МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЛОЖЕНИЙ ОРДОВИКА И СИЛУРА

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРРИГЕННЫХ И АУТИГЕННЫХ МИНЕРАЛОВ. Распределение минералов в отложениях усть-кутского яруса

Усть-кутский ярус

В Прибайкалье, где мощность отложений усть-кутского яруса составляет несколько сот метров, средние значения минералогического состава подсчитаны по макроритмам и их элементам. В других частях амфитеатра средние значения содержания минералов подсчитаны в целом по усть- кутской свите.

По общему минералогическому составу отложения свиты в Прибайкалье в изученных разрезах (реки Окунайка, Орленга, Таюра) близки между собой. Для них характерно повышенное содержание циркона и умеренное — рутила и турмалина. В большом количестве присутствуют рудные минералы: магнетит и ильменит. Наибольшие колебания наблюдаются в-содержании граната; количество его в бассейнах рек Орленги и Таюры умеренное (10,8—12,0%), а в разрезе. р. Окунайки — совершенно ничтожное. Рассмотрим распределение терригенных минералов по отдельным горизонтам свиты в этом районе.

Гранат, присутствующий в. значительном количестве лишь в бассейнах рек Орленги и Таюры, достигает наивысшего содержания ( 19, 1 — 25,8%) в песчано-карбонатной пачке нижней части свиты. В следующей выше песчано-глинистой пачке (кислинской) содержание граната существенно падает в обоих разрезах, уменьшаясь до 10,7—13,4%. Еще более снижается содержание граната — также в обоих разрезах — в средней части свиты, где оно равно лишь 5,2—7,3%. В верхней части свиты содержание граната остается на том же уровне, что и в средней (р. Орленга — 5,3 %). или несколько повышается (р. Таюра — 10,2%).

Содержание циркона достигает наиболее высоких значений в бассейнах рек Окунайки и Орленги (23,1—32,1%) также в нижней песчано- карбонатной пачке свиты. Значительно меньшее количество циркона (12,3%) наблюдается в этой части разреза на р. Таюре. В средней части свиты содержание циркона находится во всех разрезах в близких пределах (12,5—20,1 %), увеличиваясь в третьем макроритме до 18,2—26,1 %. В распределении турмалина не наблюдается четких закономерностей. Можно отметить некоторое снижение содержания его в верхних горизонтах свиты в разрезах рек Орленги и Таюры. Та же особенность характерна и для рутила — наиболее высокое содержание его в породах низов. свиты и значительно более низкое — в вышележащих отложениях.

Для отложений свиты характерно повышенное содержание магнетита и ильменита. При этом наибольшее количество этих минералов приурочено к средней части свиты — нижнему.и среднему элементам второго макроритма, что имеет место во всех трех разрезах. Как в верхних, так и нижних горизонтах свиты содержание магнетита и ильменита понижается.

Для большинства горизонтов свиты отмечается заметное (до 13 % в среднем по горизонтам и до 22 % по отдельным пробам) содержание сфена.

Содержание других терригенных минералов тяжелой фракции (апатит, эпидот, клиноцоизит, роговая обманка, биотит, гематит) не отражает каких-либо закономерностей в разрезе или по площади. Количество этих минералов, кроме биотита и гематита, редко превышает несколько процентов, опускаясь обычно ниже 1 %.

Различия в содержании кварца и полевых шпатов между горизонтами усть-кутской свиты в Прибайкалье относительно невелики. Тем не менее наблюдается отчетливое уменьшение полевых шпатов от 14—23% в нижних горизонтах свиты до 7 ,4—14,5% в верхних горизонтах.

Как видно из сказанного, основные пачки усть-кутской свиты в пределах Прибайкалья надежно увязываются между собой по минералам тяжелой, а отчасти и легкой фракции.

В бассейне р. Лены в районе г. Усть-Кута вскрываются лишь нижние горизонты усть-кутской свиты. По минералогическому составу развитые здесь отложения явно тяготеют к нижним горизонтам свиты (нижнему и среднему элементам первого макроритма) р. Таюры, к которым они наиболее близки географически. Верхняя часть усть-кутской свиты р. Лены, вскрывающаяся у с. Кривая Лука, как и в более восточных разрезах, характеризуется низким содержанием граната (5,5%) и повышенным — циркона (19,9%). Несколько уменьшается в разрезе р. Лены в породах нижней части свиты содержание полевых шпатов (13,5 %).

Существенно иной характер распределения терригенных минералов наблюдается в отложениях усть-кутской свиты в Присаянье в бассейнах рек Чуны и Бирюсы. Основным минералом тяжелой фракции здесь является гранат, содержание которого в среднем по свите составляет 45, 9 % (р. Чуна) — 53,2 % (р. Бирюса). В значительно меньшем количестве присутствует циркон (16,2—11,7%), турмалин (4,5—10,2%) и рутил (10,6— 6,4%). Сопоставимость же отложений свиты по их минералогическому составу между разрезами, как и ранее, хорошая.

Особняком стоят по составу акцессорных минералов разрезы Анга- ро-Илимского района. Характерным является здесь низкое содержание граната (что особенно резко проявляется в разрезе р. Илима), высокое содержание циркона (24,8—28,0%) и рутила (19,0—28,9%). В заметном количестве присутствует сфен (1,4—1,8 %) . Содержание турмалина относительно других районов амфитеатра несколько повышено (13,1 —15,9%). Легко заметить, что своеобразие минералогического состава свиты в Ан- гаро-Илимском районе определяется главным образом малым количеством граната в тяжелой фракции. По-видимому, здесь сказывается влияние иной области сноса, располагавшейся в южной части амфитеатра. Не исключено влияние и механической дифференциации на распределение граната; как наиболее крупный минерал в составе тяжелой фракции, он может концентрироваться в повышенном количестве в приближенной к береговой линии области.

Для определения степени «зрелости» пород и было проделано большое (несколько сот проб) количество определений Si02 и Al20 3 по песчано-алевритовому материалу, выделенному из пород после освобождения от карбонатов и отмученному от глинистой составляющей. Значения Si02 и А120З в этом случае соответствуют, естественно, содержанию основных породообразующих минералов — полевых шпатов и кварца, а также слюды.

Применение такого способа исследования породы имеет преимущество перед обычным минералогическим анализом. Во-первых, можно получать значения валового содержания компонентов, в то время как при иммерсионном анализе подсчитывается количество минералов без учета их размеров, во-вторых, методы химического анализа дают большую точность в сравнении с минералогическими методами.

Содержание Si02 в песчано-алевритовом материале свиты на р. Чуне колеблется в пределах 88,9—95,12%, AI2O3 — 2,37—6,1 %; на р. Илиме эти цифры равны соответственно 88,3—93 и 1,63—5,7%.

Из аутигенных минералов представляет интерес распределение в отложениях усть-кутского яруса глауконита и пирита. Как говорилось, глауконит встречается практически во всех изученных разрезах яруса, однако наибольшее его содержание приурочено к краевым частям амфитеатра . Та же закономерность отмечается в распределении пирита. Пирит выявляется при минералогическом изучении во всех разрезах, но наиболее высокое содержание его приурочено к разрезам рек Окунайки, Чу- ны и Бирюсы, где достигает (в среднем по свитам) 13,5—25,2%. Региональная связь в распределении глауконита и пирита несомненна. При этом наиболее высокое содержание обоих минералов приурочено к западной части амфитеатра. Клауд (Cloud, 1955) указывает, что глауконит образуется предпочтительно в областях медленной седиментации. Напомним в связи с этим, что прогибание в Прибайкалье в усть-кутское время шло гораздо интенсивнее, чем в Присаянье.