На правах рукописи

Щепетова Елена Владимировна

Седиментология и геохимия углеродистых толщ

верхней юры и нижнего мела Русской плиты

Специальность 25.00.06 – литология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Геологическом институте РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Ю.О. Гаврилов (Геологический институт РАН)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук С.А. Сидоренко (Институт проблем нефти и газа РАН) доктор геолого-минералогических наук В.Б. Курносов (Геологический институт РАН)

Ведущая организация:

Геологический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Защита диссертации состоится «12» апреля 2011 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 002.215.02 при Геологическом институте РАН по адресу:

119017, г. Москва, Пыжевский пер, 7, тел. (495)-959-34-97, e-mail: [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы Библиотеки по естественным наукам РАН (Старомонетный пер., д. 35) Автореферат разослан «_» 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук Т.А. Садчикова Актуальность проблемы. Обогащенные органическим веществом (ОВ) древние морские отложения вызывают повышенный интерес у исследователей, поскольку являются потенциальным источником нефтяных углеводородов и индикатором специфических палеогеографических условий, возникавших на обширных территориях палеобассейнов, не имеющих современных аналогов. В проблеме реконструкции обстановок формирования этих отложений остаются нерешенные вопросы. Центральное место в ней занимает вопрос о соотношении роли биопродуктивности водоемов [Страхов, 1937, 1976; Pedersen, Calvert, 1990, 1991 и др.] и аноксидных условий в водной толще [Demaison, Moore, 1980; 1991 и др.]. В связи с этим особую актуальность приобретает детальное исследование специфических седиментологических, литолого-геохимических и биотических параметров морских углеродистых отложений, возникает необходимость проведения сравнительного анализа разных по условиям образования объектов.

Объекты исследования. Верхнеюрский – нижнемеловой осадочный комплекс Русской плиты (РП) включает два интервала широкого распространения обогащенных ОВ отложений (рис. 1): средневолжский – толщу чередования слоев «горючих»

сланцев и известково-глинистых пород и раннеаптский – горизонт «битуминозных»

сланцев. Эти толщи разделены сравнительно небольшим промежутком времени, однако существенно различаются по строению, уровню содержания ОВ, литологическим и биотическим характеристикам. Степень постседиментационных преобразований верхнеюрских и нижнемеловых отложений РП не превосходит начальных стадий раннего катагенеза, поэтому особенности углеродистых толщ отражают в основном картину, сложившуюся на стадиях осадконакопления и диагенеза.

Благоприятные для накопления ОВ морские обстановки в поздней юре и раннем мелу возникали в cубглобальном (поздняя юра – начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальном (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) масштабах.

Поэтому присущие средневолжской и нижнеаптской углеродистым толщам РП различия, возможно, отражают некоторую общую специфику позднеюрских и среднемеловых обстановок накопления ОВ.

Целью работы было выяснение общих закономерностей и специфических особенностей накопления ОВ в осадках волжского и аптского морских бассейнов Русской плиты, реконструкция обстановок формирования углеродистых отложений в контексте истории развития разновозрастных водоемов.

Для этого требовалось решить следующие задачи:

– изучить особенности «фоновой» седиментации в волжском и аптском морских водоемах РП и динамику накопления в них ОВ;

– определить происхождение ОВ петрографическими и пиролитическими методами;

– выявить признаки колебаний кислородного режима и оценить их влияние на накопление ОВ;

– изучить распределение химических элементов в волжских и аптских отложениях, выяснить особенности их поведения в разных обстановках накопления ОВ;

– реконструировать палеогеографические события, способствовавшие возникновению в волжском и аптском водоемах благоприятных для накопления ОВ обстановок.

Фактический материал и методика исследования. Работа основана на материале, собранном при изучении верхнеюрских и нижнемеловых отложений в ходе полевых работ (1996–2007 гг.), проводившихся в разных частях РП (в Ульяновской, Сызранской, Саратовской, Костромской, Кировской областях и в Республике Коми) и при исследовании керна отдельных скважин (№№ 120 и 559, Саратовское Заволжье).

Исследования выполнялись по единой методике, основанной на детальном послойном расчленении разрезов, наиболее полно фиксирующем особенности стратификации осадочных толщ (в первую очередь, связанные с изменениями в содержании ОВ). Основное внимание уделялось седиментационным текстурам и характеру биотурбации; петрографическим и пиролитическим параметрам ОВ, ассоциациям глинистых минералов – индикаторам возможных климатических флуктуаций; особенностям распределения химических элементов, в том числе редокс-чувствительных.

Для уточнения стратиграфического положения углеродистых толщ на обширной территории РП и выяснения возрастных соотношений с аналогичными отложениями других районов Мира использовались современные биостратиграфические данные (по аммонитам, известковому наннопланктону, фораминиферам).

Химические анализы выполнялись в Лаборатории химико-аналитических исследований ГИН РАН (Сорг, СО2, Fe, Mn, Ti, P, S определялись химическими методами, остальные элементы – эмиссионным спектральным методом (спектрометр PGS-1) и РФА).

Пиролитические исследования проводились на приборах Rock-Eval II в ГЕОХИ РАН и ИГиРГИ. Рентгено-дифрактометрическая диагностика минералов выполнялась в Лаборатории физических методов изучения породообразующих минералов ГИН РАН.

Защищаемые положения:

1. В мезозойских осадочных толщах Русской плиты выделяется два уровня отложений, интенсивно обогащенных ОВ – средневолжский (зона Panderi) и нижнеаптский (зона Volgensis). Они являются региональным проявлением обстановок накопления углеродистых осадков, имевших субглобальное (поздняя юра – начало раннего мела в Бореальном поясе) и глобальное (аптский «Selli level» или ОАЕ-1а) распространение. Структура углеродистых толщ различна.

В средневолжское время накопление ОВ характеризовалось импульсностью, вследствие чего образовалась сланценосная толща с отчетливой циклической структурой. Элементарные осадочные циклиты (до 1 м) характеризуются контрастным распределением Сорг и СаСО3. В раннем апте ОВ накапливалось в морских осадках более равномерно, что привело к образованию относительно монотонного горизонта битуминозных сланцев.

2. На основе пиролитических и микроскопических исследований показано, что и в средневолжских, и в раннеаптских углеродистых осадках накапливалось автохтонное морское ОВ, основным источником которого служила биомасса примитивных морских водорослей. Кероген средневолжских углеродистых сланцев (I-II тип) содержит незначительное количество органики наземного происхождения; в керогене нижнеаптских углеродистых сланцев (II тип) вклад наземного ОВ более значителен. Углеродистые сланцы обоих интервалов обогащены близким спектром химических элементов, которые по степени концентрации распределяются на две группы: 1) Mo, S, Se превышают кларковые значения в 10 раз и более; 2) V, Ag, Cu, P, Ni, Co, Zn – в 2–5 раз.

3. По комплексу седиментологических, биотических и геохимических параметров установлено, что а) в центральной части раннеаптского морского бассейна во время накопления углеродистых осадков существовала стабильная аноксидная обстановка; б) в депрессиях средневолжского водоема, где накапливались углеродистые осадки, аноксидные обстановки были неустойчивы и часто прерывались как кратковременными, так и более продолжительными (первые десятки тыс. лет) периодами нормализации кислородного режима.

4. Формирование углеродистых толщ происходило в разных по типу седиментации бассейнах: средне-позднеюрском с карбонатно-терригенным и в среднемеловом с терригенным осадконакоплением. Обе толщи формировались на фоне колебаний уровня моря разного порядка, влиявших на седиментологические и геохимические параметры отложений. Рост содержания органического вещества в обоих случаях был обусловлен резким ростом продуктивности органикостенного планктона. Причиной этого роста было усиленное поступление в водоем биофильных элементов с суши в ходе быстро развивавшихся трансгрессий.

Научная новизна. Впервые выполнено целенаправленное исследование мезозойских морских углеродистых толщ Русской плиты, которые рассматриваются как индикаторы специфических палеогеографических обстановок субглобального и глобального распространения. Проведено детальное литолого-геохимическое изучение средневолжской и раннеаптской углеродистых толщ на обширной территории их современного развития. Значительная часть изученных разрезов верхнеюрских и нижнемеловых отложений описана и проинтерпретирована впервые.

Получены крупные массивы данных о концентрациях Сорг, СаСО3 и широкого спектра химических элементов, изучены закономерности их распределения в контрастных по содержанию ОВ верхнеюрских и нижнемеловых отложениях. Проведен сравнительный анализ углеродистых толщ по комплексу ключевых седиментологических параметров, выявлены общие и специфические закономерности накопления ОВ в разновозрастных бассейнах Русской плиты. Предложен механизм формирования обогащенных ОВ волжских и аптских отложений, рассмотрены особенности его реализации в разных палеогеографических условиях.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе данные могут быть использованы при построении общих моделей образования морских углеродистых отложений; при региональных геолого-съемочных и специальных литолого-геохимических исследованиях, в новых разработках по использованию сланцев в качестве источника углеводородного сырья; данные по содержанию в изученных отложениях различных (в т.ч. токсичных) химических элементов следует учитывать при различных экологических экспертизах. Результаты работы могут использоваться в курсах лекций для студентов и аспирантов ВУЗов.

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Основные положения докладывались на конференции «Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия» (Саратов, 2001), Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 2004), Всероссийских литологических совещаниях (2003, 2008), научной сессии «Палеонтология, биостратиграфия, и палеобиогеография бореального мезозоя», посвященной 95летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Н. Сакса (Новосибирск, 2006); Всероссийских совещаниях «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» (2005; 2009); на ассамблеях ЕGU (2003, 2008); на Международном конгрессе по юрской системе (Китай, Шехонг, 2010); на заседаниях Лаборатории седиментологии и геохимии осадочных бассейнов и ежегодных научных конкурсных сессиях ГИН РАН.

Исследования по теме диссертации были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (гранты №№ 03-05-64840; 06-05-65282; 09-05-00872).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 192 страницах; состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (174 наименования);

включает 56 рисунков и 6 таблиц, 2 приложения).

Благодарности. Автор искренне благодарен научному руководителю Ю.О. Гаврилову за профессиональную помощь и неизменную поддержку, признателен В.Н. Холодову за доброжелательную и конструктивную критику первого варианта диссертации; особая благодарность – Е.Ю. Барабошкину, инициатору и активному участнику исследований. Выражаю свою благодарность и признательность друзьям и наставникам, коллегам по институту и полевым экспедициям, Т.Ф. Букиной, Д.А. Бушневу, В.А. Захарову, М.Е. Горшковой, Е.В. Голубовской, А.Ю. Гужикову, В.А. Дрицу, М.С. Зонн, В.Ю. Лаврушину, М.В. Лучицкой, С.В. Лыюрову, В.В. Петровой, А.Г. Олферьеву, Е.В. Покровской, М.А.Рогову, Т.А. Садчиковой, И.Е. Стукаловой, А.Л. Соколовой, И.А. Чистяковой, Е.А. Щербининой за дружеское участие, помощь, советы и консультации на разных этапах выполнения работы.

Глава 1. Углеродистые толщи верхней юры и нижнего мела Русской плиты: общие геологические сведения 1.1. Волжская сланценосная толща (верхняя юра, зона Panderi) Общая характеристика верхнеюрских отложений. Верхнеюрские отложения РП накапливались в крупном мелководном морском бассейне, возникшем в результате келловейских трансгрессий на месте ранне-среднеюрской озерно-аллювиальной равнины [Герасимов и др., 1962; Сазонова, Сазонов, 1967]. Субмеридиональная ориентация водоема и фаунистические признаки экотональной зоны [Захаров, 2005] позволяют считать его морем-проливом, соединявшим океанические бассейны Тетис и Полярно-Арктический (Южно-Анюйский?). Развитие этого водоема, известного как Среднерусское море [Cазонова, Сазонов, 1967], завершилось обмелением к концу волжского времени. В работах [Герасимов и др., 1962; Сазонова, Сазонов, 1967] средне-позднеюрский морской этап развития РП связывается с региональными тектоническими причинами. Однако современными исследователями эти крупные трансгрессивно-регрессивные события рассматриваются как следствия эвстатических колебаний уровня моря [Sаhagian et al., 1996 и др.]. Предполагается, что на фоне общего тренда проявлялись менее масштабные флуктуации трансгрессивнорегрессивного режима.

Для верхнеюрских отложений характерны небольшая мощность (первые сотни м), невыдержанное распространение стратиграфических подразделений, обилие перерывов разного масштаба и длительности, резкая смена гранулометрических типов отложений по разрезу и площади за счет явлений размыва и конденсации. Сложены верхнеюрские отложения не только терригенным материалом – заметная роль в них принадлежит автохтонным осадочным компонентам: биогенными остаткам (карбонатным и, в меньшей степени, кремнистым), а также аутигенным минеральным новообразованиям, приобретающим породообразующее значение на отдельных стратиграфических интервалах.

Стратиграфия и распространение обогащенных ОВ отложений. Специфической особенностью верхнеюрских толщ РП является широкое распространение в них обогащенных ОВ отложений. В «классических» разрезах центральных районов России установлено много маломощных (0,1–0,5 м) углеродистых горизонтов локального распространения: верхнеоксфордский [Cредний…, 1989; Бушнев и др., 2006]; нижнекимериджский [Hantzpergue et al., 1998], верхнекимериджский (собственные данные), нижневолжский [Дзюба и др., 2005], берриасский [Брадучан и др., 1989; Hantzpergue et al., 1998 и др.]. Но среди них волжская сланценосная толща занимает особое положение, будучи наиболее мощной и распространенной на огромной территории. В других районах Северного полушария в поздней юре – начале раннего мела также формировались высокоуглеродистые толщи (в т.ч. нефтеносные), распространенные на огромной территории – Кимериджские глины Англии;

формация Хеккинген Норвежского и Баренцева морей; баженовская свита Западной Сибири. Формирование сланценосной толщи на РП, таким образом, можно оценивать как региональное проявление событий, имевших субглобальный характер.

Средневолжские «горючие» сланцы распространены на востоке РП [Атлас… Виноградов, 1964; Cазонова, Сазонов, 1967, Thierry, 2000 и др.]. В ее южной части они протягиваются непрерывной полосой из междуречья Волги и Урала в Среднее Поволжье (Североприкаспийский, Общесыртовский и Средневолжский сланценосные р-ны). Они накапливались на территории Прикаспийского и УльяновскоСаратовского прогибов, которые являлись стабильными депоцентрами морской седиментации в позднеюрское время. Южнее (Северный Каспий и Приаралье) сланцы замещаются низкоуглеродистыми отложениями – битуминозными доломитами и известняками [Манцурова, 2009; Пронин, 2009 и др.]. В северной половине РП волжские сланценосные отложения установлены в Костромской обл. (Мантуровский сланценосный р-н), на юге Республики Коми (Сысольский и Яренгский сланценосные р-ны) и в Кировской обл. (Волго-Вятский сланценосный р-н). В палеотектоническом отношении они распространены на территории Московско-Мезенской синеклизы, в поздней юре характеризовавшейся малыми аплитудами прогибания [Хаин, 1977 и др.]. Севернее волжские углеродистые отложения установлены в Печорской синеклизе [Горючие сланцы…, 1989 и др.], широко развиты в Баренцевом и Норвежском морях [Гавшин, Захаров 1991; Langrock et al., 2003 и др.].

Стратиграфический интервал с многочисленными прослоями углеродистых сланцев первоналачально относился к аммонитовой зоне Perisphinctes panderi нижневолжского яруса [Розанов, 1913; 1927], однако при уточнении биостратиграфической схемы [Иловайский, Флоренский, 1941; Сазонов, 1953, 1957; 1961; Михайлов 1957; 1962; Герасимов. Михайлов, 1966 и др.] эта зона получила современное название Dorsoplanites panderi и была помещена в основание средневолжского подъяруса. В последние годы зональная схема расчленения волжского яруса была существенно детализирована путем введения фаунистических горизонтов, фиксирующих интервалы распространения бореальных или тетических аммонитов [Рогов, 2002;

2004, 2005]. В частности, зона Panderi была подразделена по фауне субтетических аммонитов Zaraiskites на 4 горизонта (снизу вверх): Z.quenstedti, Z.scythicus, Z.regularis, Z.zarajskensis и сопоставлена с верхним титоном Тетиса.

История изучения сланценосной толщи. Первые предположения об условиях образования волжских углеродистых сланцев были высказаны А.Н. Розановым, Н.Г. Кассиным, М.Д. Залесским. Причины их формирования рассматривались с точки зрения противоположных концепций, конкурирующих друг с другом и в настоящее время – о высокой биопродуктивности водоема [Залесский, 1928] и о необходимости возникновения бескислородных условий в водной толще [Розанов, 1927;

Кассин, 1928]. Н.М. Страховым (1934) были заложены представления о едином генезисе волжских углеродистых сланцев на всей территории РП, установлены наиболее характерные их особенности – высокая насыщенность остатками бентосной фауны и специфический, обогащенный водородом, азотом и серой состав ОВ; предложена модель «подводных лугов», связывающая формирование сланцев с усиленным накоплением в осадках остатков биомассы бентосных водорослей и аквафильных высших растений (типа Zostera) в палеоводоеме с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. После исследований Н.М. Страхова, в 1940е гг. изучение сланценосной толщи сосредоточилось в наиболее перспективных сланценосных районах, где было ориентировано, в основном, на решение поисковоразведочных и технологических задач. Опубликованные данные позволяют судить о региональных особенностях строения сланценосной толщи и литологическом разнообразии слагающих ее отложений. В 1980–90-е гг. отдельные аспекты обстановки формирования волжских горючих сланцев РП обсуждались многими исследователями [Хрусталева, Гонцов, 1980; Романович, 1981; Гинзбург и др., 1986; Букина, 1988;

Туров, 1989 и др.]. Для объяснения причин возрастания биомассы в палеобассейне и высоких темпов ее захоронения привлекались экологические аномалии, в качестве причины которых наиболее часто предполагалось опреснение палеоводоема, а в качестве следствий – явления массовой гибели («заморы») морских организмов или вспышки продуктивности атипичных водорослей. В 1990-2000-е гг. были высказаны первые предположения о возможной связи обстановок накопления ОВ с надрегиональными факторами – эвстатическими колебаниями уровня моря [Лыюров, 1996] и климатическими изменениями [Ruffell et al., 2002; Riboulleau et al., 2003]. В последние годы получены результаты изучения ОВ волжских углеродистых сланцев прецизионными методами, которые интерпретировались по-разному: и как свидетельства высокой биопродуктивности волжского водоема [Riboulleau et al, 2001; 2003], и как следствия существования в нем сероводородного заражения [Бурдельная, 2006 и др.;

Бушнев, Бурдельная, 2008 и др.].

Общая характеристика нижнемеловых отложений. Аптские отложения соответствуют «среднемеловому» морскому этапу развития РП, который начался с мощной трансгрессии, затопившей практически всю ее территорию. Ему предшествовал раннеготеривский перерыв [Барабошкин, 2001] – палеогеографический рубеж, связанный со значительными изменениями в характере морской седиментации. В то время как отложения поздней юры – начала нижнего мела. характеризуются смешанным карбонатно-терригенным составом, вышележащие верхнеготеривские, барремские и аптские породы по составу почти исключительно терригенные. Среднемеловые морские бассейны с подобным характером седиментации просуществовали до осушения территории РП в середине позднего апта [Барабошкин, 2001]. В водоемах этого времени условия для интенсивного накопления ОВ практически не возникали, и раннеаптский эпизод, связанный с образованием горизонта битуминозных сланцев в Среднем и Нижнем Поволжье, является единственным.

Стратиграфия и распространение обогащенных ОВ отложений. Горизонт аптских битуминозных сланцев (3,8–10 м) протягивается от Окско-Цнинского вала на севере до широты г. Саратова на юге. Внутри него находится уровень известковых конкреций, местами сливающихся в единый пласт («аптская плита») [Архангельский, 1923; Сазонов, Сазонова, 1967; Герасимов и др. 1962], который прослеживается почти непрерывно вдоль р. Волги от г. Ульяновска до г. Саратова и является хорошим маркирующим горизонтом при картировании. Е.Ю. Барабошкиным (2001) предложена палеогеографическая схема для аптского века, составленная с учетом новых данных о распространении фаций. Границы распространения углеродистых отложений в пределах морского палеобассейна РП на этой схеме согласуются с данными [Сазонова, Сазонов, 1967].

До 1990-х гг. толща битуминозных сланцев относилась к аммонитовой зоне Deshayesites deshayesi [Сазонова, Сазонов, 1967; Стратиграфия СССР…, 1986-1987].

Впоследствии биостратиграфия этого интервала была пересмотрена [Михайлова, Барабошкин, 2001] и в настоящее время он определяется как соответствующий аммонитовой зоне Deshayesites volgensis = Deshayesites forbesi [Casey, 1961]. Это позволяет сопоставлять его с глобальным событием OAE-1а (Deshayesites forbesi/deshayesi), к которому приурочено формирование обогащенных ОВ отложений в эпиконтинентальных морских бассейнах Северной Германии [Mutterlose, Bckel, 1998], а также в Италии, Испании и в Тихом океане [Arthur et al., 1988 и др.].

Глава 2. Седиментологическая и литолого-геохимическая характеристика углеродистых толщ Для выяснения закономерностей развития обширного волжского бассейна было проведено детальное изучение разрезов сланценосной толщи из разных его частей.

Разрез у д. Городище (правый берег р. Волги в 25 км севернее г. Ульяновска) характеризует строение верхнеюрских отложений в центральной части РП. Описание разреза приводились во многих работах [Герасимов, Михайлов, 1966; Даин, Кузнецова, 1976, Вишневская, Барабошкин, 2001; Кулева и др., 2004 и др.], поскольку он является стратотипом волжского региояруса, однако имеются значительные расхождения в оценках разными авторами количества сланцевых пластов, их мощности и распределения. Разрез у д. Ивкино (р. Унжа, правый приток р. Волги) изучен в Костромской обл., где волжские сланценосные отложения известны более ста лет, однако данные о строении конкретных разрезов до начала наших исследований [Щепетова, 2005; Гаврилов и др., 2008] отсутствовали.

На севере РП исследованы естественные выходы сланценосной толщи – разрезы Важью и Койгородок в бассейне р. Сысолы (юг Республики Коми), разрез Синегорье по р. Кобре (Кировская обл.). Палеогеографически район соответствует Сысольской котловине – подводной депрессии, существовавшей в северной части Среднерусского моря [Лыюров, 1996]. Изученные разрезы вскрывают небольшие фрагменты (до нескольких м) сланценосной толщи, относящиеся к ее разным литостратиграфическим пачкам [Васильева и др. 1989, Лыюров, 1996].

В юго-восточной части РП поля развития сланценосной толщи установлены бурением на левобережье р. Волги в Самарской и Саратовской обл. [Явхута, 1973, Жмур и др., 1983, Кулева и др., 2004]. Разрез скв. 559 (Перелюбский р-н Саратовской области), вскрывает сланценосную толщу вместе с небольшими фрагментами подстилающих и перекрывающих отложений.

По результатам изучения опорных, а также целого ряда других разрезов выяснено, что мощность сланценосной толщи непостоянна и изменяется от первых м в центральных районах РП до нескольких десятков м на юго- и северо-востоке. Пласты сланцев редко прослеживаются в латеральном направлении на значительные расстояния (более первых десятков км), их количество в толще непостоянно. Нередко наблюдается замещение сланценосной толщи по латерали конденсированными разрезами – фосфоритовыми горизонтами, ракушечниками (известковыми и кремнистыми), глауконитовыми песчаниками.

В изученных районах сланценосная толща обычно со значительным перерывом залегает на нижележащих юрских отложениях, в ее основании присутствуют маломощные (первые дм) слои фосфоритовых конгломератов. Стратиграфический переход без видимых признаков перерыва толщи кимериджских и ранневолжских тонкодисперсных известково-глинистых отложений (до нескольких десятков м) к средневолжской сланценосной толще наблюдается только в северной части УльяновскоСаратовского прогиба (разрез Городище).

Изучение верхнеюрских глинистых толщ показало, что характерной чертой их строения является мелкая цикличность, выраженная чередованием темных серых и заметно более светлых слоев (от первых дм до 1 м). Петрографическими и геохимическими методами установлено, что различия в окраске пород обусловлены колебаниями содержания в них биогенного карбонатного материала, представленного остатками известкового наннопланктона, и рассеянного тонокодисперсного ОВ. На разных стратиграфических интервалах цикличность проявляется с разной отчетливостью: выделяются более или менее ясно выраженные горизонтально-слоистые пачки (до нескольких м) и разделяющие их монотонные интервалы (первые м); последние, как правило, слагаются светлыми высококарбонатными разностями отложений. Чередование слоистых и более массивных пачек свидетельствует о проявлении цикличности более высокого ранга. Эти циклиты разного порядка, по-видимому, являются отражением астрономических циклов Миланковича.

Строение сланценосной толщи и литолого-геохимическая характеристика отложений. В изученных разрезах сланценосная толща устанавливается по отчетливо выраженной слоистой структуре, обусловленной чередованием пластов (толщиной от первых дм до 1 м, иногда и более) темно-коричневых углеродистых сланцев и более светлых известково-глинистых пород.

Углеродистые сланцы (5,80–24,40% Сорг; 4,5–20% СаСО3) во всех разрезах характеризуются отчетливо выраженной ламинарной текстурой, свидетельствующей об отсутствии значительной биотурбации первоначальных углеродистых осадков и неблагоприятных условиях для обитания зарывающихся организмов, в отличие от вмещающих глинистых отложений. В то же время петрографические исследования показывают, что горизонтальная ориентировка осадочных компонентов редко бывает настолько выдержанной, чтобы полностью исключить процессы биотурбации в углеродистых осадках. Кроме того, характерной особенностью углеродистых сланцев является частое присутствие в них остатков фауны, образующих скопления вдоль отдельных поверхностей напластования: сплющенных раковин некрупных (в том числе ювенильных) аммонитов, двустворчатых моллюсков, гастропод; встречается раковинный детрит различной размерности. На тех же плоскостях, как правило, наблюдаются многочисленные мелкие ходы зарывающихся организмов Chondrites и одиночные субгоризонтально ориентированные ходы Planolites. По содержанию Сорг и текстурным особенностям сланцы подразделяются на темно-коричневые тонколистоватые, интенсивно обогащенные ОВ (15,8–24,4% Сорг) и несколько более светлые, менее углеродистые (5,8–13,6% Сорг), плитчатые; последние преобладают в составе сланценосной толщи. Скопления раковин и следы инфауны чаще присутствуют в относительно низкоуглеродистых сланцах, в то время как высокоуглеродистые разности обычно лишены раковинного материала, либо содержат редкие отпечатки мелких раковин, в значительно степени растворенных.

Известково-глинистые отложения, чередующиеся со сланцами, неоднородны