Фациально-палеогеографические особенности палеогеновых отложений Ферганской впадины и связанные с ними полезные ископаемые

Аннотация

Актуальность и востребованность исследований. В мире с неравномерным распространением и сокращением запасов существующих месторождений обеспечение потребности основных производственных объектов экономики минеральным сырьем является первостепенной задачей. В настоящее время из всех добываемых в мире полезных ископаемых более 70% приходится на долю минерального сырья связанных с осадочными породами. Поэтому, выявление месторождений и проявлений нерудных полезных ископаемых, имеющих промышленное значение и обеспечение потребности различных производств необходимым минеральным сырьем с применением наиболее эффективных методов поиска и прогнозирования - регионального фациально-палеогеографического анализа, является приоритетной задачей. Па сегодняшний день в мире приоритетным направлением является восстановление фациально-палеогеографических условий каждого геологического периода, в том числе особое внимание уделяется составлению карт различных отложений от поздне-рифейского до четвертичного периодов, усовершенствованию стратиграфии одновозрастных отложений, распространенных в различных регионах земной поверхности, путем их корреляции, разработке критериев прогнозирования полезных ископаемых, изучению условий образования сходных месторождений углеводородных и нерудных полезных ископаемых, образованных в морских отложениях палеогена, вопросам усовершенствования фациалыю-палеогеографических исследований путем применения геоинформационных систем (ГИС). Вместе с тем, актуальными проблемами отраслевой науки и практики являются комплексные исследования палеогеновых морских отложений Центральной Евразии, составлением детальных фациальнопалеогеографических карт, проводимые на основе изучения естественных выходов, а также материалов глубоких буровых скважин. Решение этих вопросов способствует усовершенствованию стратиграфии палеогенового периода на основе новых данных, составление детальных фациальнопалеогеографических карт для каждого этапа геологического развития территории, позволяющие эффективному выделению перспективных площадей проявления полезных ископаемых, имеющих промышленное значение. Достигнуты определенные успехи, направленные на непрерывное обеспечение минерально-сырьевыми ресурсами ведущих отраслей экономики Республики, проведением научных исследований высокого уровня и внедрением их широкомасштабных полученных результатов в производство. Проведены широкомасштабные мероприятия по структурному преобразованию и коренному обновлению горнопромышленной отрасли, в том числе, особое внимание уделено на эффективное использование, наряду с рудными ископаемыми и нерудного минерального сырья, увеличению их запасов и областей применения. Однако, проведенные работы не имели систематического характера, не уделено достаточного внимания разработке региональных критериев прогнозирования нерудных полезных ископаемых, восстановлению фациально-палеогеографических условий, а также расширению сфер их применения. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан1 определены меры по «...интенсивному социально-экономическому развитию, повышению уровня жизни и реальных доходов населения, ... обеспечением комплексного и эффективного использования природного и минерально-сырьевого потенциала отдельных регионов». При этом особое значение имеет комплексное изучение нерудного сырья, связанного с отложениями палеогенового периода Ферганской впадины. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указом Президента Республики №УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлением Президента № ПП-3004 от 24 мая 2017 г. «О мерах по созданию единой геологической службы в системе Государственного комитета Республики Узбекистан по геологии и минеральным ресурсам», а также в других нормативноправовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является выявление фациальнопалеогеографических особенностей палеогеновых отложений Ферганской впадины, разработка критериев прогнозирования нерудных полезных ископаемых и выделение их перспективных площадей. Научная новизна исследования заключается в следующем: уточнены строение разрезов палеогеновых отложений Ферганской впадины и впервые выделены девять их типов, отличающиеся между собой по характерным особенностям; детализирована ритмостратиграфическая схема расчленения палеогеновых отложений Ферганской впадины и в её составе впервые выделены двенадцать ритмопачек, для каждого этапа их развития составлены более подробные фациально-палеогеографические карты в масштабе 1:200000; впервые установлено образование палеогеновых отложений Ферганской впадины в определенных динамических фациальных условиях осадконакопления: подводно-дельтовых, мелкозаливных (лагунных), волноприбойных и центрально-отстойных фациальных поясах с соответствующими им зонами; впервые доказана зависимость распределения разнотипных ассоциаций глинистых минералов, выделенных по преобладающему их комплексу в составе пород палеогеновых отложений исследуемой территории, от фациальных условий осадконакопления; разработаны стратиграфические, фациальные, минералогогеохимические критерии прогнозирования нерудных полезных ископаемых палеогена Ферганской впадины и выделены перспективные площади; доказана возможность использования монтмориллонитовых, гидрослюдистых, палыгорскитовых глин, а также фосфоритсодержащих пород, выявленных в палеогеновых отложениях Ферганской впадины в новых отраслях экономики. Заключение Основными научными и практическими результатами диссертационной работы являются: 1. Детализирована ритмостратиграфическая схема расчленения отложений палеогенового периода, разработанная В.И.Поповым. В составе датско-среднеэоценовой нижнеферганской, среднеэоценово-раннеолигоценовой среднеферганской и олигоценовой верхнеферганской ритмоподтолщи выделены и охарактеризованы шесть ритмосвит, семь ритмоподсвит и двенадцать ритмопачек. 2. Границы выделенных ритмосвит и ритмопачек легко коррелируются линиями трансгрессий и регрессий палеогеновых морей Центральной Евразии и эвстати чески ми колебаниями уровня Мирового океана, что указывает на широкие связи в палеогене эпиконтинентальных седиментационных бассейнов Средней Азии, в т.ч. Ферганы с бассейнами океана Тетис. 3. На основе детального анализа материалов, полученных в результате изучения естественных обнажений, широко распространенных на бортах Ферганской впадины и материалов буровых скважин, пробуренных в её центральной части, выделены девять типов разрезов, имеющих важное научное значение для восстановления палеогеографических обстановок палеогенового периода, прогнозирования связанных с ними перспективных площадей нерудных полезных ископаемых и объяснения их генезиса. 4. Комплексным изучением вещественного состава глинистых пород палеогенового периода с применением различных методов анализа в их составе определены: монтмориллониты (щелочной и щёлочноземельный), гидрослюда, смешаннослойные образования, палыгорскит и в виде незначительных примесей - каолинит, хлорит, а из неглинистых минералов - доломит, кальцит, полевой шпат и другие (всего 38). По отношению состава глинистых минералов выделены пять их ассоциаций. Полученные результаты явились основой для определения генетических условий (палеоклиматические, палеотектонические, палеогеографические, гидродинамические и гидрохимические), разработка критериев прогнозирования нерудных полезных ископаемых и выделения их перспективных площадей, связанных с палеогеновыми отложениями. 5. Фациально-палеогеографическое картирование позволило выделить в пределах отложений палеогенового периода Ферганской депрессии подводно-дельтовый, мелкозаливный (лагунный), волноприбойный и центрально-отстойный фациальные пояса. Определено, что с каждым фациальным поясом связаны определенные виды полезных ископаемых. Установлено, что осадки подводно-дельтового и прибойно-обломочной зоны волноприбойного фациального пояса могут служить коллекторами для углеводородных флюидов, условиями для образования чистых, хорошо отсортированных кварцевых песков и зернистых фосфоритов, а иловая зона перспективна на щелочноземельные монтмориллонитовые глины. Породы морской карбонатно-слоистой фациальной зоны волноприбойного фациального пояса являются объектами для разработки строительных материалов. С мелкозаливным (лагунным) фациальным поясом связаны палыгорскитовые и гидрослюд истые глины, гипсы, доломиты, а центрально-отстойный фациальный пояс перспективен для щелочноземельных монтмориллонитовых и опоковидных глин. 6. На фациально-палеогеографических картах, составленных для каждого этапа развития палеогенового периода, отражены фациальные условия формирования палеогеновых отложений и связанные с ними нерудные полезные ископаемые и эти карты одновременно являются прогнозными картами. 7. Установлено, что формирование залежей различных видов нерудного сырья в палеогеновом осадочном бассейне Ферганской впадины связано с дифференциацией осадочного вещества, обусловленной воздействием гидродинамических и гидрохимических факторов при устойчивом платформенном режиме, максимальной выровненности рельефа поверхности дна и аридности климата. В результате механической дифференциации осадочного вещества образовались залежи кварцевых песков и горизонты зернистых фосфоритов. Физико-химическая дифференциация осадочного вещества способствовала образованию щелочных и щелочноземельных монтмориллонитовых глин. При химической дифференциации образовались гипсы, доломиты и палыгорскитовые глины, а в биохимической - за счет осаждения карбоната кальция с микроорганизмами в осадке образовались опоковидные глины, мергели и глинистые известняки. 8. На основе критериев прогнозирования регионального уровня выявлены особенности размещения нерудных полезных ископаемых, распространенных в палеогеновых отложениях изучаемой территории и разработаны их стратиграфические, фациальные и минералогогеохимические критерии, а также выделены и оценены как перспективные следующие новые проявления, имеющие промышленное значение: палыгорскитовых глин - Шорсу, Туль и Янгиер; фосфоритсодержащих пород - Шорсу, Актурпак, Тапчар; щелочноземельные бентониты -Гавасай, Шорсу, Чимион; щелочные бентониты - Логон; гипсы - Шорсу, Туль; гидрослюдистые глины - Варзык, Шорсу, Чимион; известняки - Гава, Каттакурган, Шорсу; кварцевые пески - Сулюкта; доломиты - Шорсу. 9. Доказана возможность использования выявленных нерудных полезных ископаемых в различных отраслях экономики Республики, в частности: в сельском хозяйстве - щелочные и щелочноземельные бентониты пригодны для улучшения структуры почв и повышения урожайности пшеницы; в химической промышленности - соли сульфата алюминия для получения коагулянтов, а низкосортные фосфориты для производства кальциевых и микроэлементых комплексных удобрений; в строительстве - применение гидрослюд истых глин для повышения качества строительных материалов.