Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Согласно плану работ по гранту 22-27-00070 на 2022 год, для решения задачи по уточнению литологического состава, строения, условий залегания и положения сосновской толщи в стратиграфическом разрезе палеогена Ульяновско-Сызранского Поволжья (УСП) проанализировано 17 фондовых отчетов, 38 паспортов объектов, включенных в Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых и 6 цифровых комплектов листов изданных госгеолкарты-200/3. Проработка данных источников позволила составить матрицу данных для построения 3D модели толщи. Систематизирована информация о литологическом, минералогическом, гранулометрическом составе песков и песчаников, слагающих сосновскую толщу. Построены около 30 литологических разрезов, вскрывших сосновскую толщу, геологические схемы с объектами ГРР и геологическими профилями. Проведено полевое изучение песков и песчаников сосновской толщи палеогена в карьерах Кучуровского и Восточно-Ташлинского месторождений песчаников и песков (соответственно), расположенных в Сенгилеевском районе Ульяновской области. Проведена геологическая документация стенок карьеров (4 разреза) с послойным описанием и отбором проб песков и песчаников на аналитические исследования (21 проба): петрографический, электронно-микроскопический и микрозондовый, количественный рентгеновский фазовый анализы (для песчаников), гранулометрический и минералогический анализы (для песков), микроэлементный (для песков и песчаников). Базальные песчаники предполагаемого слоя-источника - лукояновской свиты батского яруса средней юры - опробованы в обнажении правого борта приустьевой части р.Кильна, правого притока р. Свияга (Тетюшский район Республики Татарстан). Проведено послойное описание обнажения и отбор проб на аналитические исследования (8 проб). Разрез представлен зеленовато-серыми тонкозернистыми алевритистыми песками (мощностью 5,2 м), залегающими на элювированных аргиллитах уржумского яруса средней перми. По разрезу было отобрано 8 проб песков весом 3-5 кг. По результатам проведенных аналитических исследований установлено следующее. Ситовой анализ песков Ташлинской группы показывает, что наиболее крупные, а именно - среднезернистые пески распространены преимущественно в районе п. Силикатный и д. Красный Гуляй, то есть на участке наибольшей мощности песков, приуроченных к жерловой фации Ташлинского инжектита. Пески остальных объектов относятся преимущественно к мелкозернистым. Минанализ проб, отобранных в ходе собственных полевых работ 2022 г., включал изучение тяжелой и легкой фракций, его результаты были дополнены фондовыми данными. Пески Ташлинского месторождения имеют мономинеральный кварцевый состав, содержание кварца в пробах составляет 93-100%. Размер зерен изменяется от сотых долей мм до 12 мм. По форме чаще всего встречаются полуокатанные и хорошо окатанные зерна. Обычно кварц водяно-прозрачный, матовый, иногда розовый, желтовато-бурый и бурый. Бурые цвета обусловлены оксидами и гидрооксидами железа. В результате микроскопического изучения кварцевых зерен сосновских песков выявлены разнообразные внутренние и поверхностные микроструктуры, позволившие диагностировать фациальные условия, в которых происходила обработка песчаного материала. Выявлен комплекс микроструктур, характерных для инжектного механизма воздействия на зерна. В тяжелой фракции изученных проб сосновских песков Кучуровского и Восточно-Ташлинского месторождений доминирует рутил, циркон и ганит, второстепенную роль играют кианит, ставролит, хромит, турмалин, лейкоксен, силлиманит, гранат, брукит и гематит. В тяжёлой фракции лукояновских проб доминирует циркон, эпидот, гранат, рутил, второстепенную роль играют ставролит, амфиболы, сфен, апатит, турмалин и кианит. Несмотря на то, что в сосновских песках выход тяжелой фракции существенно ниже, чем в лукояновских, наличие в обеих толщах весовых содержаний ассоциации минералов - рутила, ильменита, лейкоксена, циркона, рудных минералов - является признаком очевидного генетического сходства данных стратонов. Проведенное геохимическое изучение сосновских и лукояновских песков позволяет также дать положительный ответ на вопрос об их генетическом родстве. Песчаные породы сосновской толщи и лукояновской свиты характеризуются практически одинаковыми индексами CIA и PIA. На всех использованных дискриминантных палеогеодинамических диаграммах выявлены области совместного расположения фигуративных точек сосновской толщи и лукояновской свиты. Это области континентальной и океанской островных дуг. Кроме того, во всех исследованных пробах выявлены низкие концентрации Hf, что является признаком отсутствия (или незначительного содержания) щитового материала, а диаграмма La/Th – Hf указала на присутствие в породах обеих толщ свежего вулканогенного материала базитового состава. Геохимия РЗЭ также показала сходство сосновских и лукояновских песков в части заметно более низких концентраций РЗЭ в них, чем в усредненных породах - К-граните, PAAS и верхней коре. Объединяющим признаком сопоставляемых толщ является присутствие в песках обеих толщ базитового материала, объясняющего низкие концентрации РЗЭ. По результатам геологосъемочных, поисково-оценочных и разведочных работ на пески и песчаники на рассматриваемой территории (УСП) в областях существенного увеличения мощности песков выделено 12 песчаных инжектитов (интрузий). Мощность песчаной толщи в «раздувах», к которым приурочены жерловые части инжектитов, варьирует от >12 м до >180. До начала работ по настоящему проекту был не решен вопрос о так называемом «спусковом механизме» - тектоническом событии, давшем толчок образованию инжектитов. Изучение изданных листов госгеолкарты-200/3 N-38-XXV (Сызрань) и N-38-XXX (Новоспасское) позволило найти ответ на этот вопрос. Этим триггером, вероятно, является активизация Жигулевского взброса, сместитель которого простирается в субширотном направлении около 85 км южнее Ташлинского месторождения. Амплитуда взброшенного крыла по поверхности кристаллического фундамента составляет около 400 м. Изучен механизм образования кварцевых песчаников, образующих неравномерные по мощности и простиранию прослои в песках сосновской толщи. Источником свободного кремнезема для цементации песчаных зерен сосновской толщи могли быть опоки и диатомиты нижнесызранской подсвиты, в которые внедрялись песчаные интрузии. Неравномерность слоев песчаников по разрезу свидетельствует, о том, что внедрение флюидизированных песков из глубоких горизонтов в опоково-диатомитовую толщу происходило после того, как данные породы были литифицированы. Тогда, после вывода опоково-диатомитовой толщи на поверхность, размыв этой толщи метеорными водами мог способствовать образованию насыщенных кремнеземом растворов, распределение которых в проницаемой песчаной толще контролировалось палеорельефом и не могло носить равномерный характер. Образование песчаных инжектитов в палеогене происходило не только на востоке, но и на юге Русской плиты. Эоценовые каневская и бучакская свиты представлены песками и сливными песчаниками и датированы ипром-лютетом. В ходе работ по настоящему проекту проведено сопоставление бучакской свиты и сосновской толщи и выявлено много сходных черт, свойственных песчаным интрузиям. Во-первых, нельзя не отметить отсутствие градационной слоистости в песках обеих толщ, мономинеральный кварцевый состав и многометровую мощность песков без признаков потоковой транспортировки. Особенно отчетливо сходство двух песчаных толщ проявилось в выявленных на поверхности обломочных зерен микроструктурах, характерных для инжектного механизма воздействия на зерна. К перечню условий, необходимых для образования песчаных интрузий и экструзий, следует добавить наличие мощного тектонического события, тектонического триггера, который приводит в движение песчаные массы на большой глубине. Для Тарасовского инжектита (бучакская свиты) таким триггером могла быть активизация в палеоцене-эоцене Днепрово-Донецкого авлакогена.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Согласно плану работ по гранту 22-27-00070 на 2023 год, для решения задачи по реконструкции возраста питающих провинций, поставлявших обломочный материал для песчаных интрузий и слоя-источника, проведено U-Pb датирование детритовых цирконов, экстрагированных, соответственно, из сосновской толщи палеогена и лукояновской свиты бата. Исследование выполнено в Центре Геотермохронологии Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) федерального университета. U-Pb данные о возрасте детритовых цирконов из обеих толщ подтверждают сделанное ранее предположение об их генетическом сходстве. При этом нельзя не отметить и очевидные различия в возрасте отдельных кластеров цирконов, что, по-видимому, связано с различным стратиграфическим положением толщ и их разным генезисом. Сходство стратонов проявляется в совпадении возрастов отдельных кластеров детритовых цирконов. В лукояновской свите отчетливо доминируют палеозойские цирконы, происхождение которых связывается с активизацией Пучеж-Катункской кольцевой структуры (522-283 млн. лет), расположенной в 330 км север-северо-западнее Восточно-Ташлинского месторождения. Другой палеозойский источник цирконов в лукояновской свите, вероятно, связан с базальтовым вулканизмом в среднем-позднем девоне (393-366 млн. лет) в пределах Воронежского кристаллического массива (ВКМ). Среди цирконов сосновской толщи выявлен небольшой кластер силурийского возраста, вероятнее всего, связанный с одной из начальных фаз активизации Пучеж-Катункской структуры. Примечательно, что по концентрациям редкоземельных элементов палеозойские цирконы лукояновской свиты, оказались в группе долеритов, что подтверждает предположение о размываемой в бате Пучеж-Катункской взрывной структуре как об источнике палеозойских детритовых цирконов. С результатом о базитовом источнике палеозойских цирконов в лукояновской свите и сосновской толще согласуется выявленный нами по геохимическим данным базитовый материал в песках обеих толщ. При этом цирконы лукояновской свиты и сосновской толщи, объединенные в группу гранитоидов, имеют докембрийский возраст, что подтверждает их происхождение из метаморфических и магматических комплексов кристаллического фундамента Восточно-Европейской платофрмы. Наиболее вероятными источниками поступления протерозойских цирконов в батский морской бассейн, в прибрежной части которого отлагались пески лукояновской свиты, были протерозойские магматические комплексы ВКМ, а также палеозойские и, возможно, триасовые толщи как промежуточные коллекторы рециркулированных цирконов. Очевидное сходство сосновской толщи палеогена и лукояновской свиты бата по возрасту отдельных кластеров детритовых цирконов хорошо дополняет выявленное нами сходство данных стратонов по ассоциации минералов тяжелой фракции и геохимическим данным. Это указывает на их общую питающую провинцию, в качестве которой выступала длительно развивавшаяся в палеозое-мезозое Пучеж-Катункская кольцевая структура, финальная фаза которой завершилась в байосском веке средней юры взрывным выбросом флюидизированного материала с обломками пород кристаллического фундамента и вмещающих пород. По результатам проведенных изотопно-геохронологических и геохимических исследований построены модели палеообстановок, в которых формировались базальная часть лукояновской толщи батского яруса средней юры и сосновская толща палеогена. В ходе решения задачи по построению 3D модели сосновской толщи были построены пространственные модели Ташлинского, Майнского, Барышского, Кузоватовского и Новоспасского инжектитов, в основу которых положена матрица данных, составленная при решении задачи 1. Массив данных включает координаты разрезов, стратиграфические разбивки, абсолютные отметки границ стратонов, мощности стратонов, указание на источник информации и другую информацию. Модели построены в среде ArcMap с использованием цифровой модели рельефа и цифровых проектов контуров выхода сосновской толщи, размещенных в составе унифицированных цифровых моделей листов ГГК-200/3 (mfvsegei.ru). Shape-файлы из ArcMap импортировались в программу Blender с встроенным модулем Blender GIS и, после пошагового выполнения разработанного нами алгоритма действий, пространственная модель визуализировалась в среде ArcScene. 3D модель Майнского инжектита приведена в нашей статье, с которой можно ознакомиться по ссылке www.iuggu.ru/download/2023/1-69-2023/006.pdf. Для решения задачи по выделению перспективных областей приповерхностного залегания сосновской толщи в цифровой среде построены карты изопахит вскрыши, на которых выделены участки с мощностью вскрыши менее 5 метров, на которых рекомендуется постановка ГРР. Кроме того, рассчитаны площади этих участков, средние мощности сосновской толщи и вскрышных пород, а также объемы песчаных залежей в пределах выделенных контуров инжектитов. Важно, что 3D модель предоставляет цифровую информацию о морфологии, параметрах и пространственном положении песчаной залежи в любом масштабе. Для выявления минерагенической специализации инжектитов на карту изопахит сосновской толщи были вынесены месторождения стекольных кварцевых песков, строительных песков и песчаников, приуроченных к сосновской толще. Геологическая информация по данным объектам заимствована из отчетов и паспортов, полученных по заявке из ФГБУ Росгеолфонд. По результатам анализа и систематизации информации о геологическом строении месторождений и качестве минерального сырья, а также сведений о распределении месторождений в пределах контуров инжектитов разработаны рекомендации по повышению качества прогнозно-поисковых и геолого-разведочных работ и точности прогноза на песчаное сырье и дано краткое описание нового геолого-промышленного типа кварцевого песка, связанного с песчаными инжектитами. В заключительной части исследования по настоящему проекту были разработаны предложения по уточнению стратиграфического положения сосновской толщи в региональной стратиграфической схеме палеогена Ульяновско-Сызранского Поволжья. В предлагаемом варианте схемы сосновская толща показана в качестве комплекса песчаных инжектитов в силу того, что толща по своей природе не является осадочным образованием – стратоном, а представляет собой аналог интрузивного комплекса. Стратиграфическое положение комплекса предлагается считать позднезеландско-ипрским, так как достоверно установлено, что повсеместно «прорванными» оказались породы обеих подсвит сызранской свиты дания-зеландия, каранинской толщи, саратовской свиты и балашейковской толщи танета и калининской свиты ипра.