Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

бассейна. «Все наблюдения в обнажениях и горных выработках

подчиняются основному вопросу — как произошли данная поро-

да, данный слой или пачка слоев. При таком направленном изу-

чении, с одной стороны, подмечаются и осмысливаются призна-

ки,

которые часто ускользают при самом тщательном и всесто-

роннем, но не целеустремленном описании и уже не могут быть

восстановлены при камеральной обработке; с другой стороны,

отсеиваются признаки, не имеющие существенного значения. При

этом наблюдаемое конкретное многообразие пород и слоев мо-

жет быть сведено к ограниченному количеству типов пород, отли-

чающихся определенным сочетанием генетически важных приз-

наков» Целесообразность такого подхода подтвердилась при

генетическом изучении многих других осадочных толщ, в частно-

сти в Донецком бассейне (Жемчужников и др., 1960).

Практическая направленность исследований. Из генетическо-

го анализа должны вытекать практические рекомендации.

Фациальный анализ, т. е. генетическое исследование вза-

имных переходов одновозрастных отложений на площади, необ-

ходим не только для палеогеографических реконструкций, но и

для решения стратиграфических задач. В самом деле, расчлене-

ние колонок и их сопоставление с колонками других районов

возможно только при наличии сведений об изменениях, происхо-

дящих с этими отложениями. А выявление этих изменений и их

генетическое 'истолкование и есть фациальный анализ. Изучение

закономерностей смены одних обстановок другими помогает уто-

чнению существующей стратиграфической схемы, а иногда обе-

спечивает выработку исходной схемы стратиграфического рас-

членения. Особенно актуально это для изменчивых и бедных

органическими остатками континентальных толщ.

Генетический анализ помогает при выборе направления

геолого-разведочных и поисковых работ и прогнозе размещения

полезных ископаемых. Для того, чтобы указать направление по-

иска, необходимо изучить полезное ископаемое в комплексе с

вмещающими породами. Если существует разрыв между изу-

чением полезного ископаемого и изучением вмещающих пород,

это мало содействует успешному решению поставленной задачи.

Выяснение условий образования и закономерностей изменения

состава и строения полезного ископаемого неотделимо от выяс-

нения условий образования рудовмещающей толщи в целом. Та-

кой комплексный генетический анализ рудоносного разреза по-

могает выяснению причин, управляющих изменениями свойств

полезного компонента на площади и в вертикальном направле-

нии. Это, в свою очередь, содействует выбору наиболее благо-

приятного направления поисковых работ.

T. Н. Давыдова, Ц. Л. Гольдштейн. Литологические исследо-

вания в Буреинском бассейне. Госгеолиздат, M., 1949, стр. 18.

ГЛАВА XXIX

ИССЛЕДОВАНИЕ

ЛИТОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ

При генетическом анализе подлежат выявлению и кри-

тическому исследованию признаки отложений, слагающих вы-

бранный стратиграфический интервал на изучаемой площади.

Признаки отложений объединены в три группы:

Петрографические признаки

Структура (форма, размер зерен, степень сортировки).

Текстуры: а) слоистость; б) особенности поверхностей на-

пластования.

Петрографический (минеральный) состав (обломочные и

новообразованные компоненты).

Цемент (состав и тип цементации).

Конкреции (состав, форма, распределение).

Б. Палеонтологические признаки

Состав органических остатков (животных и растительных).

Сохранность.

Распределение.

Экологические (условия обитания и условия захоронения).

Физические и химические признаки

Общий химический состав.

Состав поглощенного комплекса.

Другие химические особенности.

Цвет.

Пористость и другие физические признаки.

Перечисленные признаки отражают разные этапы формиро-

вания осадочной породы. Так, структурные признаки у обломоч-

ных пород в значительной степени связаны со стадией переноса,

когда происходит окатывание и измельчение зерен. Слоистость

образуется во время накопления. Петрографический (минераль-

ный) состав слагается из компонентов обломочного, седимента-

ционного (сингенетического) и эпигенетического происхождения-

Конкреции образуются на разных стадиях диагенеза, в эпигене-

зе и т. д. Таким образом, при выявлении генетических признаков

надо стремиться к определению этапа, с которым связаны эти

признаки.

Признаки отложений не равноценны. Некоторые из них имеют

важное значение для большинства осадочных пород (например,

структуры и текстуры, минеральный состав). Другие могут быть

использованы преимущественно для определенных типов пород

(например, состав поглощенного комплекса для глин, цемент для

обломочных пород и т. д.).

Наблюдения необходимо осуществлять в полевых условиях.

Ряд признаков, если они не подмечены во время полевой работы,

вообще выпадут из поля зрения геолога. Сюда относятся наблю-

дения за характером контактов между слоями, текстуры и неко-

торые другие признаки. Поэтому нельзя ограничить генетиче-

ский анализ камеральными и лабораторными исследованиями.

При генетическом анализе нельзя ограничиваться изучением,

хотя бы и очень тщательным, отдельных признаков; необходимо

использовать комплекс признаков. Это поможет обоснованно вы-

явить происхождение отдельных пород и установить генетиче-

ские типы, в состав которых эти породы входят. Кроме того,

только выяснение совокупности генетических типов и (радиаль-

ных переходов изучаемого разреза позволит надежно выяснить

условия образования и слагающих его компонентов, т. е. отдель-

ных пород.

Полноценный генетический анализ основывается на всесто-

роннем и углубленном литологическом и палеоэкологическом ис-

следовании отложений. Нельзя приступать к изучению генезиса

без знания петрографии осадочных пород и нельзя заменять

тщательное литологическое описание и изучение пород, слага-

ющих разрез, генетическим толкованием этого разреза.

Петрографические признаки. Структуры. Подструктурой

понимают форму и размер частиц, слагающих осадочную поро-

ду Структурные признаки имеют важное генетическое значе-

ние,

особенно в группе обломочных пород. На форму обломков

влияют разные причины: 1) первоначальная форма минералов

в материнской породе; 2) система трещин спайности и другие

механические свойства зерен; 3) степень обработки при перено-

се и 4) последующие изменения при диагенезе и эпигенезе.

Первичная структура определяет форму обломков, получаю-

щихся при выветривании. У однородных материнских пород фор-

ма обломков часто изометричная, у сланцев удлиненная и плос-

кая и т. д. Первичная форма минералов бывает изометричной

(гранаты, в большинстве случаев кварц), призматической и

удлиненно-призматической (полевые шпаты, роговые обманки),

пластинчатой (слюды, хлорит). Первичная форма оказывает

влияние на сортировку по крупности. Например, в силу плоской

формы зерна слюды обладают хорошей плавучестью и поэтому

в осадке обычно крупнее других зерен.

Наблюдения над первичной формой минералов позволяют

иногда судить о характере материнской породы. При разрушении

гранитов, например, образуются зерна кварца, обладающие в

•общем изометричной формой, кварц кристаллических сланцев

Во избежание недоразумений следует иметь в виду, что в литературе

на английском языке эти же признаки называют «текстурой» (texture).

нередко имеет уплощенную форму. Хорошо окатанные зерна

говорят о происхождении кварца при переотложении более древ-

них осадочных пород. При этом следует обращать внимание и

на характер включений: относительно крупные и правильной фор-

мы включения характерны для кварца кристаллических слан-

цев и гнейсов; игольчатые включения минералов • и пузырьки

жидкости й газов чаще характерны для изверженных и жильных

пород.

На форму зерен влияет перенос. Причем, чем дальше зерна

транспортируются, тем лучше их окатанность. Однако на эту

простую зависимость накладывается ряд осложняющих обстоя-

тельств: имеют значение механические свойства зерен (их твер-

дость, спайность, степень предварительного химического вывет-

ривания), а также скорость потоков, осуществляющих перенос

(бурная река и сильный ветер на большее расстояние перенесут

относительно слабо обработанный материал). На форму оказы-

вает влияние также и длительность обработки. На морском пля-

же,

например, волны могут долго обрабатывать обломки, не от-

нося их далеко от материнских пород. Так образуются хорошо

окатанные галечники: они располагаются обычно рядом с гора-

ми,

послужившими источником сноса. Примеры этого можно

видеть на черноморском побережье Кавказа.

Имеет значение и форма переноса. Материал, перекатываемый

по дну, обрабатывается лучше, чем переносимый во взвешенном

состоянии.

Диагенетические и эпигенетические процессы также влияют

на форму зерен. В результате их воздействия может произойти

обрастание или регенерация обломочных зерен, их коррозия или

разъедание и деформация под влиянием сдавливания. Все, что

изменяет форму обломочных зерен, должно приниматься во вни-

мание при использовании структурных признаков для выяснения

генезиса отложений. Способы обнаружения этих изменений рас-

сматриваются в курсах петрографии осадочных пород.

Американские исследователи рекомендуют различать два по-

казателя формы зерен: «окатанность» зерен (roundness), указы-

вающую на сглаженность выступающих углов зерна, и «сферич-

ность» зерен (sphericity), указывающую на степень приближения

зерен к шаровой форме. Оба показателя выражают цифровыми

коэффициентами.

Иногда рекомендуются довольно сложные методы вычисления

коэффициентов окатанности и сферичности (Рухин, 1969). При

использовании этой методики надо не забывать, что разнообра-

зие факторов, накладывающих отпечаток на форму обломочных

зерен, весьма затрудняет учет каждого из них, а поэтому и ге-

нетическое истолкование результатов нужно делать очень осто-

рожно.

Форма новообразованных (аутигенных) минералов определя-

ется двумя главными факторами: 1) условиями, в которых про-

исходило их образование (наличие свободного пространства, кон-

центрация раствора, присутствие примесей и т. п.); 2) физико-

химическими особенностями самого вещества, в частности его

структурой и кристаллизационной способностью. Для аутоген-

ных минералов характерны следующие формы: 1) тонкое.рас-

сеяние в породе; 2) колломорфные зерна; 3) оолиты, 4) сферо-

литы; 5)псевдоморфозы по другим минералам и пустотам в

осадке; 6) идиоморфные кристаллы и 7) неправильно-лапчатые

зерна.

В породах биогенного происхождения форма зерен опреде-

ляется особенностями скелетных частей организмов и степенью

разрушенности их остатков. Например, детритовые известняки

состоят из обломков раковин. В ископаемых углях степень, со-

хранности растительных тканей является важным в генетичес-

ком отношении признаком, с помощью которого специалисты-

углепетрографы определяют первичные особенности торфя-

ников.

Важным структурным признаком пород являются также раз-

мер зерен и степень их сортировки. Для обломочных пород

сортировка зерен по крупности является генетическим . приз-

наком.

Некоторые исследователи придают механическому составу

обломочных пород важное значение при определении условий

отложений (Рухин, 1947; Teruggi and oth., 1968).

Несомненно, что сортировка обломочного материала по

круп-

ности связана с условиями его отложения. При этом связь эта

довольно сложная. На основании изучения одной сортировки

нельзя решить вопрос о генезисе отложений. В общем случ.ае на

структурные признаки обломочного материала влияют: 1) среда

переноса (лед, вода, ветер); 2) дальность переноса; 3) скорость

потока; 4) нагруженность его осадочным материалом; 5) размер

и форма обломков, поступающих в пути переноса; 6) механичес-

кие свойства переносимого материала; 7) скорость потери тран-

спортирующей средой живой силы; 8) длительность переработки

осадка до его окончательного захоронения; 9) форма переноса

(во взвеси или волочением); 10) степень разнозернистости ис-

ходного материала. Разнообразие перечисленных факторов за-

трудняет генетическое истолкование данных механического ана-

лиза обломочных пород. Во всяком случае нет метода, с помощью

которого можно только по механическому составу определить

генезис отложений. Но изучение механического состава— необ-

ходимая часть генетического анализа.

Структура карбонатных пород также связана с условиями их

образования и имеет определенное генетическое значение (Тео-

дорович, 1950, 1958; Королюк, 1952; Хворова, 1958; Атлас струк-

тур,

т. II, 1970).

Текстуры.

Под

текстурой

петрографии осадочных пород

понимают взаимное расположение частиц, слагающих породу

Текстуры осадочных пород разнообразны

образуются

раз-

ные стадии формирования породы. Одни

из них

появляются

од-

новременно

накоплением осадка (первичная слоистость), дру-

гие возникают

осадке почти одновременно

накоплением (сле-

ды роющих организмов, оползневые текстуры, различные знаки

на поверхности слоев), третьи связаны

диагенетическими

эпигенетическими процессами («диагенетическая слоистость»,

стилолиты

и т. п.),

четвертые обусловлены выветриванием. Неко-

торые текстуры могут образовываться

на

разных стадиях.

Так,

кольца Лизеганга, например, бывают связаны

как с

выветрива-

нием,

так и с

диагенетическими процессами.

Все это

говорит

сложности формирования текстурных признаков

и о

необходи-

мости осторожного подхода

генетическому истолкованию

их.

Слоистость.

Слоистость является главным текстурным приз-

наком осадочных пород.

По

формам проявления

она

разнооб-

разна. Различают

три

основных вида первичной слоистости

—

горизонтальную, косую

волнистую. Мощность слоистости

из-

меняется

широких пределах:

от

крупной, измеряемой метрами,

до тончайшей слоистости

—

микрослоистости. Некоторые авто-

ры предлагают различать собственно слоистость, выраженную

сменой пород разного состава

или

являющуюся следствием пауз

в седиментации,

слойчатость, образующуюся

пределах одно-

го слоя,

т. е. в

условиях

не

меняющейся обстановки; слойчатость

обязана своим происхождением мелкой пульсации

динамике

среды отложения

(Н. Б.

Вассоевич). Практически отличить сло-

истость

от

слойчатости весьма трудно, поэтому такое разделение

не 'получило пока широкого признания.

По выдержанности слоев различают слоистость сплошную,

прерывистую

линзовидную. Кроме того, может быть незавер-

шенная слоистость,

т. е.

едва намечающаяся

породе. Вассоевич

предлагает называть

ее

слоеватостью.

Разнообразные морфологические типы слоистости генетически

обусловлены. Однако характер связей морфологии слоистости

условиями образования заключающих пород

еще

далеко

не вы-

яснен. Сходные типы слоистости могут формироваться

разных

физико-географических условиях

и,

наоборот, разные типы сло-

истости могут образовываться

одинаковых обстановках.

По-

этому нужно осторожно подходить

использованию данных

слоистости

при

выяснении генезиса отложений. Здесь,

как и при

использовании любого другого признака, необходим комплекс-

ный подход.

американской

английской литературе

то, что мы

понимаем

как тек-

СТ

УРУ. называют структурой (structure).

Это

необходимо иметь

виду

при

пользовании литературой

на

английском языке.

Происхождение слоистости связано

изменениями

условиях

седиментации. Изменения могут быть разными

по

масштабу:

от

полной смены одного генетического типа другим (например,

по-

верх озерной глины ложится русловый песок)

до

небольших

из-

менений условий осадконакопления.

Принято считать,

что

горизонтальная слоистость образуется

в спокойных условиях,

вне

течений

волнений.

общем случае

это правильно, хотя

здесь бывают исключения. Выше,

главе,

посвященной литоральным отложениям, упоминалось

появле-

нии горизонтальной слоистости

береговых валах, осадки кото-

рых образуются

очень подвижной воде.

Косая слоистость возникает обычно

при

движении среды

от-

ложения

определенном направлении,

волнистая

— в

резуль-

тате беспорядочного движения.

Много внимания исследованию генетического значения сло-

истых текстур уделила

Л. Н.

Ботвинкина

(1963,

1965).

Ею

разра-

ботана подробная морфологическая классификация слоистости,

положенная

основу определения генезиса отложений. Данные

по изучению слоистости необходимо сопоставлять

результата-

ми,

полученными

на

основании исследования других признаков.

Только после этого можно более

или

менее уверенно судить

о ге-

незисе отложений.

В последние годы уделяется большое внимание особому виду

слоистости

—

«сортированной»,

или

«ритмической» (graded bed-

ding).

Заключается

она в том, что в

разрезе повторяются пачки

(иногда много

раз)

слоев. Внутри каждой пачки происходит

по-

степенная смена снизу вверх более крупнозернистых отложений

все более тонким материалом. Чаще такая текстура наблюда-

ется

обломочных пород,

но

встречается

и в

известняках. Мел-

кая флишевая ритмичность также весьма близка (если

не

тож-

дественна) сортированной слоистости.

Текстуры подводных оползней. Для

вязких, пропитанных

во-

дой глинистых осадков достаточно небольших наклонов

дна,

чтобы возникло оползание.

подводными оползнями связаны

характерные текстуры.

Они

широко распространены

ископае-

мых отложениях. Чаще всего оползневые текстуры приурочены

к глинистым

алевритовым породам,

но

иногда встречаются

и в

песчаниках.

Часто подводнооползневые текстуры встречаются

отложе-

ниях, которые вероятнее всего накопились

обстановке значи-

тельной сейсмичности. Таковы, например, кавказский флиш

или

таврическая формация Крыма. Иногда нарушения подводно-

оползневого типа концентрируются

на

крыльях куполов

и бра-

хискладок.

Подводнооползневые нарушения проявляются чаще всего

том,

что

среди горизонтально залегающих пород появляются

смятые слои, причем интенсивность этих дислокаций часто больг

шая, слои перевернуты, разорваны сбросами

надвигами

и т. д.

Мощность нарушенных пачек может быть

от

нескольких санти-

метров

до 10 м и

более. Нередко смятые слои сопровождаются

брекчиями

из тех же

пород.

Они

образуются

при

сползании

уплотненных слоев песчаников

или

грубых прослоев.

складча-

тых толщах подводнооползневые нарушения легко спутать

тектоническими деформациями.

Знаки на поверхности слоев. На

поверхности слоев нередко

встречаются разные знаки, имеющие генетическое значение.

Это

следы ползания моллюсков

червей, отпечатки

лап

позвоноч-

ных, следы прикрепления раковин

и др. К

числу знаков

на по-

верхности слоев относятся также псевдоморфозы (глиптоморфо-

зы)

по

кристаллам солей.

Это

кубики

по

каменной соли, призмы

по кристаллам гипса

других минералов. Чаще всего такие

от-

нечатки расположены

на

нижней поверхности слоя.

Нередко

на

поверхности слоев наблюдают волноприбойные

знаки разного вида. Широкое развитие

их

является свидетель-

ством мелководья.

К числу более редких знаков относятся отпечатки капель

дождя, круги, нацарапанные

на

осадке раскачивающимися

под

ветром травянистыми растениями. Следует упомянуть

и об

иеро-

глифах, особенно характерных

для

флиша; частично

они

являют-

ся результатом жизнедеятельности организмов

—

биоглифы, час-

тично имеют механическое происхождение

—

механоглифы. Про-

исхождение некоторых иероглифов

до сих пор

остается

загадочным.

Иногда наблюдаются довольно характерные «язычковые» тек-

стуры, оставленные стекавшими

по

наклонной поверхности

во

время дождя струями,

или

образованные сбегавшими волнами

и отливом (Соколов

Чистяков, 1967).

Следует отметить также следы перерывов

осадконакопле-

нии,

так

называемые

диастемы —

бугристые поверхности между

соседними слоями.

На

этих поверхностях бывают трещины

вы-

сыхания

другие признаки осушения. Однако перерывы

осад-

конакоплении

не

обязательно сопровождаются осушением;

мес-

тах,

где

проходят сильные течения,

на дне

может быть размыв.

Диагенетические текстуры. С

диагенетической стадией фор-

мирования осадочных пород связаны

как

преобразованные тек-

стуры,

так и

новые.

К новым текстурам относится «диагенетическая слоистость»

(Ботвинкина, 1959).

Она

может возникнуть

при

изменении усло-

вий

осадке

на

ранних стадиях диагенеза, например

при

пере-

ходе

из

окислительной зоны

восстановительную. Такая сло-

истость может

и не

давать самостоятельных слоев,

только под-

черкивать первичную слоистость.

другой стороны, различные

виДы «диагенетической слоистости» могут затушевывать истин-

ное направление напластования.

В эпигенетическую стадию под влиянием нагрузки вышеле-

жащих пород может образоваться напоминающая первоначаль-

ную слоистость «текстура уплотнения». Отличить ее от первич-

ной слоистости трудно.

С вторичными процессами связано появление таких текстур,

как известные «кольца Лизеганга». Они также могут имитиро-

вать слоистость. И только внимательное наблюдение позволяет

избежать ошибки.

Иногда выветрелые осадочные породы раскалываются на

плитки по поверхностям кливажа, очень напоминающим отдель-

ность по слоистости, но в действительности с ней не связанным.

Поверхности кливажа могут проходить совсем по другому на-

правлению, чем слоистость. Таким образом, необходимо иметь

в виду возможность появления в осадочных породах вторичных

текстур и не смешивать их с первичными, имеющими генетиче-

ское значение.

Петрографический (минеральный) состав. Петрографический

состав принадлежит к числу основных признаков, позволяющих

определить генезис осадочных пород. •

Обломочные породы. Петрографический (минераль-

ный) состав обломочных пород позволяет судить, с некоторыми

ограничениями, о составе материнских пород в области размыва,

о процессах выветривания в этой области и о дальности пере-

носа.

Особенно большое значение имеет изучение петрографическо-

го состава галек в конгломератах. По галькам можно непосред-

ственно судить о том, какие породы размывались. В более мел-

козернистых породах обломки бывают измельчены до минералов,

по которым лишь косвенно приходится судить о составе мате-

ринских пород. Большую пользу оказывает количественный ана-

лиз состава галек, позволяющий выяснить соотношения материн-

ских пород в области размыва. Такие подсчеты иногда могут

быть полезными и для стратиграфического расчленения.

Большое значение для правильной генетической оценки ми-

нерального состава обломочных пород имеет понятие о «терри-

генно-минералогических провинциях», введенное в науку

В.

П. Батуриным (1947). Под этим термином он понимал облас-

ти развития осадочных пород, характеризующиеся одинаковым

комплексом обломочных минералов. Каждая такая провинция

имела, следовательно, свой особый источник поступления обло-

мочного материала (свою «питающую провинцию»).

Происхождение минерального состава обломочных пород по-

казано на рис. 81. На нем изображены три главных источника

сноса: гранитные горы, размыв которых дает аркозовый мате-

риал; горы, сложенные эффузивными и метаморфическими поро-

дами; размыв их дает граувакковый материал; вулканы, постав-

ляющие туфовый материал. Смешение материала из разных ис-

точников приводит к образованию соответствующих смешанных

пород.

Более далекий перенос (или если источником сноса служат не

высокие скалистые горы, а пологие холмы или мелкосопочник,

на которых глубже протекают процессы химического выветрива-

ния) обеспечивает появление менее полимиктовых пород, в кото-

рых значительную роль начинают играть более устойчивые ми-

неральные компоненты, в первую очередь кварц («мезомиктовые

породы»). Наконец, еще более далекий перенос (или равнинный

рельеф в области размыва, где поэтому материнские породы

РИС.

81. Схема происхождения полимиктовых обло-

мочных пород и их переход в кварцевые (по

Г. Ф. Крашенинникову, 1968)

глубоко захвачены процессами химического выветривания) при-

водит к образованию олигомиктовых пород преимущественно

кварцевого состава.

Тесная, хотя и довольно сложная связь минерального состава

обломочных пород с физико-географическими условиями накоп-

ления позволяет считать его важным в генетическом отношении

признаком. В. П. Батурин, его ученики и последователи с основа-

нием придают большое значение исследованию терригенных ком-

понентов осадочных пород при палеогеографическом анализе

(В.

П. Батурин, 1947; И. А. Преображенский и С. Г. Саркисян,

1954;

Теодорович, 1958 и многие другие).

Глинистые породы. Вопрос о значении минерального

состава глинистых пород для выяснения обстановок их накопле-

ния принадлежит к числу дискуссионных. Некоторые исследова-

тели считают, что минералы каолиновой группы, образующиеся

преимущественно в кислой среде, являются характерным конти-