Глины тавдинской свиты эоцена: литогеохимические и седиментологические аспекты (Кыштырлинское месторождение, Западная Сибирь)

Abstract

Актуальность. Минеральный состав глин тавдинской свиты изучался неоднократно. Полученные результаты, содержащиеся в геологических отчетах и немногочисленных опубликованных работах, зачастую слабо коррелируются друг с другом. Подобное противоречие вызвано отбором проб для технологических испытаний с различных участков, которые относятся к двум подсвитам, имеющим ряд отличий. Возраст, стратиграфическое положение и химико-минералогические особенности пород, слагающих тавдинскую свиту, остаются дискуссионными и актуальными вопросами, что требует дополнительных исследований. Детальное изучение литологии глин тавдинской свиты принимает важное значение в связи с планами по расширению сырьевой базы и потребностью перепрофилизации части производственных мощностей на выпуск новой товарной продукции. Цель работы: изучение вещественного состава глин тавдинской свиты эоцена Западной Сибири для выявления их генезиса и практического использования Методы: полевые исследования, рентгеноструктурный анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, определение огнеупорности, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, сканирующая электронная микроскопия, литолого-петрографический анализ в шлифах. Результаты. Представлены результаты исследований химического и минерального составов, особенностей литологии и микростроения глинистых пород из Кыштырлинского участка (Тюменская область). Глинистые породы обладают определенной вариативностью минерального состава, но неизменным остается глинистый слюдистый смешаннослойно-смектитовый матрикс. В нижней подсвите глинистая масса пород сложена преимущественно иллитом и смешанослойными образованиями иллит-смектитового состава. Глины верхней подсвиты больше соответствуют каолинит-иллит-монтмориллонитовому типу с примесями пирита, минералов кремнезёма, сульфатов, карбонатов и органического вещества. Формирование таких смешаннослойных масс, вероятно, обусловлено трансформацией обломочных минералов и первичного глинистого субстрата. Установленное распределение редкоземельных элементов индицирует существенные изменения в восстановительно-окислительных условиях морского бассейна на различных этапах его существования. Изученные глины рассматриваются как полиминеральные.

Relevance. Mineral composition of Tavda formation clays has been studied repeatedly. The results obtained in geological reports and few published works are often poorly correlated with each other. Such a contradiction is caused by sampling for technological tests from different areas, which belong to two subformations, which have a number of differences. The age, stratigraphic position, and chemical and mineralogical features of the Tavda formation remain debatable and relevant issues, which requires additional study. A detailed study of the lithology of Tavda formation clays assumes importance in relation to the plans to expand the resource base and the need to re- profile the part of manufacturing capacity for the production of new commercial products. The main aim of the research is precise studies of material composition of the bulk samples from the lower and upper subformations of the Tavda formation Methods: field studies, X-ray diffraction, X-ray fluorescence analysis, determination of refractoriness, inductively coupled plasma mass spectrometry, scanning electron microscopy, lithological and petrographic analysis in thin sections. Results. The paper presents the results of the studies of chemical and mineralogical compositions, features of lithology and microstructure of clay rocks from the Kyshtyrlinskiy site (Tyumen region). Clay rocks have a certain variability of mineral composition: but the clay mica mixed-layer-smectite matrix is constant. In the lower part, the clay rock mass is composed mainly of mica and mixed-layer illite-smectite formations. The upper subformation clays are more closely related to the kaolin-mica-montmorillonite type with admixtures of pyrite, silica, sulfates, carbonates and organic substances. The formation of such mixed-layer masses is probably due to degradation of detrital minerals and the primary clay substrate. The established distribution of rare earth elements indicates significant changes in the redox conditions of the marine basin at various stages of its existence. The studied clay is considered as bentonite-like.