Секвенс-стратиграфия ордовикского палеобассейна Балтоскандии

Оглавление
Введение...............................................................3
Общая характеристика бассейна..................................:.....7
Раздел I, Секвенс-страгиграфический анализ ордовика Балтоскандии
Глава 1. Основные положения секвентной стратиграфии..................12
§ 1. Общая характеристика секвентной стратиграфии...............12
§ 2.Исторические корни секвентной стратиграфии..................16
§ 3.Соотношение со смежными дисциплинами.......:...............19
§ 4. Основные понятия и определения.............................24
§ 5. Идеализированная модель строения секвенции.................32
§ 6. Секвенс-стратиграфический анализ...........................44
Глава 2. Осадочные секвенции ордовика Балтоскандии....................47
§ 1. Пакерортская секвенция.....................................47
§ 2. Латорпская секвенция.......................................61
§ 3. Волховская секвенция.......................................79
§ 4. Кундаская секвенция........................................96
§ 5. Таллинпская секвенция.....................................112
§ 6. Кегельская секвенция......................................130
§ 7. Везенбергская секвенция...................................143
§ 8. Фьякаская секвенция.......................................155
§ 9. Юнсторпская секвенция.....................................167
§ 10. Томмарпская секвенция....................................174
Глава 3. Кривая колебаний уровня моря для ордовикского периода.
§ 1. Общее описание............................................184
§ 2. Сравнение с другими кривыми...............................191
Раздел II. Высокочастотные колебания уровня моря..............................193
Глава 1. Карбонатные рампы...........................................193
§ 1. Общая характеристика......................................193
§ 2. Степень выраженности границ секвенций...................... 198
§ 3. Реакция на изменение уровня моря..........................202
Глава 2. Штормовая седиментация в волховской секвенции...............205
§ 1. Дистальные темпеститы.......................................207
§ 2. Проксимальные темпеститы ................................211
Глава 3. Кривая колебаний уровня моря для волховского яруса............216
§ 1. Литофациальное моделирование................................216
§ 2. Межрегиональные сопоставления...............................225
Раздел III. Модели седиментации для ордовика Балтоскандии
Глава 1. Холодноводные и тропические карбонаты.........................228
§.1. Терминология и определения..................................229
§.2. Современные холодноводные карбонаты.........................233
§ 3. Холодноводные карбонаты в ордовике Балтоскандии.............238
Глава 2. Мелководная седиментация
§ 1. Темпеститы..................................................243
§ 2. Таидалиты...................................................249
Глава 3. Глубоководная седиментация.................................. 256
§ 1. Известняково-мергельные ритмы...............................256
§ 2. Черные сланцы...............................................259
§ 3. Морские красноцветы.........................................267
Общие закономерности эволюции бассейна..........................................274
Заключение.......................................................................277
Список литературы...............................................................279
3
ВВЕДЕНИЕ
Балтоскандия, наряду с Великобританией, традиционно считается классической областью развития ордовикских отложений в Европе. Будучи, однако, разделенными по площади между несколькими странами, эти отложения за исключением синтеза осуществленного Р.Мяннилсм (1966), никогда не были объектом комплексного бассейнового анализа. Кроме того, за последние 20 лет в карбонатной седиментологии и стратиграфии произошли существенные изменения, которые не получили пока достаточного отражения в работах по геологии региона. В связи с этим назрела необходимость в обобщении на уровне, соответствующем современному состоянию геологической науки, известного на сегодняшний день материала по всему бассейну.
Ордовикский эниконтинентальный папеобассейп Балтоскандии уникален в том отношении, что, является, по-видимому, единственным на сегодняшний день хорошо изученным в палеонтологическом, лито- и биостратиграфическом отношении бассейном, где долговременная тектоническая стабильность и отсутствие существенного привиоса осадков позволяют вычленить эвстатический сигнал. Последнее обстоятельство имеет фундаментальное значение для глобальной корреляции и калибровки обшей стратиграфической шкалы ордовикской системы.
Главная цель работы заключается в выявлении следов колебаний уровня Мирового океана в ордовикском разрезе Балтоскандии и проверке возможностей высокоточной стратиграфической корреляции на этой основе.
Основными задачами исследования являются: 1) Детальное седиментологическос изучение ордовикских отложений Балтоскандии и подбор для них адекватных седимен-тационных моделей, 2) Секвенс-стратиграфический анализ палеобассейна и реконструкция на этой основе общей кривой долгопериодных (1-10 млн. лет) колебаний уровня Мирового океана в ордовике, 3) Построение на базе литофациального и секвеис-стратиграфического анализа детальной кривой высокочастотных (200-400 тыс.лст) эвстатичсских колебаний уровня Мирового океана для "волховскою" яруса среднего ордовика и осуществление на этой основе высокоточной корреляции разнофациальных разрезов.
Работа представляет собой первое обобщающее исследование по секвенс-стратиграфии ордовикского палеобассейна Балтоскандии, основанное на анализе данных по естественным обнажениям, карьерам и скважинам на территории России, Швеции, Дании и Эстонии, а также анализе литературных данных. В результате проведенных исследований
29
сторону моря осадочных клиноформ при практически неизменном уровне моря и, соответственно, базисе донной эрозии. Он характерен для регрессивных осадочных комплексов, которые формируются при преобладании привноса терригенного материала с суши при относительно стабильном уровне моря. В подошве такого регрессивного комплекса формируется подошвенное прилегание, а в кровле, соответственно, кровельное.
Четыре вышеперечисленных типа несогласий исчерпывают все возможные в природе случаи соотношения подстилающих и перекрывающих пород с границами секвенций. При этом каждая поверхность несогласия является одновременно и кровельным и подошвенным несогласием поскольку с ней каким-то образом соотносятся пластовые поверхности и подстилающих и перекрывающих отложений. Имея два типа подошвенных и два типа кровельных несогласий, мы, естественно, будем иметь четыре возможные их сочетания в природе.
Понятие осадочной секвенции является основным, исходным понятием секвенс-стратиграфии. Секвенции и слагающие их парассквснции выделяются и идентифицируются исключительно на основе их внешней формы и внутреннего строения, включая направленность вертикальных и латеральных изменений и характер ограничивающих поверхностей, безотносительно к мощности и продолжительности их формирования.
Границей секвенций 1-го типа (Туре 1 sequence boundary) называется несогласие, представленное подошвенным налеганием и характеризующиеся следами субаеральной экспозиции, эрозионным рельефом и смещением фаций в сторону бассейна. В результате этого смещения не морские или мелководно морские отложения, располагающиеся выше границы секвенции, могут непосредственно перекрывать гораздо более глубоководные отложения. Предполагается, что граница секвенций 1-го типа образуется в том случае, если скорость эвстатического падения уровня моря значительно превышает скорость погружения дна бассейна.
Граница секвенций 2-го типа (Туре 2 sequence boundary) , также может быть представлена подошвепным налеганием в прибрежных областях и маркируется субаэральной экспозицией. Однако здесь отсутствуют субаэральная эрозия и смещение фаций в сторону бассейна. Предполагается, что граница секвенций 2-го типа образуется в том случае, если скорость эвстатического падения примерно соответствует скорости погружения дна бассейна гак, что значительного относительного падения уровня моря не происходит.
Секвенции, имеющие в основании границу 1-го типа, называются секвенциями 1-го типа, а имеющие в основании границу 2-го типа - соответственно секвенциями 2-го типа. Полная осадочная секвенция как 1 -го, так и 2-it> типов состоит из трех частей, именуемых
зо
трактами седиментационных систем (ТСС). Внутри секвенций 1-го типа различают снизу вверх: тракт низкого стояния, трансгрессивный и тракт высокого стояния, а внутри секвенций 2-го типа, соответственно: окраинно-шельфовый, трансгрессивный и тракт высокого стояния (Van Wagoner et al., 1988). Следует, правда отметить, что разделение секвенций на 1-ый и 2-ой типы многими исследователями признается насколько искусственным и в настоящее время не пользуется большой популярностью (H.Posamentier, личное сообщение).
Б некотором смысле ТСС является аналогом того понятия, для обозначения которого в русской геологической литературе применяется термин "фациальный ряд” (Шат-ский,1960). Во избежание недоразумений, однако, при описании осадочных секвенций лучше, по-видимому, использовать термин "тракт седиментационных систем", который более тесно увязан со всей понятийно-терминологической системой секвенс-стратиграфии.
ТСС выделяются и идентифицируются на основе анализа их положения внутри секвенции, характера ограничивающих поверхностей и типа напластования слагающих их парасеквенций. Каждый из трактов, кроме того, характеризуется определенной внутренней геометрией и фациальпыми ассоциациями. Определения "низкого стояния” или "высокого стояния" применительно к трактам седиментационных систем не имеют непосредственного отношения к эвстатическим колебаниям уровня моря. Реальное время начала и завершения формирования любого ТСС является сложной функцией взаимодействия между эветазией, скоростью поступления осадочного материала и тектоникой.
Трактом низкого стояния (ГНС) (lowsiand Systems iract) называется самый нижний из ТСС в полно развитых осадочных секвенциях 1-го типа. В пределах этого тракта могут быть выделены три отдельные единицы: донный конус выноса; склоновый конус выноса и клин низкого стояния. Донным конус выноса (basin-floor fern) формируется в нижней части склона или на дне бассейна во время существенного падения уровня моря. Его накопление связывается с функционированием эрозионных каньонов на склоне и врезанных долин на шельфе. Склоновый конус выноса (slope fan) часто представлен отложениями зерновых потоков, формирующихся в средней части или ближе к основанию склона. Их накопление может происходить одновременно с началом формирования нижней части клина низкого стояния. Клин низкого стояния (lowstand wedge), может быть представлен, в прибрежной части, отложениями, заполняющими врезанные долины, а далее в сторону бассейна -ироградационным заполнением клинообразной формы, перекрывающим отложения донного и склонового конусов выноса с подошвенным прилеганием. Клин низкого стояния состоит из проградационных пакетов парасеквеиций, переходящих, местами, в