0-734587

на правах рукописи

Зорина Светлана Олеговна

Мезозой северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба

Специальность 25.00.02 - палеонтология и стратиграфия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата геолого-минералогических наук

Казань - 2003

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте геологии нерудных полезных ископаемых и на кафедре региональной геологии геологического факультета Казанского государственного университета

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, профессор Б.В.Буров

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник ЦНИИгеолнеруд У.Г.Дистанов; кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Палеонтологического института РАН А.Г. Олферьев

Ведущая организация - ВГТП "Волгагеология"

Защита состоится 5 июня 2003 года в 1430 часов в аудитории геологического факультета Казанского государственного университета на заседании диссертационного совета Д.212.081.09 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук при Казанском государственном университете по адресу: 420008, г.Казань, ул.Кремлевская, 4/5, геологический факультет КГУ.

С диссертацией можно ознакомится в Научной библиотеке им.

Н.И.Лобачевского Казанского государственного университета. Отзывы и замечания, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу в двух экземплярах.

Автореферат разослан 25 апреля 2003 года.

Ученый секретарь диссертац -кандидат геологоминералогических наук, доцент _^ Р.Р.Хасанов 0-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Отложения юры и мела, выполняющие Ульяновско-Саратовский прогиб, в основном пользуются распространением на территории Ульяновской области и Республики Чувашии. В Татарстан заходит лишь северо-восточная бортовая часть прогиба. Для структурно-геологических подзон Ульяновско-Самарского и Чебоксарского Поволжья Ульяновско-Саратовского прогиба приняты различные унифицированные стратиграфические схемы юрских и нижнемеловых отложений.

Северо-восточная часть Ульяновско-Саратовского прогиба - территория проведения данных исследований — расположена на стыке этих двух подзон, наследует черты той или другой подзоны, но имеет и своеобразие. Это потребовало создания местной стратиграфической схемы мезозойских отложений на основе комплексных хроностратиграфических исследований.

Актуальность темы исследований определяется необходимостью создания научно-обоснованной стратиграфической основы для проведения прогнозноминерагенических и поисково-оценочных работ на полезные ископаемые на югозападе Республики Татарстан и в смежных районах.

Цель работы заключалась в комплексном изучении мезозойских отложений северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба на основе хроностратиграфического подхода и секвенс-стратиграфических исследований, обеспечивающих наибольшую достоверность стратиграфических построений, воссоздании истории геологического развития региона и оценке его минерагенического потенциала.

Основные задачи работы:

1) Комплексное изучение, расчленение и корреляция мезозойского разреза на основе хроностратиграфического подхода - методами лито-, био- и магнитостратиграфии, электронного парамагнитного резонанса.

2) Сопоставление мезозойского разреза северо-востока УльяновскоСаратовского прогиба с утверждёнными стратиграфическими схемами смежных регионов.

3) Секвенс-стратиграфические исследования мезозойских отложений с целью проведения внутри и межбассейновой корреляции разрезов и воссоздания истории геологического развития территории.

4) Минералого-петрографическое и минералого-технологическое изучение мезозойских отложений с определением минерагенической специализации секвенций на комплекс полезных ископаемых.

Научная новизна работы.

Разработана детальная стратиграфическая схема мезозойских отложений северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба на основе хроностратиграфического подхода с использованием лито-, био- и магнитостратиграфических методов расчленения. Для расчленения и корреляции мезозойских разрезов региона эффективным оказалось применение метода электронного парамагнитного резонанса.

Проведено детальное прослеживание мезозойского разреза северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба и сопоставление его с общей шкалой мезозойских отложений и унифицированными схемами Ульяновско-Самарского Поволжья и смежных территорий: Чебоксарского Поволжья (для юры и нижнего мела) и Саранского Поволжья (для верхнего мела).

Предложены дополнения и изменения, которые следует внести в унифицированные стратиграфические схемы мезозойских отложений УльяновскоСаратовского прогиба с выделением северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба в качестве самостоятельной структурно-геологической подзоны.

хроностратиграфическими поверхностями несогласий (секвенции), сопоставление которых с секвенциями смежных территорий позволило установить сложный характер эволюции мезозойского морского эпиконтинентального бассейна, заключавшийся в периодическом чередовании трансгрессий и регрессий в совокупности с воздействием местных эпейрогенических процессов.

Практическая ценность.

Составленная в результате местная стратиграфическая схема мезозойских отложений северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба, увязанная с общей шкалой и действующими унифицированными схемами, является действенной стратиграфической основой для проведения геологоразведочных и тематических исследований. Данная схема рассматривалась на заседании Стратиграфической комиссии при Департаменте геологии и использования недр Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан и была утверждена в качестве рабочей легенды при проведении геологосъемочных работ масштаба 1:50000 на юго-западе РТ в 2001 г.

Расчленение и корреляция мезозойских отложений, выполненные методом анализа данных электронного парамагнитного резонанса, в сочетании с лито-, био- и магнитостратиграфическим расчленением, может служить надёжным инструментом при геологическом картировании мезозойских отложений РТ. Совокупность всех регистрируемых парамагнитных меток, составляющих объединённую парамагнитную характеристику (ОПХ) стратона, наполнение ОПХ стратонов этими метками является характерным признаком для различных стратиграфических подразделений изученного мезозойского разреза. Это позволяет расчленять и коррелировать между собой частные разрезы.

Выделенные седиментационные комплексы (секвенции), привязанные к геохронологической шкале, являются стержневой основой для проведения внутрибассейновых корреляций различных регионов Восточно-Европейской платформы, ключём для расшифровки истории геологического развития территории, определения условий формирования и закономерностей размещения полезных ископаемых, связанных с мезозойскими образованиями.

Установлена относительно высокая перспективность территории северовостока Ульяновско-Саратовского прогиба на поиски месторождений широкого комплекса полезных ископаемых, связанных с мезозойскими отложениями (промежуточные коллекторы алмаза и титан-циркониевых минералов;

светложгущиеся и керамзитовые глины, фосфориты, цеолитсодержащие породы и ДР-)По результатам аналитико-технологических исследований нижнемеловых глин получены патенты на изобретения: «Способ получения искусственного пористого заполнителя - керамзита» (авторы В.П. Лузин,. Л.П. Лузина, С.О. Зорина, В.Г.

Суховерков) и «Способ изготовления керамзита» (авторы В.П. Лузин, Л.П. Лузина, С О. Зорина, В.Г. Суховерков).

Фактический материал. На рассматриваемой территории автором изучено более 100 разрезов мезозойских отложений, вскрытых скважинами и горными выработками при проведении геологосъёмочных (масштаба 1:5 0000) и тематических работ за последние 8 лет. При разработке стратиграфической схемы территории автором использовались многочисленные аналитические данные самых разнообразных методов, полученные при проведении геологосъёмочных работ и исследований предшественников. Биостратиграфическое расчленение разреза проводилось на основе материалов макрофаунистического (200 проб), микрофаунистического (554 пробы), палеопалинологического (7 проб) анализов, выполненных д.г.-м.н. Е.Ю.Барабошкиным, к.г.-м.н. В.В.Силантьевым (макрофауна), к.г.-м.н. Г.Н. Старцевой, Е. Мацневой, к.г.-м.н. Л.Ф. Копаевич (фораминиферы), К.В.

Николаевой (споро-ныльца). Палеомагнитные исследования основаны на результатах 1971 анализов образцов керна, отобранных из керна 3-х опорных скважин (к.г.-м.н. Ю.П. Балабанов). Вещественный состав мезозойских отложений изучен по данным 270 химических, 201 рентгеновского фазового (АТСИЦ ЦНЙИгеолнеруд), 50 минералогических анализов (минералоги Л.В. Иралина, Ф.Х.

Шайхетдинов). Петрографические исследования проведены по результатам описаний 250 шлифов (к.г.-м.н. A.M. Месхи), нанопетрографический анализ 10 проб выполнен к.г.-м.н. О.Е. Минько. Технологические свойства керамзитовых глин изучены по данным 154 прямых испытаний методом обжига (к.г.-м.н. В.П. Лузин, Л.П. Лузина). Методом ЭПР исследованы 452 пробы из керна 3-х опорных скважин (д.г.-м.н. В.Ф. Крутиков). Анализ и систематизация полученного комплекса данных позволили автору обосновать предлагаемую стратиграфическую схему.

Защищаемые положения 1. На основе хроностратиграфического подхода и применения широкого комплекса современных методов составлена местная стратиграфическая схема мезозойских отложений и сопоставлена с общей шкалой и действующими унифицированными схемами Ульяновско-Самарского Поволжья и смежной территории Чебоксарского Поволжья (для юрских и нижнемеловых отложений) и Саранского Поволжья (для верхнемеловых отложений). Биостратиграфические данные в комплексе с прослеживанием маркирующих литогоризонтов позволили выделить хронозоны и обосновать границы основных мезозойских стратонов северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба. Отличия стратиграфической схемы северо-восточной окраины Ульяновско-Саратовского прогиба, заключающиеся в значительном количестве перерывов, сокращении мощностей, изменении литологического состава и выпадении из разреза целого ряда стратиграфических подразделений, позволяют выделить Северо-восток УльяновскоСаратовского прогиба в качестве самостоятельной подзоны.

2. Разрез мезозоя северо-восточной окраины УСП характеризуется обилием стратиграфических перерывов и состоит из шести секвенций, отражающих характер эволюции мезозойского морского бассейна.

3. Каждая секвенция характеризуются специфическим вещественным составом, определяющим перспективность отдельных горизонтов, толщ, либо всей секвенции на тот или иной комплекс полезных ископаемых.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на II региональном совещании «Проблемы геологии Поволжья» (Казань, 1997), на юбилейной конференции «Геология и современность" (Казань, 1999), на Всероссийском совещании «Методы аналитических и технологических исследований неметаллических полезных ископаемых» (Казань, 1999), на XVIII Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 2000), на годичном собрании минералогического общества «Минералогия России» (СанктПетербург, 2000), на I Всероссийском литологическом совещании «Проблемы литологии, геохимии и рудогенеза осадочного процесса» (Москва, 2000), на Всероссийском совещании «Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона»

(Сыктывкар, 2001), на ежегодной конференции молодых геологов «Мы - геологи XIX века» (Казань, 2001, 2002), на I региональной научно-практической конференции «Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия» (Саратов, 2001), на конференции молодых учёных и аспирантов АН РТ «Молодёжь и её вклад в развитие современной науки»

(Казань, 2002).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ и 1 работа находится в печати.

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, глав, заключения, изложенных на 175 стр. машинописного текста и включает рисунок, 14 таблиц. Список литературы содержит 120 библиографических наименований.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Б.В. Бурову за всестороннюю помощь в работе над диссертацией, а также специалистам, чьи данные были использованы при разработке данной тематики: к.г.-м.н. В.В.Силантьеву, к.г.-м.н. Г.Н. Старцевой, Е. Мацневой, д.г.-м.н. Е.Ю. Барабошкину, к.г.-м.н. Л.Ф. Копаевич, К.В. Николаевой, к.г.-м.н. Ю.П. Балабанову, к.г.-м.н. A.M. Месхи, к.г.-м.н. О.Е. Минько, к.г.-м.н. В.П.

Лузину, д.г.-м.н. В.Ф. Крутикову, Л.В. Иралиной, Ф.Х. Шайхетдинову. Особая благодарность доктору геолого-минералогических наук, заместителю директора ЦНИИгеолнеруд Е.М Аксёнову за большую практическую помощь, оказанную диссертанту на всех этапах работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 «История изучения стратиграфии мезозойских отложений северовостока Ульяновско-Саратовского прогиба» в форме обзора литературных данных и фондовых материалов рассматривается существующее состояние изученности стратиграфии мезозойских отложений рассматриваемой территории.

Детальный анализ стратиграфии и палеогеографии юрских и меловых отложений Русской платформы в целом и Ульяновско-Саратовского прогиба в частности приведён в работе П.А. Герасимова, Е.Е Мигачёвой, Д.П. Найдина и Б.П. Стерлина "Юрские и меловые отложения Русской платформы" (1962). Важнейшей вехой в истории геологического изучения территории СССР явился изданный в 1964 г.

«Атлас литолого-палеогеографических карт СССР» под редакцией А.П.

Виноградова, включающий 71 литолого-палеогеографическую карту всех веков геологической летописи территории СССР. Одной из важнейших стратиграфических работ, в которой систематизированы результаты предыдущих стратиграфических, палеогеографических, палеотектонических и др. исследований, дано по-ярусное расчленение и описание юрско-нижнемелового разреза, является монография И.Г.

Сазоновой и Н.Т. Сазонова "Палеогеография Русской платформы в юрское и раннемеловое время" (1967). Дальнейшее проведение стратиграфических исследований на северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба и в Поволжье в целом связаны с проведением региональных геологосъёмочных работ масштабов 1:200000, 1:50000, а также тематических исследований по разработке и усовершенствованию легенд к геологическим картам. В 1989 г. МСК были приняты "Унифицированные стратиграфические схемы нижнемеловых отложений ВосточноЕвропейской платформы" и "Унифицированная стратиграфическая схема юрских отложений Русской платформы". После изменений и дополнений, внесённых на расширенном бюро РМСК в октябре 1994 г., эти унифицированные схемы являются действующими по настоящее время. В них впервые приводятся стратиграфические схемы юрских и нижнемеловых отложений структурно-геологических зон и подзон Восточно-Европейской платформы, расчленённых до местных стратиграфических подразделений (толщ и свит) и сопоставленных с хронозонами, выделенными с общей шкале по моллюскам и фораминиферам. В 1999 г. Научно-редакционным советом МПР России утверждена Легенда Средневолжской серии листов Государственной геологической карты Российской Федерации м-ба 1:200000 (Новая серия) во втором издании (Е.Л. Писанникова, О.Е. Чумаков). В основу легенды юрских и нижнемеловых отложений положены Унифицированные стратиграфические схемы, принятые МСК в 1989 г. При разработке легенды учтены все изменения и уточнения к этой схеме, утвержденные на расширенном заседании бюро РМСК от октября 1994 г. Легенда верхнемеловых отложений составлена в соответствии с проектом местной стратиграфической схемы, разработанной в процессе составления данной серийной легенды и переданной в январе 1998 г. в РМСК. Окончательно она была утверждена МСК в 2001 г.

Следует отметить, что практически все опорные разрезы мезозойских отложений, приведённые в работах большинства исследователей геологического строения Поволжья и Ульяновско-Саратовского прогиба, находятся значительно южнее рассматриваемой нами территории. Детальные лито-, био-, магнито- и секвенс-стратиграфические исследования и комплексное изучение сводного мезозойского разреза на северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба до настоящего времени не проводилось.

В главе 2 «Методы изучения мезозойских отложений северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба» рассматриваются использованные в работе методические приёмы расчленения и корреляции мезозойских разрезов северовостока Ульяновско-Саратовского прогиба и межрайонной корреляции.

При составлении сводного разреза и корреляции частных мезозойских разрезов применён комплекс методов - литостратиграфический, биостратиграфический, палеомагнитный, группа физико-химических и петрографических методов, а также использованы результаты исследования пород разреза методом электронного парамагнитного резонанса.

Литологическое описание и расчленение мезозойского разреза, изученного на северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба, основано на детальном изучении и корреляции пяти опорных и более 100 частных разрезов, вскрытых скважинами и горными выработками в процессе геологосъёмочных работ масштаба 1:50000 (СО.

Зорина и др., 1999, 2002), а также с учётом материалов предшествующих геологосъёмочных и буровых работ (Е.А. Кржечковская, И.В. Васильев, 1947; Н.Х.

Шафиков, 1973; Ю.Г. Семакин и др., 1999 и др.).

Применение литостратиграфического метода позволило выделить в разрезах литогоризонты-маркёры, являющиеся одновременно и геофизическими реперами (выделяются по пикам гамма-активности на диаграммах гамма-каротажа). Этот метод в совокупности с результатами стандартного комплекса геофизических исследований скважин (гамма-каротаж, электрокаротаж, кавернометрия) явился основой предварительного расчленения и корреляции разрезов. Вещественный состав литологических типов пород, слагающих мезозойские стратоны, определялся и уточнялся по результатам химических, рентгенографических, минералогических, петрографических, нанопетрографических и др. анализов. Аналитические исследования и технологические испытания выполнены в аккредитованных Госстандартом лабораториях ЦНИИгеолнеруд.

Увязка выделенных стратиграфических подразделений с общей шкалой и проведение изохронных границ стратонов проводилось на основе биостратиграфического расчленения, дополнялось данными палеомагнитизма и метода электронного парамагнитного резонанса.

В основу биостратиграфического метода расчленения разреза, как основополагающего при увязке с действующими в исследованном районе унифицированными стратиграфическими схемами, было положено детальное изучение микро- и макрофаунистических остатков в мезозойских слоях (аммонитов, белемнитов, пелеципод, фораминифер и других). Систематизация и анализ всех полученных заключений, сопоставление и корреляция с имеющимися результатами зональных разбивок опорных разрезов в смежных регионах - всё это позволило расчленить и сопоставить сводный разрез мезозойских образований северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба с действующими, утверждёнными МСК, стратиграфическими схемами: Унифицированной стратиграфической схемой юрских отложений Русской платформы (1989), Унифицированными стратиграфическими схемами нижнемеловых отложений Восточно-Европейской платформы (1989), с принятыми и утверждёнными на расширенном бюро МСК изменениями (1994), и Стратиграфической схемой верхнемеловых отложений Нижнего и Среднего Поволжья (2001).

Палеомагнитные исследования мезозойских отложений проводились с целью увязки разреза со сводным магнитостратиграфическим разрезом мезозоя, выделения по магнитным параметрам маркирующих уровней, позволяющих проводить более уверенное расчленение и корреляцию разрезов скважин и обнажений.

В дополнение к традиционным литологическому, биостратиграфическому и палеомагнитному методам для расчленения мезозойского разреза впервые проведена стратиграфическая обработка результатов анализов пород методом электронного парамагнитного резонанса. Мезозойские разрезы трёх опорных скважин были подвергнуты сплошному пунктирно-секционному опробованию для оценки ЭПРхарактеристики пород каждого стратона. Анализ вариаций интенсивностей парамагнитных меток, регистрируемых в ЭПР-спектрах исследованных проб, показал, что каждая толща или свита обладает своей объединённой парамагнитной характеристикой. Это суммарный показатель интенсивностей парамагнитных меток, который можно представить в виде ЭПР-формулы:

OПX=a(A)+b(B)+c(C)+d(D)+e(E)+f(F)+g(G), где ОПХ - объединённая парамагнитная характеристика; коэффициенты а, Ь, с, d, e, f, g - средне-взвешенные значения относительных интенсивностей парамагнитных меток: а - Мп в кальците (Clt)(A), b - Fe структурное (В), с - Fe агрегатное (С), d - органический радикал (ОР) в РОВ (D), е - Ёх' в кварце (Е), f - ЭДЦ в Clt (F), g - Fe 3 + агрегатное (II) (G).

Оказалось, что значение объединенной парамагнитной характеристики и ее наполнение парамагнитными метками является характерной и отличительной чертой практически каждого стратиграфического подразделения мезозойского разреза. Расчленение местного разреза методом электронного парамагнитного резонанса, увязанное с разрезом, расчленённым методами лито-, био- и магнитостратиграфии, может служить надёжным инструментом при геологическом картировании. Преимуществом метода является его дешевизна, экспрессность и высокая достоверность результатов.

В последние 30 лет развивается новое направление в изучении осадочных бассейнов - секвентная стратиграфия (Вейл П.Р. и др., 1982; Найдин Д.П., 1995;

B.U.Haq etc, 1987; L.L.Sloss, 1963; P.R.Vail, 1987), или стратиграфия седиментационных комплексов (С.Л.Беляков и др., 1993; Ильин А.В., 1991;

Ю.Н.Карагодин, 1980, 1986). П.Р.Вейлом и его последователями для всей планеты были установлены единые трансгрессивно-регрессивные седиментационные циклы, формирование которых связывается с глобальными изменениями уровня Мирового океана. Эта неравномерная цикличность в седиментации обусловлена многократно происходившей реорганизацией в кинематике литосферных плит (Е.Е.Милановский и др., 1992) и, как следствие, - изменением уровня Мирового океана. Основные достижения в области секвентной стратиграфии связаны с внутри- и межбассейновой корреляцией осадочных комплексов, а также с прогнозом и поисками углеводородов.

Секвенс-стратиграфический метод расчленения и корреляции мезозойского разреза северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба применён впервые.

Мезозойский разрез рассматриваемой зоны прогиба характеризуется многочисленными перерывами. Серии толщ и свит, разделённые изохронными поверхностями стратиграфических перерывов, - секвенции - были выделены в четырёх опорных разрезах и скоррелированы между собой. Всего в сводном разрезе было выделено 6 секвенций, каждая из которых характеризует определенный этап непрерывного осадкообразования.

Секвенс-стратиграфический анализ мезозойских разрезов рассматриваемой территории и смежных областей показал, что выделенные секвенции являются ключём для расшифровки мезозойской геологической летописи, позволяют сопоставлять разрезы внутри единого бассейна и проводить межбассейновую корреляцию. Установлено, что секвенции являются инструментом для выявления условий образования, закономерностей и областей локализации приуроченных к ним полезных ископаемых осадочного происхождения.

В главе 3 «Стратиграфия» дано обоснование первого защищаемого положения.

Согласно принятого МСК районирования юрских, нижнемеловых отложений Восточно-Европейской платформы и верхнемеловых отложений Нижнего и Среднего Поволжья, исследованная территория относится к подзоне УльяновскоСамарского Поволжья структурно-геологической зоны Ульяновско-Саратовского прогиба.

Мезозойские отложения северо-востока Ульяновско-Саратовского прогиба, представленные средним и верхним отделами юрской системы, нижним и верхним отделами меловой системы, были расчленены до толщ и свит и сопоставлены с разрезами Ульяновско-Самарского Поволжья и ближайших смежных территорий Чебоксарского Поволжья (юра, нижний мел) и Саранского Поволжья (верхний мел).

В автореферате характеристика юрских и меловых стратонов приведена в табличной форме (прил. 1-3).

В диссертации приведена в стратиграфической последовательности литологическая и минералого-петрографическая характеристика мезозойских стратонов и литологических типов пород, данные об их стратиграфическом объёме, мощности, характере залегания и пространственного распространения на северовостоке Ульяновско-Саратовского прогиба и смежных территориях, степени достоверности границ с подстилающими и перекрывающими образованиями, фаунистических комплексах, а также географическая привязка областей их приповерхностного залегания, на которых возможна постановка детальных геологоразведочных работ, рекомендуемых в последующих главах данной работы.

Особенностью каждого из отделов в составе юрской и меловой систем, составляющих мезозойский разрез на северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба, является однообразие и относительная выдержанность литологического состава по простиранию. По этой причине литостратиграфическое расчленение опорных и частных мезозойских разрезов на стратоны, принятые в унифицированных схемах для Ульяновско-Самарского Поволжья, без привлечения дополнительных методов весьма затруднительно и неоднозначно.

По результатам литологического расчленения в разрезе выделено маркирующих литогоризонта (рис. 1) - докучаевская толща среднего келловея средней юры, промзинская толща средневолжского подъяруса верхней юры, ульяновская толща нижнего апта и бездненская толща среднего альба нижнего мела.

Эти толщи имеют наиболее чёткие литологические признаки, визуально отличающие их от подстилающих и перекрывающих образований. Цитологически выраженные границы между остальными стратонами отсутствуют, поэтому обычно при литостратиграфическом расчленении они проводятся предположительно.

Выделенные литостратиграфические маркирующие горизонты обладают повышенной гамма-активностью, а на диаграммах гамма-каротажа чётко отбиваются по высоким значениям радиоактивности, что позволяет проследить разрезы этих стратонов по мощности и данным ГИС.

Несомненно, важнейшим методом для проведения границ большинства стратонов, их увязки с общей шкалой, является биостратиграфический метод (прил.

1-3).

Наиболее хорошо палеонтологически охарактеризован разрез опорной скважины 1 (Татарские Шатрашаны), по которому проведено зональное расчленение среднеюрско-нижнемеловой части разреза по моллюскам (в том числе по аммонитам) Е.Ю. Барабошкиным. Фаунистические остатки, отобранные фрагментарно из многочисленных скважин и обнажений (180 экз.), изучались В.В.

Силантьевым.

Рис. 1. Комплексное литобиомагнитостратиграфическое и ЭПР-расчлеиение мезозойского разреза северо-востока УСП Условные обозначения к рис. 1.

Характер залегания Данные палеомагиигного анализа проводятся исключительно по результатам макро- и микрофаунистического анализов. Другими методами эти границы не улавливаются.

В комплексе с другими методами по разрезам трех опорных скважин Ю.П.

Балабановым (г. Казань) были проведены палеомагнитные исследования.

Полярность древнего геомагнитного поля оценивалась исходя из наклонения вектора естественной остаточной намагниченности образцов, прошедших термочистку.

По результатам палеомагнитных исследований составлены и скоррелированы палеомагнитные разрезы опорных скважин, изучен характер изменения магнитных стратиграфических уровнях были установлены характерные особенности: частота чередования полярности или различие величин магнитных свойств пород, что позволило проследить их по скважинам и увязать соответствующие им стратиграфические подразделения со сводным магнитостратиграфическим разрезом мезозоя.

Особенностью полученного палеомагнитного разреза является его высокая дифференциация по палеомагнитной зональности, особенно в нижней его половине, выразившаяся в наличии большого количества маломощных (до 1 м) субзон и микрозон разной полярности. Нижняя - бат-барремская часть разреза характеризуется особенно частыми сменами полярности, в верхней - апт-сантонской части - явно доминирует нормальная намагниченность. Нижняя часть разреза сопоставлена с гиперзоной Гиссар, а верхняя — с гиперзоной Джалал.

В местном магнитостратиграфическом разрезе наиболее уверенно проводятся границы следующих стратонов: климовской свиты и уренской толщи (по зоне обратной полярности в кровле климовской свиты и резкому увеличению магнитных характеристик пород уренской толщи); уренской и хмелёвской толщ (по скачкообразному уменьшению величины магнитных характеристик при смене барремских пород на аптские); зарыклейской и аловской толщ (по зоне обратной полярности в основании аловской толщи).

Не удается в должной мере реализовать возможности палеомагнитного метода в связи с крайне малой величиной естественной остаточной намагниченности пород, вторичными изменениями ферромагнитных минеральных компонентов и недостаточно надежной ориентировкой проб из керна.

Для получения дополнительных критериев установления границ мезозойских стратиграфических подразделений, литологические различия между которыми выражены слабо, разрез был исследован методом электронного парамагнитного резонанса. По результатам исследований были вычислены объединенные парамагнитные характеристики всех мезозойских стратиграфических подразделений (рис. 1), значения которых изменяются по разрезу от 3.1 (городищенская свита) до 17.0 (промзинская толща). Этот разброс даёт возможность использовать ЭПРформулы стратонов для стратиграфической корреляции и расчленения частных разрезов.

Совокупность всех регистрируемых парамагнитных меток, составляющих объединенную парамагнитную характеристику стратона, ее наполнение метками является характерным признаком стратона. Это позволяет расчленять и коррелировать между собой частные мезозойские разрезы. Расчленение местного разреза методом электронного парамагнитного резонанса, в комплексе с другими методами оказалось надёжным инструментом при геологическом картировании.

Применение комплекса методов (рис. 1) позволило обосновать проведение границ тем или иным методом (табл. 1).

Следует особо отметить относительно высокую результативность расчленения разреза методом электронного парамагнитного резонанса. Им установлены все границы стратонов в изученном разрезе, за исключением трёх: новиковской и тразовской толщ, кашпирской толщи и нижней подсвиты климовской свиты, которые хорошо фиксируются только биостратиграфическим методом; студенецкой и зарыклейской толщ (не установлена ни одним из применённых методов).

Характер границ мезозойских стратонов северо-востока УльяновскоСаратовского прогиба по результатам лито-, био-, агнитостратиграфического и Границы стратонов Достоверно установленные данным Не установленные данным методом Расчленение данным методом не проводилось Литогоризонты-маркёры Второе защищаемое положение раскрывается в главе 4 «Мезозойские секвенции и история геологического развития северо-востока УльяновскоСаратовского прогиба».

В настоящее время у большинства исследователей стратиграфии морских осадочных бассейнов не вызывает сомнения, что на фоне региональных особенностей разрезов разных областей нередко отчётливо выявляются установленные для всей планеты единые трансгрессивно-регрессивные седиментационные циклы (С.Л.Беляков и др., 1993; А.В.Ильин, 1991;

Е.Е.Милановский и др., 1992; Д.П.Найдин и др., 1980, 1984, 1986; Д.П.Найдин, 1992Осадки эпиконтинентальных морей накапливались на фоне колебаний уровня моря (эвстатический фактор), локально-региональных тектонических движений (эпейрогенический фактор), действия гидродинамических, климатических и ряда других факторов, основополагающими из которых являются первые два. Комплексы осадков, разделённые поверхностями стратиграфических перерывов, сформировавшиеся под влиянием перечисленных факторов - секвенции, представляют собой объекты секвенс-стратиграфического анализа.

Можно много спорить, какие силы были причиной смещения береговой линии и формирования секвентированной толщи. В данном случае нас интересует не глобальная сторона вопроса, а возможность, основываясь на характере секвенций, сопоставить разрезы единого крупного эпиконтинентального моря, выполняющего Ульяновско-Саратовский прогиб.

Секвенс-стратиграфический анализ мезозойских отложений проведён на основе хроностратиграфического расчленения и корреляции конкретных разрезов (рис. 2), вскрытых скважинами 1-4 (Тат.Шатрашаны, Тат.Бездна, Мал.Нагаткино, Красный Ключ). Было выделено 6 мезозойских секвенций — седиментационных комплексов генетически связанных толщ и свит, разделённых поверхностями крупных стратиграфических перерывов.

Анализ и сопоставление секвенс-стратиграфических данных мезозоя изученной территории, Ульяновско-Саратовского прогиба в целом и разрезов смежных территорий, построенных на основе унифицированных стратиграфических схем, позволяет проследить историю геологического развития изученной территории на фоне общего развития крупного эпиконтинентального мезозойского бассейна на востоке Восточно-Европейской платформы.

Секвенция I соответствует среднебатско-среднекелловейской части разреза, объединяет лаишевскую толщу среднего-верхнего бата, ужовскую толщу нижнего келловея и докучаевскую толщу среднего келловея (общая максимальная мощность - 72 м). Секвенция представляет собой полный трансгрессивный ритм: в основании среднего бата - кварцевые пески, в средней и верхней части бата и нижнем келловее - каолинит-гидрослюдисто-смешанослойные, тонкослоистые, алевритистые глины, в среднем келловее - каолинит-гидрослюдисто-смешанослойные оолитовые глины и оолитовые мергели.

Области распространения байос-батских и келловейских отложений на территории Восточно-Европейской платформы, согласно "Атласа литологопалеогеографических карт СССР" (1969), протягиваются от Печорской синеклизы, захватывают Вятско-Камскую, Ковернинскую впадины и Московскую синеклизу.

Бореальная бат-келловейская трансгрессия покрыла северо-восток УльяновскоСаратовского прогиба только в среднем бате, тогда как вся территория прогиба и смежных Муромско-Ломовского прогиба и Окско-Донской впадины были охвачены морем уже в байосском, а Саратовское Правобережье - ещё раньше - в ааленском веке.

В конце среднего келловея на территории Чебоксарского и УльяновскоСамарского Поволжья (включая северо-восточную его часть) отмечался устойчивый низкий уровень моря, что привело к образованию маломощной (до 6 м), но Рис. 2. Секвенции мезозойских разрезов северо-восточной окраины Ульяновско-Саратовского прогиба.

1 - пески, песчаники; 2 - глины; 3 - мергели; 4 - опоки; 5 -горючие сланцы; 6 - гальки и зёрна фосфоритов выдержанной на этих территориях докучаевской толщи, представленной оолитовыми глинами и мергелями.

Перерыв в осадконакоплении на исследованной территории продлился с конца среднего келловея до позднего кимериджа, хотя вся территория УльяновскоСаратовского прогиба и смежных впадин подверглись влиянию раннеоксфордской эвстатической трансгресии. Последствием её в Ульяновско-Самарском Поволжье является ранне-среднеоксфордская Володарская толща, в Чебоксарском Поволжье — ранне-позднеоксфордская болыпеполянская толща. Отсутствие на северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба оксфордских отложений вызвано, по-видимому, локальными эпейрогеническими процессами.

Секвенция II соответствует верхнекимериджско-берриасской части разреза и объединяет новиковскуго толщу верхнего кимериджа, тразовскую толщу нижневолжского подъяруса, промзинскую толщу и ундорскую свиту средневолжского подъяруса верхней юры и кашпирскую толщу верхневолжского подъяруса нижнего мела (общая мощность - до 60 м). На северо-востоке Ульяновско-Саратовского прогиба она представлена регрессивным ритмом с преобладанием карбонатных осадков в нижней половине ритма (мергели, мергелеподобные каолинит-гидрослюдисто-смешанослойные глины новиковской и тразовской толщ, переходящие в битуминозные каолинит-гидрослюдистосмешанослойные глины и горючие сланцы промзинской толщи) и доминированием терригенной составляющей в верхней части ритма (глауконит-кварцевые пески и песчаники ундорской свиты и кашпирской толщи).

Площадь морского бассейна с кимериджа по берриас на востоке ВосточноЕвропейской платформы постепенно сокращалась, но сообщение с северными морями через Печорскую синеклизу и Вятско-Камскую впадину сохранялось, постепенно суживаясь. Возможно, тетическая составляющая трансгрессии оказала существенное влияние на формирование осадков в кимеридже (новиковская толща), ранневолжском (тразовская толща) и средневолжском (промзинская толща) времени. Макро- и микрофаунистические остатки (аммониты, пелециподы, фораминиферы), найденные в них, отличаются крупными размерами, разнообразием и обилием форм.

Среди стратонов, слагающих рассматриваемую секвенцию, своим специфическим литологическим составом выделяется промзинская толща.

Битуминозные глины и горючие сланцы, слагающие толщу, свидетельствуют о застойных условиях осадконакопления при низком уровне моря. Толща