Центр учебных геологических практик

Пос. Целинный расположен на реке Туим в 12 км к северу от районного центра – села Шира Республики Хакасия. В разрезе возле пос. Целинный, на правом берегу р. Туим (вдоль трассы Шира – Ачинск) располагается обнажение длиной более 3 км, в котором на дневную поверхность выходят породы бейской свиты.

Обнажается свита в виде куэстовой гряды субмеридионального простирания (рис. 1).

Рисунок 1 - Обнажение около поселка Целинный

Пологий склон куэст имеет аз. пад. СВ-В, уг. пад. 10…15. Куэсты тянутся вдоль русла реки Туим, на ее правом берегу, и сложены карбонатными породами бейской свиты (живетский век среднего девона) (рис. 2).

Рисунок 2 - Фрагмент обнажения около пос. Целинный

Бейская свита в обнажении сложена переслаивающимися органогенными, хемогенными известняками, доломитами, зеленовато-серыми мергелями, мелко-среднезернистыми известковыми песчаниками серого и желтовато-серого оттенков, алевролитами и аргиллитами. В разрезе можно выделить чередование хемогенных и органогенных известняков.

Обнажение по простиранию периодически прерывается глубокими оврагами, развитыми по трещинам и дизъюнктивным нарушениям, в них же отмечаются зеркала скольжения.

Ниже приводится описание фрагмента обнажения.

1-й слой. Известняк светло-серого цвета, хемогенный, неоднородный пятнистый. Структура микро-мелкозернистая, на отдельных участках комковато-сгустковая. Текстура неоднородная (пятнистая, прожилковая, микростиллолитовая).

Основная масса породы сложена неправильными зернами кальцита, на фоне которой отмечаются отдельные сгустки и участки перекристаллизации. В составе породы принимают участие глинистые минералы. На фоне общей массы выделяются единичные обломки кварца. На отдельных участках пород отмечаются скопления буроватых сгустков преимущественно овальной формы. Вероятно, комки и сгустки являются продуктами переработки известкового осадка илоедами. На участках, обогащенных сгустками, отмечаются единичные сгустковые выделения глауконита. В микростиллолитах отмечается битуминозное вещество.

По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 54,6 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток. Толщина слоя – более 30 см.

2-й слой. Известняк светло-серый, органогенный, сложенный кораллами. Каркас образован полипняками табулят и ругоз. Среди коралловых полипов в данном обнажении в большом изобилии встречаются коралловые полипы – табуляты массивные и тонковетвистые Thamnopora cervicornis. Наряду с многочисленными табулятами встречаются одиночные и колониальные кораллы-ругозы. Основная масса, сложенная органогенными остатками и их фрагментами, сцементирована мелкозернистым кальцитом. В микростиллолитах отмечается битуминозное вещество. На отдельных участках пород отмечаются скопления буроватых сгустков преимущественно овальной формы, которые являются продуктами переработки известкового осадка илоедами.

На отдельных участках встречаются оксиды и гидроксиды железа. Глауконит отмечается в виде отдельных выделений. Порода формировалась в слабо подвижной воде, загрязненной терригенной взвесью. Такие условия были приемлемы для ветвистых колониальных форм кораллов (тамнопоры, аулопоры) и одиночных форм кораллов-ругоз. Толщина слоя – около 30 см (рис. 3).

Рисунок 3 - Окаменелости: а – кораллы-табуляты Thamnopora cervicornis; б – кораллы-ругозы; в – кораллы-табуляты в шлифе, продольное сечение; г – кораллы-табуляты в шлифе, поперечное и косое сечение; д – стебель морской лилии в продольном сечении р. Salairocrinus sp.; е – стебель морской лилии в поперечном сечении

Коралловые полипы – это класс в типе стрекающих. Кораллы – исключительно морские организмы, стеногалинные, относятся к прикрепленному и сидячему бентосу. Скелет коралловых полипов известковый. Подкласс Табуляты – это исключительно колониальные животные. Колонии массивные, ветвистые, цепочечные. Подкласс Тетракораллы (Ругозы) – это колониальные и одиночные животные. Внутри кораллитов сохраняются септы. Табуляты и тетракораллы жили исключительно в палеозое.

3-й слой. Известняк светло-серый, хемогенный, перекристаллизованный c включениями редких кораллов. Текстура массивная. Органогенные остатки представлены преимущественно детритом и крупными обломками из створок брахиопод, кораллов-табулят, ругоз и других окаменелостей.

По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 68,9 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток.

4-й слой. Известняк органогенный, перекристаллизованный, с массивным типом каркаса и иловым заполнителем. Каркас образован полипняками табулят, ругоз, криноидей. Кораллы часто в положении роста. В органогенном известняке обнаружены стебли, фрагменты стеблей и членики криноидей – морских лилий р. Salairocrinus sp. В интерстициях литокласты и биокласты алеврито-пелитовой размерности. Текстура неоднородная пористая обусловлена неравномерным распределением сгустков. Внутри сгустков отмечаются единичные обломки кварца. Органогенные остатки сцементированы глинисто-карбонатным микрозернистым агрегатом. Органическое вещество темно-коричневое, битуминозное, в основном по периферии пор. По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 79,4 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток.

Порода формировалась в слабо подвижной воде, загрязненной терригенной взвесью. Такие условия были благоприятны для ветвистых колониальных форм кораллов (тамнопоры, аулопоры). Толщина слоя около 30 см.

Криноидеи (Морские лилии) – это класс в типе Иглокожие. Они одиночные, морские, стеногалинные животные. Скелет морской лилии состоит из стебля, чашечки и рук (число кратно пяти). Весь скелет образован многочисленными известковыми пластинками. Стебель морских лилий сложен многочисленными члениками, соединенными между собой. Членики обладают радиальной симметрией. В сечении бывают округлые, пятиугольные, звездчатые.

5-й слой. Известняк светло-серый, органогенный, перекристаллизованный.

Структура органогенная, микро-мелкозернистая, комковато-сгустковая. В породе не равномерно распределены включения кораллов, криноидей. Основная масса породы сложена органогенными детритом, представленным створками брахиопод и др. Текстура неоднородная, пористая, обусловлена неравномерным распределением сгустков до 0,3 мм в поперечнике и пор с размерами до 0,1…0,2 мм. Внутри сгустков отмечаются единичные обломки кварца. Органогенные остатки сцементированы микро-мелкозернистым агрегатом кальцита и глинистых минералов. Встречаются единичные корродированные обломки кварца. Органическое вещество темно-коричневое, битуминозное. Отмечается преимущественно в виде примазок по периферии раковин и по микростиллолитовым швам.

По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 81,8 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток. Повышенная карбонатность, по сравнению с нижележащим слоем, связана с присутствием в матриксе глинисто-карбонатного материала.

6-й слой. Известняк светло-серый, органогенный. Структура органогенная микромелкозернистая. Основная масса породы сложена разрушенными органогенными остатками, представлена преимущественно створками брахиопод, кораллов-тамнопорид, возможно, мшанок. Размеры обломков мелкие (до первых мм). Текстура неоднородная, на отдельных участках микростиллолитовая, швы заполнены битуминозным веществом. На отдельных участках отмечаются сгустковые образования. Органогенные остатки сцементированы карбонатно-глинистым агрегатом. Кроме кальцита встречаются обломки кварца, доломит, глауконит. Глауконит приурочен к внутренним полостям органогенных остатков, а также фиксируется вблизи микростиллолитовых швов. Органическое вещество заполняет микростиллолитовые швы, представлено в виде примазок в интерстициях раковин или на периферии сгустков.

7-й слой. Известняк светло-серый, органогенный с микритовым кальцитовым цементом с глауконитом. Структура органогенная, микромелкозернистая.

Текстура неоднородная, микростиллолитовая. Микростиллолиты заполнены органо-минеральной смесью темно-коричневого цвета. На отдельных участках отмечаются сгустковые образования размером до 0,3 мм. Основная масса породы сложена органогенными остатками мшанок, кораллов, размеры которых достигают нескольких миллиметров, сцементированы карбонатно-глинистым агрегатом (рис. 4). На отдельных участках отмечаются структуры перекристаллизации с образованием идиоморфных зерен с размерами до 0,2 мм. Кроме кальцита (80,9 % от площади шлифа) в породе отмечается глауконит, обломки кварца, доломит.

Рисунок 4 - Окаменелости: а–б – кораллы табуляты Thamnopora sp., в – кораллы табуляты в шлифе; г – гастропода; д–е – брахиопода Acrospirifer cheehiel

Глауконит приурочен к внутренним полостям органогенных остатков, а также фиксируется вблизи микростиллолитовых швов.

Участки перекристаллизации пространственно приурочены к микростиллолитовым швам, здесь же отмечается эпигенетический доломит. ОВ составляет 2…3 %, заполняет микростиллолитовые швы, представлено в виде примазок в интерстициях раковин или на периферии сгустков. Постдиагенетические преобразования выражаются в перекристаллизации, растворении под давлением и корродировании кварцевых обломков [12].

По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 64,4 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток.

8-й слой. Баундстоун. Известняки светло-серые, органогенные, сложенные раковинами брахиопод преимущественно Acrospirifer cheehiel. Также здесь встречаются Atrypa sp., Productus sp. Этот слой богат на разнообразные палеонтологические остатки, кроме брахиопод встречаются криноидеи, гастроподы, кораллы.

По результатам проведенных исследований на определение карбонатности выяснено, что порода на 60 % карбонатизирована, остальное приходится на нерастворимый остаток.

Это может свидетельствовать о том, что порода формировалась в слабой подвижной воде, загрязненной терригенной взвесью. В подобных условиях были распространены ветвистые колониальные формы кораллов (тамнопоры, аулопоры), одиночные формы кораллов-ругоз. Также рядом с табулятами встречаются и брахиоподы, которые, являясь биофильтраторами, селились рядом с табулятами, вступая в комменсуальную связь.

Горизонт с многочисленными находками брахиопод Acrospirifer cheehiel назван чиелевым горизонтом позднеживетского возраста и является маркирующим горизонтом для всей Алтае-Саянской складчатой области.

Условия осадконакопления отложений разреза пос. Целинный

Формирование рифовой постройки в районе пос. Целинный проходило на участке теплого, нормально-соленого моря, в некотором удалении от береговой линии, без привноса терригенного материала, о чем свидетельствуют стенобионтные кораллы. История формирования этой рифовой постройки была относительно кратковременной, поскольку образовался небольшой по толщине, но довольно протяженный слой. Данная рифовая постройка могла бы служить коллектором для мигрирующих углеводородов, так как слагающие ее кораллы-табуляты обладают такими качествами, как кавернозность и биопустотность. Периодически изменявшиеся условия осадконакопления, приводили к массовой гибели прихотливых кораллов, что способствовало формированию кристаллических известняков хемогенного генезиса.

Появление выше по разрезу брахиоподовой биофации свидетельствует об изменении условий осадконакопления. Наличие подводных течений способствовало привносу терригенного материала и появлению бентосных животных-биофильтраторов. Свидетельством этого является богатая фауна брахиопод Acrospirifer cheehiel, которая является руководящей. По ней и определен возраст изучаемых отложений как живетский век среднего девона.

Таким образом, данная территория в живетском веке среднего девона представляла собой мелководный нормально-соленый морской бассейн, где шло формирование рифовых массивов, которые могли быть потенциальными зонами нефтегазоаккумуляции, если бы формировались в условиях достаточной консервации на определенных глубинах и с сохранением надежных покрышек.

Рифовые известняки, аналогичные изученным в этих обнажениях, могут быть прослежены и в глубоких горизонтах Западной Сибири (эпигерцинском складчатом фундаменте молодой Западно-Сибирской платформы). Поэтому тщательное изучение подобных разрезов в обнажениях, особенно если они обладают высоким коллекторским потенциалом, способствует более достоверной оценке перспектив нефтегазоносности закрытых районов.

В дальнейшем, в условиях активизации тектонической деятельности, отложения подвергались складчатости, трещиноватости и скольжению блоков пород относительно друг друга. Об этом свидетельствуют складки, зеркала скольжения, прожилки кальцита, дендриты (рис. 5,6).

Рисунок 5 - Зеркало скольжения

Рисунок 6 - Складчатость в обнажении