняков, соответствующие четырем генетическим типам, для каждого из которых характерен свой механизм образования: био- гермные, биоморфные, биокластические и биохемогенные. Ниже приведено их описание. Биогермные известняки. Это порода, образовавшаяся в результате жизнедеятельно - сти прикрепленных организмов, остатки которых после их гибели сохраняются на месте обитания, часто в прижизненном положении. Литификация известняков происходила одновременно с накоплением материала. органогенная постройка генетический детритовый

Для биогермных известняков в пределах массива Голубиная характерны относительно высокое разнообразие организмов-породообразователей, светлая окраска, массивность, биогенная слоистость, текстурная неоднородность. Распределение организмов по массиву неравномерно-пятнистое. В составе биогермных известняков различаются следующие литотипы: мшанковые, водорослево-криноидно-мшанковые, водорослево-криноидно-фузу- линидовые, поликомпонентные.

Мшанковые известняки (рис 2, а), встречающиеся в средних и верхних частях массива в виде разных по величине участков, измеряемых десятками метров, светло-серые с темными пятнами, содержат фрагменты мшанок. Часть мшанок находится в прижизненном положении, между ними скапливается мшанковый детрит. В целом остатки мшанок составляют около 30 % породы, а остальная часть сложена инкрустационным кальцитом и небольшим количеством тонкого детритового шлама. Мшанковые известняки содержат остатки и других организмов, наиболее встречаемые из них - криноидеи, одиночные кораллы, брахиоподы и фузулиниды.

Рис. 2. Биогермные известняки: а - мшанковый, б - водорослево-криноидно-мшанковый, в - водорослево-кри- ноидно-фузулинидовый, г - поликомпонентный

Водорослево-криноидно-мшанковые известняки (рис. 2, б) - одна из наиболее распространенных пород массива. Они слагают крупные тела размером в десятки метров, встречаются гнездами в средней части массива. Это серые и светло-серые известняки с темной пятнистостью, содержащие примерно в равных пропорциях остатки водорослей, мшанок, криноидей, сцементированные крустификационным и спаритовым цементом. Процентное содержание организмов - около 45 %. Эти известняки играют существенную роль в формировании массива.

Водорослево-криноидно-фузулинидовые известняки (рис. 2, в) образуют пачки мощностью 8-12 м, расположенные в средней и нижней частях массива. Они представлены серыми и темно-серыми массивными известняками, состоящими из фрагментов водорослей, криноидей, фораминифер. Фораминиферы представлены в основном фузулинидами, мелкие фораминиферы, моллюски, кораллы составляют 10 % от общего количественного состава всех организмов. Ископаемые органические остатки сцементированы спарито- вым и крустификационным цементом. Очевидно, подобные осадки сформировались на участках ниже базиса действия волн, при незначительном движении воды. Об этом свидетельствует плохая сохранность водорослей.

Поликомпонентные известняки (рис. 2, г) состоят из сочетания крупных остатков мшанок, водорослей, фораминифер, кораллов, двустворчатых моллюсков, остракод, среди которых трудно выделить главенствующие организмы. Эти известняки имеют сложный, изменчивый состав организмов, крупнопятнистую текстуру с многочисленными инкрустационными корками. Поликомпонентные каркасные известняки распространены в верхней части массива, в зоне предполагаемого волнореза.

Биоморфные известняки. Образовались за счет цельных скелетных остатков, захороненных на месте обитания. Литификация этих пород происходила позднее, чем их накопление. Известняки данного типа, наиболее распространенные в рассматриваемом массиве, обнаружены в его верхней части. В составе биоморфных известняков горы Голубиная различаются три разновидности литотипов: биокластово- микробиальные, микробиально-водорослевые и фузулинидовые.

Биокластово-микробиальные известняки (рис. 3, а) состоят из органических остатков, сцементированных крустика- фикационным и спаритовым цементом. Органогенный материал представлен микробиальными пелоидами на 50 %, остальная часть породы представлена биокластами, состоящими из обломков брахиопод, мшанок, водорослей, фора- минифер и остатками неопределимых организмов. Известняки пористые, светло-серой окраски. Можно предположить, что эти известняки формировались за счет поступления с возвышенных участков продуктов разрушения органогенной постройки.

Микробиально-водорослевые известняки (рис. 3, б). Это серые и светло-серые известняки, образованные органическими остатками, сцементированными кальцитовым цементом. Органические остатки представлены пелоидами (50 %), водорослями (20 %), мшанками (10 %). Брахиоподы, фузулиниды, криноидеи, моллюски составляют всего 20 %. Состав и морфология организмов указывает на то, что эти известняки образовались в мелководных условиях фотической зоны.

Фузулинидовые известняки (рис. 3, в) представлены темно-серыми плотными разностями, образованными скоплениями раковин фузулинид. Раковины фузулинид обычно целые, сцементированные тонкозернистым карбонатом. Процентное содержание фузулинид составляет 75 %. Встречаются эти известняки в основании массива большими пачками мощностью 10-15 м. В средней и верхней частях массива они образуют гнезда среди биогермных известняков. Подобные известняки формируются в водах со слабой гидродинамикой при небольшом поступлении биокластового материала.

Рис. 3. Биогермные известняки: а - биокластово-микро- биальный, б - микробиально-водорослевый, в - фузули- нидовый

Биокластические известняки. Сложены обломками скелетных организмов. В зависимости от крупности обломочного материала и степени его окатанности подразделяются на детритовые, шламовые, органогенно-обломочные литотипы.

Детритовые известняки (рис. 4, а) - плотные, светло-серые до черных, сложенные обломками рифостроящих организмов и почти целыми раковинами моллюсков, фораминифер, сцементированными пелитоморфным кальцитом, составляющим более половины породы. Данные известняки образуют гнезда среди биогермных известняков.

Рис. 4. Биокластические известняки: а - детритовый известняк; б - шламовый известняк; в - органогенно-обломочный известняк

Шламовые известняки (рис. 4, б) - плотные однородные, от светло-серых до черных разностей, сложены мелкими обломками неопределимых организмов, сцементированных кальцитом. Образуют линзы среди других известняков. Размеры линз от 5 до 15 см. Иногда в шламовых известняках встречаются фораминиферы и остракоды. Отсутствуют рифостроящие организмы. Известняки образовались благодаря осаждению мелкого детрита в изолированных затишных участках морского бассейна.

Органогенно-обломочные известняки (рис. 4, в). Имеют широкое распространение, встречаются прослоями и линзами размером от 10 см до 5 м. Органогеннообломочные известняки пятнистые, светло-серые до темно-серых оттенков, на 60 % состоящие из обломков мшанок, губок, водорослей, кораллов, форамини- фер, криноидей, брахиопод. Карбонатный, карбонатно-глинистый цемент заполняет пространство между обломками. Органогенные остатки с острыми углами, следы окатывания отсутствуют.

Биохемогенные известняки. Образовались благодаря совместному действию бактерий, водорослей, животных и химических процессов. Среди них выделены мшанково-фораминиферово-сгустковые, пелитоморфные, тонкозернистые литотипы.

Мшанково-фораминиферово-сгуст- ковые известняки (рис. 5, а) характеризуются наличием комочков пелитоморфного кальцита овальной и эллипсоидной форм. Контуры расплывчатые, иногда окружены светло-серой каемкой. Часто встречаются в верхней части постройки.

Рис. 5. Биохемогенные известняки: а - мшанково-фора- миниферово-сгустковый, б - пелитоморфный, в - тонкозернистый

Пелитоморфные известняки (рис. 5, б) встречены в южной части постройки. Представлены темно-серыми породами, на 90 % состоящими из пелитоморфной массы, в которой рассеян био- кластовый материал - мелкие неокатан- ные обломки криноидей, мшанок, фузу- линид, водорослей, остракод. Образование этой породы происходило в условиях ниже базиса действия волн.

Тонкозернистые известняки (рис. 5, в) - однородные темно-серые породы с незначительным количеством органических остатков (в основном это остракоды, моллюски). Образуют прослои среди других типов пород, а также выполняют пустоты в породах. Ширина их 1-15 см. Распределены неравномерно во всех частях массива. Основу породы составляет пелитоморфный кальцит с незначительной примесью тонкого перекристаллизованного детрита. Детрит представлен остракодами, обломками моллюсков, криноидеями. Можно предположить, что породы образовались в резко выраженных понижениях рельефа дна.

Развитие органогенной постройки

Судя по строению массива, отчетливо различаются три стадии его развития: (1) банка, (2) биостром и (3) биогерм.

На первой стадии сформировался фундамент органогенной постройки (фация банки). Он представлен темными, почти черными фузулинидовыми известняками мощностью от 2 до 15 м. В верхней части этих образований кроме фораминифер встречаются скелетные остатки таких бентосных беспозвоночных, как брахиподы, иглокожие, мшанки, одиночные кораллы. Учитывая хорошую сохранность большинства встречающихся здесь беспозвоночных, можно предполагать, что они захоронились в месте их обитания, ниже базиса действия волн. Образования первой стадии не возвышались над уровнем моря. Прижизненная форма банки - скопление в основном прикрепляющихся организмов литорали.

Вторая стадия развития органогенной постойки горы Голубиная соответствует образованию небольших каркасных построек (калиптров и бистромов). Форма калиптров округлая и куполовидная, размеры варьируют от 2 до первых десятков сантиметров. Сложены они в основном мшанками, при жизни это были небольшие купола, в промежутках между ними скапливался детритовый материал, состоящий из обломков мшанок, водорослей, фо- раминифер. Известняки второй стадии обычно серые, глинистые. Биостромы появляются выше по разрезу. Форма биостромов изометричная или линзовидная. Мощность биостромов - от первых десятков сантиметров до 3 м в диаметре, протяженность до 15 м. Как правило, это светлые тонкозернистые известняки, сформированные кораллами, мшанками, губками и водорослями. При прослеживании этих известняков по простиранию наблюдается количественное преобладание мшанок над другими каркасостроителями. Прижизненная форма биострома - подводная заросль.

Во время третьей стадии развития постройки формировался биогермный массив. Средняя часть постройки сложена простыми биогермами различной формы и размеров. Они представлены округлыми и куполовидными формами, выпуклыми линзами. Наиболее крупные биогермы, мощностью до 12 м, развиты в центральной части постройки, мелкие (3-5 м) обычны для краевых частей. В составе биогермов преобладают каркасные известняки, содержащие большое количество остатков кораллов, губок, мшанок, брахио- под, водорослей. Небольшая примесь илистого и детритового материала заполняет промежутки между скелетными частями каркасообразующих организмов. Ископаемая форма биогерма - выпуклая линза, а прижизненная - подводный холм, не достигающий уреза воды.

Изучение всех трех частей органогенной постройки по простиранию и по вертикали позволяет предположить, что в период ее развития происходили колебания уровня моря. В условиях трансгрессии возникали банковые поселения организмов, в периоды регрессии биостромы менялись на более мелководные. При такой обстановке рифостроящая деятельность организмов активизировалась, в результате чего возникали заросли в виде лугов, которые при дальнейшем обмелении заменялись зарослями массивных форм.

Рост постройки, по-видимому, происходил путем непрерывного и последовательного нарастания активно живущих каркасных организмов на твердую поверхность, образованную скелетными остатками уже отмерших организмов и продуктов их разрушения. Основание первичных каркасных сооружений постепенно засыпалось синхронными рыхлыми осадками. Но в рельефе дна продолжали выступать верхние, более активно живущие части постройки. Со временем рифообразование прекращалось, и постройка превращалась в изолированное геологическое тело органогенных известняков

Заключение

Анализ полученных результатов позволяет предположить, что органогенная постройка горы Голубиная формировалась в пределах слабоподвижной зоны в непосредственной близости от берега. Генезис этой постройки по текстурным, структурным, экологическим характеристикам определяется как биогерм. Данная органогенная постройка прошла три стадии своего развития, от банки до биогерма, и сохранила свою первичную целостность. В отличие от массива пермских известняков, обнажающихся в карьере района нефтебазы г. Находка [1], рассматриваемая органогенная постройка прекратила свое существование, не достигнув образования рифа (возможно, из-за постепенного углубления морского бассейна).

ЛИТЕРАТУРА

1. Беляева Г.В., Тащи С.М. Органогенные постройки верхней перми Приморья // Тихоокеан. геология. 1996. Т 15, № 3. С. 50-67.

2. Киселева А.В. Позднепермские мшанки Южного Приморья. М.: Наука,1982. 127 с.

3. Котляр Г.В. Пермские отложения Южного Приморья - ключ к прослеживанию ярусных подразделений международной и общей стратиграфических шкал // Тихоокеан. геология. 2015. Т. 34, № 4. С. 19-38.

4. Никитина А.П. Биостратиграфия верхнего палеозоя Приморья по фузулинидам // Вопросы биостратиграфии Советского Дальнего Востока. Владивосток: ДВГИ, 1974. С. 5-18.

5. Соснина М.И., Никитина А.П. Мелкие фораминиферы верхней перми Южного Приморья // Ископаемая флора и фауна Дальнего Востока и вопросы стратиграфии фанерозоя. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977. С. 27-54.

6. Тащи С.М. Позднепермские рифовые постройки Южного Приморья // Вулканогенно-осадочные образования юга Дальнего Востока (литология и геохимия). Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1978. С. 45-53.

Размещено на Allbest.ru