Сердобская серия
В пределах рассматриваемой территории сердобские отложения выделены в разрезах Захаровской и Каверинской скважин (северозападная зона Пачелмского прогиба) и в Пересыпкинской скважине
1 Верхний и нижний пределы для среднего рифея: соответственно 1000—1100 и 1350—1400 млн.
лет; в монографии «Геологическое строение СССР» (1968) нижний предел принят равным 1650—1850 млн, лет.(юго-восточная зона прогиба. За границами территории они вскрыты в Сердобске, Липягах и Зубовой Поляне. Именно эти разрезы наиболее четко стратифицированы и являются опорными при расчленении сердобской серии на каверинскую и пересыпкинскую свиты (см. при- лож,. рис. 7) .
Каверинская свита распространена в пределах всего Пачелмского прогиба. В стратотипическом разрезе (Сердобск) она сложена внизу .красноцветными мелкозернистыми равномерно отсортированными песчаниками, вверху преимущественно пестроцветными плохо отсортированными, мелко-, средне- и грубозернистыми песчаниками, включающими линзовидные прослои гравелитов и конгломератов, связанных ■с основной породой постепенными переходами. В северо-западном направлении сортировка материала улучшается, среди песчаников появляются редкие, но иногда мощные прослои алевролитов и аргиллитов. Песчаники неяснослоистые, иногда с тонкими прослойками глинистоалевритового материала по плоскостям наслоения; местами наблюдается четкая косая слоистость.
В Зубовополянской скважине, расположенной на борту прогиба, каверинская свита сложена преимущественно грубыми крупнообломочными брекчиями и конгломератами, сцементированными песчаником. В тяжелой фракции цементирующих песчаников отмечено большое количество рудных минералов (Толстихина, 1956). В кровле свиты лежат разнозернистые, преимущественно мелкозернистые кварц-полевошпато- вые песчаники с редкими прослоями алевролитов и сланцевых глин.
Цемент глинистый, местами железистый.
Породы этой пачки слабо слюдистые, в тяжелой фракции здесь преобладают циркон и турмалин; гранат встречается редко и в малых количествах, рутил отсутствует (Толстихина, 1956).По составу песчаники каверинской свиты преимущественно кварцевые (по М. М. Веселовской, кварца в легкой фракции до 90%). Крупные зерна кварца, как правило, хорошо окатаны, алевритовые — угловато-окатанные и угловатые; часто наблюдаются корродированные зерна и регенерационные каемки вокруг угловатых обломков. Эти особенности, а также вторичные изменения формы окатанных зерен, волнистое угасание и мозаичная структура кварца являются признаками, по- видимому, существенной метаморфизации каверинских пород. Цемент песчаников регенерационный, реже — поровый или контактовый, а по составу — кварцевый, железистый или глинисто-каолиновый; в зависимости от типа и состава цемента песчаники или плотные, иногда сливные кварцитовидные, или рыхлые, рассыпающиеся в песок.
Полевые шпаты распределены в каверинских породах неравномерно. Выделяются мощные пачки кварцевых песчаников, почти не содержащих полевые шпаты (Сердобская скважина, инт. 2000—2238 м, Заха- ровская, инт. 1389—1880 м), и кварц-полевошпатовых, иногда почти ар- козовых; полевые шпаты представлены плагиоклазами и микроклином (Сердобская скважина, инт. 1801—2000 лі) или только микроклином (Захаровская, инт. 1880—2104 ж и Каверинская скважины). Стратиграфические взаимоотношения описанных выше пачек каверинских пород, различающихся гранулометрией и минеральным составом, пока не ясны.
Кроме кварца и полевых шпатов, в каверинских отложениях содержатся единичные обломки кварцитов и кремнистых пород, всегда присутствуют зерна циркона и в меньшем количестве турмалина; слюды (до 13%) встречены только в единичных образцах; гранат почти отсутствует; часто наблюдаются мелкие белые пятна каолинита. Гальки и угловатые обломки брекчий сложены гнейсами, гранито-гнейсами (Зубова Поляна, Каверине), сланцами и кварцитами (Каверине).
И. Е. Постникова (1955) склонна считать каверинскую свиту Сер- добска пролювиально-делювиальной, в пересыпкинском разрезе — аллювиальной, а в зубовополянском— конгломератами и брекчиевидными пролювиальными породами прибортовой части прогиба.
Вскрытая скважинами в Пачелмском прогибе далеко не полная мощность каверинской свиты составляет 571—822 м. Учитывая определенное сейсмическими методами гипсометрическое положение поверхности кристаллического фундамента (в районе Захарова 5000 м ниже уровня моря), в наиболее глубоких частях прогиба мощность рифейских отложений может достигать 3500—4000 м. В Зубовополянской скважине мощность рифея составляет всего 82 м; в районе Пачелмы ка’веринские отложения, вероятно, отсутствуют.
Верхнерифейский возраст вскрытой части каверинской свиты устанавливается по палеонтологическим данным. Отложения каверинской свиты и каратауской серии Урала (Наумова, 1960) характеризуются сходным комплексом растительных микрофоссилий, в котором преобладают мельчайшие оболочки Leiominuscula rugosa N a u m., Margominus- cula rugosa N а и ш. и различные виды Lophominuscula N а и ш.; обычны формы рода Protoarchaeosacculina Naum. ’
Пересыпкинская свита установлена в юго-восточной части прогиба. Наиболее полный ее разрез вскрыт Сердобской скважиной (Постникова, 1953, 1955); в составе свиты выделяются толщи глауконитовых песчаников, доломитов и мергелей. Северо-западнее Сердобского района отмечается уменьшение мощности свиты за счет срезания верхних ее горизонтов; в разрезах Зубовой Поляны, Морсова и Каверина от размыва сохранились лишь самые нижние горизонты пересыпкинской свиты, а в Захарове она отсутствует. Эти данные, по-видимому, свидетельствуют скорее о размыве пересыпкинской свиты в предпачелмское время, чем о ее фациальных изменениях. Не исключено, что дальше на северо-запад точно также срезаются и верхние горизонты каверинской свиты и Захаровской скважиной вскрывается более древняя ее часть, чем в Сердобске или Каверине. ’
'Толща, глауконитовых песчаников, залегающая в основании пересыпкинской свиты, пользуется наиболее широким распространением. Она встречена всеми глубокими скважинами в юго-восточной зоне Па- челмского прогиба, до Каверина включительно. По данным И.
Е. Постниковой (1953, 1963), толща представлена алевритовыми и мелкозернистыми кварц-полевошпатовыми песчаниками, в верхней части чередующимися с тонкими прослоями алевролитов и аргиллитов с характерными полосчатыми текстурами. Отличительной особенностью толщи является присутствие многочисленных микропрослоев, обогащенных глауконитом. Песчаники характеризуются малой слюдистостью и преобладанием в тяжелой фракции циркона и турмалина; местами встречаются также зерна полевых шпатов, обломки эффузивных и кремнистых пород. Сцементированы песчаники тонкодисперсным глинистым веществом. В морсовском разрезе развиты зеленоВато-черные глауко- нит-кварцевые песчаники, на 90% состоящие из зерен кварца.Прослои аргиллитов и аргиллитоподобных глин имеют существенно1 гидрослюдистый состав и часто содержат пленки органического вещества. Слоистость пород тонкая горизонтальная, местами косая. Цемент кварцевый регенерационный, глауконитовый или поровый карбонатный. Окраска пород преимущественно зеленовато-серая, местами буроватокрасная от присутствия бурых окислов железа и соединений марганца; окраска аргиллитовых прослоев, содержащих примесь органического вещества, — черно-бурая.
В северо-западной зоне прогиба иногда наблюдаются прослои конгломератов, отсутствующие в юго-восточной зоне. Породы толщи содержат здесь меньше глауконита и соответственно больше окислов железа; окраска пород в связи с этим преимущественно красно-бурая, реже зеленоватая; карбонатный цемент отмечается значительно реже.
Наибольшая мощность толщи глауконитовых песчаников наблюдается в осевой зоне прогиба: Сердобск— 58 м (инт. 1743—1801 ж), Каве- рино — 42 ж (инт. 1580—1622 м) и уменьшается к бортам его: Пересып- кино— 31 м (инт. 1756—1787 м), Зубова Поляна — 39 м (инт. 1366— 1405 ж). Если учесть, что в каверинском разрезе кровля песчаников размыта, не исключена и несколько большая мощность их в этой части прогиба.
Толща доломитов распространена на небольшой площади в юговосточной зоне Пачелмского прогиба.
Она вскрыта Сердобской и Пересыпкинской скважинами, а также разведочными скважинами в районе Пачелмы; в северо-западной части прогиба карбонатная толща, по-видимому, уничтожена последующим размывом.Описываемая толща пересыпкинской свиты представлена, по данным И. Е. Постниковой (1953), доломитами микрокристаллическими, перекристаллизованными, участками оолитового строения; местами в них отмечается тонкая волнистая полосчатость или слоистость, иногда брекчиевидная текстура. Характерно для сердобского и пачелмского разрезов присутствие в доломитах включений сургучно-красных, иногда серых кремней; значительно реже доломиты содержат примесь обломочного материала и выделения барита или целестина. И. Е. Постникова отмечает также присутствие в доломитах проблематических органических остатков.
Мощность толщи в Сердобске составляет 99 ж, в Пересыпкине — 45 ж, а в Пачелмском районе — до 108 ж.
Глинисто-мергельная толща установлена только в сердобском разрезе. Сложена она в основании пестроцветными глинистыми доломитами, которые вверх по разрезу, за счет увеличения глинистости, переходят в мергели, а затем в аргиллиты; здесь встречаются также мелкозернистые песчаники с доломитовым цементом. Мощность толщи около 66 ж.
Общая мощность пересыпкинской свиты составляет: в Сердобске — 223 ж, в районе Пачелмы — до 150 ж, в Пересыпкине — 76 ж.
Возраст пересыпкинской свиты устанавливается на основании определения абсолютного возраста глауконитов в ряде разрезов Пачелмского прогиба (Казаков, Тугаринов, 1963): Сердобск (инт. 1758— 1787 ж)—830 млн. лет, Зубова Поляна (инт. 1367,7—1377,8 ж) — 800 млн. лет, Морсово (глуб. 1754 ж) —807 млн. лет, Каверине (инт. 1597—1609 ж)—943 млн. лет. А. Н. Гейслер (1967) приводит в своей работе некоторые дополнительные цифры: для Каверина (инт. 1585— 1603 ж)—741—751 млн. лет, для Вороненой скважины 10 (инт. 1610— 1730 ж) —837 млн. лет. Учитывая, что верхний предел возраста верхнего рифея принимается равным 650—700 млн. лет (Келлер, 1968), принадлежность пересыпкинской свиты к верхнерифейскому комплексу можно считать надежно установленной.