История геологического развития района

Стратиграфия

Стратиграфия изучаемого района представлена палеозойской, мезозойской и кайнозойской эратемами, каждая из которых состоит из систем, отделов и свит. Общий объем стратиграфического выполнения 240 м.

Палеозойская эратема, PZ

Палеозойская эратема состоит из девонской системы. Общая мощность 70м.

ДЕВОНСКАЯ СИСТЕМА (D)

В системе выделяется только верхний отдел, который состоит из трех ярусов. Общая мощность 70 м.

Верхний отдел, D₃

Франкский ярус, (D₃fr)

Евлановский и ливенский горизонты, D₃ev+lv Породы выходят на поверхность на северо-западе района. Ярус представлен вверху - светло-желтыми коралловыми известняками, внизу – желтовато-серыми водорослевыми известняками с прослоями мергеля и глин. Отложения с нижележащими горизонтами несогласные. Мощность 30м.

Фаменский ярус, (D₃fm)

Задонский горизонт, D₃zd. Площади этой свиты не велеки. Отложения выходят в северо-западной части района. Породы представлены зеленовато-серыми изветковистыми глинами. С вышележащими горизонтами имеется угловое несогласие. Отложения несогласно залегают с нижележащими слоями. Мощность 10м.

Фаменский ярус. Елецкий горизонт, D₃el. Отложения выходят на поверхность небольшими участками в северной части. Отложения сложены известняками светлыми, желтовато-серыми, пятнисто-доломитизированными, кавернозными. Взаимоотношение с нижележащими отложениями – согласное. Мощность 30м.

МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА (MZ)

Мезозойская эратема представлена юрской и меловой системами. Общая мощность 130м.

ЮРСКАЯ СИСТЕМА (J)

Юрская система состоит из верхнего отдела, разделенного на 2 яруса. Мощность 60 м.

Верхний отдел, J₃

Келловейский и оксфордский ярусы. J₃сl+ox. Породы распространены по всей северной части района. Отложения представлены переслаиванием Глин серых и черных, плотные, частью известковистые с фосфоритами и прослоями оолитового мергеля. В основании - пески, местами с базальным галечником. Взаимоотношение с нижележащими отложениями – не согласное. Мощность 45м.

Волжский ярус, J₃v. Отложения этих пород очень малы, и расположены в цетральной и западной части территории, состоят из глин. Глины черные песчанистые, в основании - глинистые пески с фосфоритами, частью переотложенными. Мощность 15м.

МЕЛОВАЯ СИСТЕМА (К)

Меловая система представлена нижним и верхним отделом, состоящим из трех свит. Мощность 70 м.

Нижний отдел, К₁

Неоком и аптский ярус, K₁nc+ap. Породы распространены по всей северной части района. Толщи сложены песками серыми и желтыми. Пески слюдистые, преимущественно мелкие, с прослойками фиолетово-серой жирной глины. Вверху мес­тами песчаники. На северо-западе-глины песчанистые. Мощность 30 м.

Альбский ярус, K₁al. Расположен в северной части, но так же обширно расположен в западной части территории. Отложения представлены песками светлыми кварцевыми с редкими зернами глауконита. В средней части песков - горизонт серой вязкой глины. Мощность 30м.

Верхний отдел, К₂

Сеноманский ярус, K₂ст. Отложения расположены в северной и западной части района. Свита представлена песками кварцево-глауконитовыми с фосфоритами. Мощность 10м.

КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА (KZ)

Кайнозойская эратема представлена неогеновой системой. Общей мощностью 40м.

НЕОГЕНОВАЯ СИСТЕМА (N)

Плиоцен, Континентальная ергенинская толща. N₂er. Обширные отложения этой свиты расположены в центральной и юго-восточной части территории. Породы представлены песками кварцевыми светлыми, различной крупности, горизонтальные и косослоистые, с линзами серых глин и песчаников. В основании часто кремневые гальки. Мощность 40 м.

Тектоника

Район имеет неоднородное тектоническое строение в вертикальном разрезе, на основании анализа пликативных структур, можно выделить три структурных этажа, разделенных несогласием между девонской юрской системами и между меловой и неогеновой.

–верхний структурный этаж (альпийский);

– средний структурный этаж (киммерийский).

– нижний структурный этаж (герцинский)

Т.к. вся территория района сложена в основном осадочными породами, то можно сказать, что формирование территории происходило в условиях внутренних морских бассейнов, которые сменяли друг друга в различные геологические эпохи.

Нижний структурный этаж (герцинский), мощностью 70 м. Герцинский структурный этаж сформирован породами девона. В франский век позднего девона накапливаются глинистые породы с прослоями известняков, а в фамене отложения наблюдаются на поверхности в северо-западной части района, возле рек Рожок, Тюнеж, Харловка и Студенец. В результате герцинского тектогенеза породы были выведены на дневную поверхность, где вплоть до наступления мелового периода интенсивно разрушались под действием выветривания.

В результате образовалась тектоническая структура, представляющая собой коленообразный изгиб слоистой толщи, в которой последняя претерпевает два резких изгиба называемый флексурой. Флексура распространенна в наклонно залегающих толщах.

Средний структурный этаж (киммерийский). Киммерийский структурный этаж сформирован породами верхнего мела нижней юры (здесь образовалась толща из песчаников, глин сфосфаритами с прослоями мергеля). Накопление киммерид, скорей всего, происходило в морском бассейне средней глубины, прибрежно-морской, возможно лагунной обстановке. Мощность отложений – 130 метров..

Верхний структурный этаж (альпийский) представлен неогеновой системой осадочными породами плиоцена, мощность которой составляет 40м. Накопление альпид (песчаников и глин) происходило, вероятно, в условиях мелководного внутреннего бассейна.

В результате проявления альпийского тектогенеза породы района стали сушей и остаются ею до сих пор.

Современный рельеф был образован в четвертичном периоде за счет деятельности речных водотоков.

История геологического развития района

История геологического развития района прослеживается с позднедевонского времени. В становлении района выделяются три этапа развития – герцинский, киммерийский и альпийский.

Герцинский этап. В начале позднего девона, во франкском веке территория района представляла собой теплый морской бассейн небольшой глубины с нормальной соленостью воды. В море большую роль принадлежит колониальным, а также одиночным кораллам. Так в результате их деятельности в данное время происходит образование коралловых известняков и мергелей.

В это же время происходит небольшое поднятие территории и, как следствие, регрессия моря. В отложениях появляется значительное количество глинистого материала. В начале фаменского века бассейн мелеет, происходит накопление зеленовато-серых глин, что свидетельствует о присутствии в их составе минеральных частиц окислов железа.

В конце фаменского века море вновь углубляется, формируется толща известняков. К концу периода почти полностью вымерли трилобиты, значительно сократились наутилоидеи, но одновременно с этим происходил бурный расцвет гониатитов, появившихся в конце силура; пластинчатожаберные и гастроподы изменились сравнительно слабо.

В каменноугольном, пермском, триасовом и раннем юрском периодах осадконакопление происходит, т.к. территория района представляет участок суши, который подвергается частичному разрушению под действием выветривания.

Киммерийский этап. Мезозойские отложения в пределах области имеют весьма ограниченное распространение и наиболее полно представлены позднеюрскими и меловыми отложениями, оставленными здесь наступавшими морями. В юрском периоде море периодически то отступало, то вновь заливало территорию нашей области. В это время происходит отложение глин, мергелей, фосфоритов и галечников. В меловой период происходит терригенное осадконакопление в прибрежной морской зоне. Отлагаются пески, чередующиеся с глинами.

Моря мелового периода были населены богатой фауной, в составе которой продолжают играть важную роль головоногие моллюски – аммониты и белемниты. Широкое развитие получают костистые рыбы. К концу мелового периода среди аммонитов появилось очень много гетероморфных форм. Раковины гетероморфов не были похожи на классические спирально-закрученные раковины мономорфных аммонитов. Это могли быть спирали с крючком на конце, различные клубки, узлы, развернутые спирали. Раковины аммонитов обнаружены в песчаниках.

Альпийский этап. В результате альпийского тектогенеза территория воздымается, подвергается складкообразованию, становиться сушей и остается ею до сих пор. Современный рельеф был образован в четвертичном периоде за счет деятельности речных водотоков.

Наибольшее распространение имеют пески глины и галечники. Глины залегают повсеместно.

С конца кайнозойской эры началось формирование современного рельефа области. Море отступило с ее территории и больше уже никогда не покрывало ее. Однако внутренние силы земли, под действием которых ранее происходила смена моря и суши, продолжали функционировать. В неогеновом и четвертичном периодах территория области испытала поднятие от 50 до 100 и более метров, в результате чего образовались современные возвышенности и низменности.

Большое влияние на формирование современного рельефа области оказали оледенения четвертичного периода.

Четвертичный период, начавшийся около 2 млн. лет назад и продолжающийся настоящее время, ознаменовался неоднократным наступлением ледника.

2. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

В горных породах данного участка проводилось определение плотности, пористости, сейсмоакустических и теплофизических свойств и других петрофизических параметров.

Плотность

Плотность горных пород (ГП) зависит от их генезиса, минерального состава, пористости, трещиноватости, влажности, степени метаморфизма, а также от температуры и давления при залегании на значительных глубинах в толще земной коры [1]. Определение плотности производилось способом гидростатического взвешивания. Взвешивание образцов производилось на весах марки ВЛТК – 500.

Плотность ГП на данном участке изменяется в пределах 1,7-2,4×10³ кг/м³, график изменения плотности горных пород показан на рис.1. Наибольшая плотность наблюдается у пород Франского яруса – 2,7×10³ кг/м³. Наименьшую плотность имеют пески кварцево-глауконитовые с фосфоритами Сеноманского яруса - 1,5×10³ кг/м³. Плотности пород по разрезу постепенно увеличиваются с увеличением глубины.

Пористость

Пористость - это свойство породы содержать не заполненные твердой фазой объемы внутри нее[2].

Коэффициент открытой пористости k_П наиболее надежно определяется весовым способом. Для этого вначале взвешивают образец, предварительно высушенный до потери поровой влаги, и получают величину М_с. Затем в вакууме насыщают образец керосином, водой или другой рабочей жидкостью и снова взвешивают, определяя М_к. Для получения объема образца его взвешивают в рабочей жидкости, что дает массу М_кк. Отношение объема открытых пор к объему образца даст искомый коэффициент пористости. Образцы взвешивались весами марки ВЛТК – 500. Пористость горных пород на данном геологическом участке изменяется в пределах от 25

до 50 %, график изменения пористости горных пород показан на рис.2. Максимальную пористость имеют пески, глины и песчаники калловейского и оксфордского яруса, а также глины, известняки, мергели и галечники неокомского и апского яруса – 50%. Минимальное значение пористости наблюдается у известняков фаменского яруса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: