Литогенетические особенности Сюкеевского месторождения гипса, Республика Татарстан

• Автор: Кадыров, Раиль Илгизарович
• Шифр специальности: 25.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ КАЗАНСКИХ

ОТЛОЖЕНИЙ ПРЕДВОЛЖЬЯ

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД

СЮКЕЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОД СЮКЕЕВСКОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3.1 Геохимическая характеристика

3.2 Стабильные изотопы
3.3 Электронные парамагнитные центры
3.4 Петромагнетизм
4. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРОД СЮКЕЕВСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
4.1 Основные факторы литогенеза эвапоритов
4.2 Модель образования Сюкеевского месторождения гипса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В фанерозойских отложениях эвапориты пользуются широким распространением. Из более 100 эвапоритовых бассейнов мира около половины содержат мощные толщи солей [3]. Пермский этап галогенеза относится к наиболее продуктивным интервалам соленакопления в геологической истории Земли и характеризуется огромной площадью развития и мощностью соленосных отложений. Так, например, на Русской плите площадь эпиконтинентальных солеродных, преимущественно, хлоридно-сульфатных бассейнов приуральской и биармийской эпох пермского периода достигала 2 млн. км2, а их мощность -1,5-2 км [22].
Эвапориты - породы, осажденные из концентрированных водных растворов, как при биогенном влиянии, так и без него [81]. Первая группа исследователей относит к эвапоритам только высокорастворимые соли, вторая -дополнительно сульфаты, третья группа (включая автора) - еще и кальциевомагниевые карбонаты [107]. Пермские эвапоритовые отложения являются источником и вместилищем разнообразного комплекса полезных ископаемых (различные соли, строительные материалы, подземные воды, битумы и др.). В настоящее время на востоке Русской плиты активно разрабатываются месторождения доломита и гипса. Помимо практического значения, эвапориты несут информацию о важных геологических процессах. Хорошая обнаженность пермских отложений на востоке Русской плиты способствовала их детальному исследованию на протяжении последних 160 лет. Несмотря на большое количество работ, посвященных солеродным бассейнам [1, 4, 14, 22, 24, 49, 57, 81, 85, 129, 149 и др.], в деле изучения пермских эвапоритовых толщ до сих пор остается немало нерешенных вопросов, связанных с детальностью палеогеографических исследований, выявлением условий формирования месторождений гипса, однозначной интерпретацией аналитических данных и др.
В последние десятилетия в литологию активно внедряются физикохимические методы исследования пород и минералов. Одной из наиболее важных

областей является использование результатов подобных исследований для восстановления условий формирования и эволюции осадконакопления. Особенно эффективным представляется подход, при котором результаты, полученные разными методами, взаимодополняют и контролируют друг друга. Применение комплексных исследований для отложений пермского эвапоритового бассейна позволяет получить новую информацию об условиях формирования и постседиментационного преобразования пород, что актуально с точки зрения развития научных знаний. Сведения о генезисе геологических объектов вместе с физико-химической информацией позволяют эффективнее осуществлять прогноз и поиск месторождений полезных ископаемых, а на разведочной стадии использовать полученные результаты в сфере практического применения.
Объектом изучения в данной работе явились пермские (казанский и, частично, сакмарский ярусы) сульфаты и карбонаты вновь разрабатываемого Сюкеевского месторождения гипса, расположенного на правобережье р. Волга в 70 км южнее Казани (рис. 1). Автором отобрано 75 образцов из керна 5 разведочных скважин и 2 обнажений. При выполнении работы проведено оптикомикроскопическое исследование 35 шлифов. Для изучения особенностей эволюции и условий формирования пород осадочного бассейна использованы физико-химические методы исследований: с целью определения содержаний элементов в породах - атомно-эмиссионный спектральный (АЭСА) (44 образца) и рентгенофлуоресцентный анализы (43 образца); для измерения изотопных
соотношений углерода и кислорода - масс-спектрометрия (27 образцов); для

определения содержания парамагнитного Мп - электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) (70 образцов); для подтверждения цикличности в осадконакоплении - измерение магнитной восприимчивости (66 образцов). Дополнительно для определения минерального состава пород проводились рентгенофазовые исследования (7 образцов), для изучения включений минералов в доломитах и гипсах применялась растровая электронная микроскопия с микрозондовым анализом (3 образца), а с помощью дифференциального термомагнитного анализа определены магнитные минералы (6 образцов).

В тектоническом отношении Сюкеевское месторождение расположено в южной части Казанско-Кировского прогиба Волго-Уральской антеклизы [18]. Здесь на границе с Мелекесской впадиной выделяется Улеминский вал (рис. 10), имеющий дугообразную форму и субширотное простирание. Вал прослеживается в каменноугольных и пермских отложениях; его размеры составляют 70x10 км, амплитуда - 100 м.
На территории Казанско-Кировского прогиба развиты протяженные субмеридиональные разломы Вятской системы [12]. Вблизи от Сюкеевского месторождения расположены Сюкеевский и Волжский разломы (см. рис. 10). Здесь в фундаменте встречаются зоны трещиноватости, катаклазированные породы, милониты, эпидотизированные разности и кора выветривания линейнотрещинного типа мощностью 15-20 м, а в осадочном чехле над разломами -флексуры [18].
Сюкеевское месторождение гипса приурочено к субгоризонтально залегающим отложениям казанского яруса биармийского отдела пермской системы (рис. 11). Казанские отложения подстилаются сакмарскими породами, а перекрываются - уржумскими.
Отложения сакмарского яруса в районе месторождения распространены повсеместно и представлены доломитами, ангидритами, гипсами и глинами. Гипсы беловато-серые, от мелко- до крупнозернистых. Ангидриты голубоватосерые мелкокристаллические. Доломиты светло-серые, плотные, пелитоморфные, сильно загипсованные. Глины темно-серые, доломитовые. Мощность отложений яруса колеблется от 20 до 79 м [89].
Казанский ярус состоит из двух подъярусов (рис. 12). Нижний подъярус представлен полифациальными отложениями, залегающими с региональным размывом на сакмарских породах. В основании казанского яруса встречаются доломитовые псевдобрекчии, развитие которых, по-видимому, связано с процессами растворения доломита по трещинам гипергенного дробления (рис. 13). Отложения нижнего подъяруса представлены доломитами микрозернистыми, глинистыми, серыми, массивными, крепкими, загипсованны-