Савельевское сланцевое поле представляет собой небольшой по площади (70–80 км2) участок мезозойских отложений, выступающий среди осадков плиоценового и четвертичного периодов.
Коренные мезозойские породы, скрытые под новейшими (N2 и Q2) отложениями, выступают на дневную поверхность только в немногих небольших естественных обнажениях. Выяснение полного геологического разреза месторождения стало возможным только после проведения разведочных выработок.
Здесь развиты отложения нижнего мела и самые высокие горизонты верхней юры (рис. 2).
Apt-Ht. Глины темно-серые сланцеватые гипсоносные с сидеритовыми конкрециями, местами уцелевшие от доплиоценовой денудации. В одном из шурфов разведочной партией Н. М. Попова в этой глине найдены Belemnities cf. brunsvicensis — маленький аммонит, напоминающий Oppelia trautscholdi; в других шурфах найдены мелкие башенковидные Gastropoda и неопределимые Pelecypoda и их отпечатки (Попов и Горяинова). Мощность изменчива — до 20 м и больше.
Vln-Vlg. s. Глины серые песчаные и пески с фосфоритовым горизонтом в основании. Фосфориты этого горизонта местами, например, у хут. Михайловского IV, образуют россыпи в почвенном слое. Мощность от 40–50 см до 4,7 м.
Vlg, V. Известково мергелистая толща нижнего волжского яруса, сложенная из переслоев различной твердости глауконитово-песчаных известняков и мергелей, переполненных окаменелостями: Virgatites virgatus Buch, Belemniei absolutus Fisch., Clenostreon disians Eichw., Aucella mosquensis Buch., Rhynchonella fischeri Bouil., Terebraiula, Serpula, весьма обильны остатки Echinoidea и Pentacrinus.
Известняки этой толщи разрабатываются в небольших каменоломнях у поселка Михайловского IV, а в последнее время — у шахты № 2. Мощность толщи or 8,71 до 10,19 м.
Vlg, V+P. Толща темно-серых мергелистых и битуминозных глин и горючих сланцев, чередующихся между собой. Насчитывается до 13 прослоев горючих сланцев различной мощности (от нескольких сантиметров до одного и более метров). Сближенные между собой пачки горючего сланца объединяются в три рабочих горизонта (счет их ведется сверху вниз) со средней суммарной мощностью 3,11 м (Шишкин). Точно так же и глинистые прослойки сильно изменчивы в мощности, достигая 2–3 м.
Верхний горизонт (I) относится еще к зоне Virgat virgatus Buch. Большая же часть толщи (II и III горизонты) принадлежат зоне Perisphinctes panaeri и Virgatites scythicus.
Рис. 2. Разрез сланценосной толщи в районе шахты № 1 Савельевского рудника. 1 — горючий сланец, 2 — битуминозная глина, 3 — серая мергелистая глина, 4 — серая мергелистая глина с рассеянными фосфоритами (шурф № 4 а, 1932). Уменьшено в 100 раз
Как глины, так и горючие сланцы содержат многочисленные палеонтологические остатки. Замечается несколько большее обилие ископаемых в горючих сланцах, чем в глинах. Поверхности наслоения горючих сланцев часто буквально усеяны отпечатками сплющенных аммонитов, двустворок и брахиопод. Однако и в глинах нередки массовые скопления остатков ископаемых животных. Здесь иногда в массе встречаются иглы и таблички панцирей Echinoidea и членики Pentacrinus, находимые в сланцах только в редких случаях.
Ископаемые обычно имеют очень плохую сохранность как в сланцах, так и в глинах. Из этой толщи известны: Orbiculoidea maeoiis Eichw. (много в сланцах, реже в глинах); Lingula (местами много в сланцах); Terebratula и Rhynchonella (изредка в глинах); трубки Serpula (на белемнитовых рострах и свободно); иглы и таблички Echinoidea (чаще в глинах); Pentacrinus (редко в глинах); Astarte, Trigonia, Avicula, Aucella mosquensis Buch., Exogyra, Inoceramus и др. Брюхоногие редки и представлены неопределимыми остатками. Аммониты очень многочисленны и относятся преимущественно к p.p. Perisphinctes и Virgatites. Из-за плохой сохранности они очень редко поддаются определению до вида. В верхних пачках (I горизонт) известны Virgatites cf. virgatus Buch., a из нижних горизонтов Perisphinctes quenstedti Rouil. Virgatites cf. scythicus Mich.
Изредка встречаются пластинки Teuthoidea. Весьма обильны Belemnites absolutus Fiscn. и реже Belemn. magnificus d'Orb.
В сланцах весьма обычны изгибающиеся и взаимно пересекающиеся плоские (сплюснуто-овального сечения) горизонтальные ходы, выполненные глинистой массой и являющиеся, повидимому, следами деятельности каких-то донных организмов.
Остатки ракообразных редки. Вследствие выносу СаСO3 из сланцевых слоев, они встречаются в сланце в виде слабых, неясных отпечатков, с тончайшими следами извести на них, как бы припудренными. В таком виде найден был рак из десятиногих, встречались скопления раковинок, напоминающих Ostracoda.
В прослойках сланца были найдены остатки рыб, фрагменты черепов с зубами Lepidotus и Gyrodus, чаще же встречаются остатки костистых рыб (Teleostea). Из сланцевой толщи Савельевского рудника имеется несколько плиток сланца с отдельными частями скелета костистых и один полный экземпляр с черепом и плавниками (из семейства Lepiolepidae). В этой же толще, главным образом во втором горизонте, были найдены остатки морских рептилий Ichtnyosauria и Sauropterygia, условиям нахождения которых посвящена настоящая статья.
Изредка как в глинах, так и в сланцах встречаются куски древесины.
Описанная глинисто-сланцевая толща и разрабатывается Савельевским сланцевым рудником. Мощность толщи до 17–18 м.
Km. Под слоями нижнего волжского яруса буровые скважины и шурфы вскрывают конгломерат из фосфоритовых галек с гладкой черной поверхностью, содержащих Aulacostephanus subeudoxus Paul., Perisphinctes contiguus Zitt., мощностью 0,10—0,20 м.
Этот фосфоритовый слой встречается не постоянно. В других случаях сланценосная толща Vlg1 подстилается серыми мергелистыми глинами с рассеянными, серыми с поверхности, фосфоритами [Розанов (с)].