Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.

88. Блок-диаграмма, показывающая фациальные изменения продуктивной свиты Челябинского бас-

сейна (по Г. Ф. Крашенинникову, 1957):

Аллювиальные отложения

угольными пластами:

/ —

наразрезах;

Ia — на

поверхности;

2 —

пролювиальные без-

угольные отложения;

3 —

буровые скважины. Горизонтальный

вертикальный масштабы одинаковые

ше.

Таким образом, выяснение фациальных соотношений помога-

ет восстановлению всей картины осадконакопления.

Велика роль фациального анализа (исследование изменений

одновозрастных отложений на площади) и при генетическом

изучении морских толщ. Л. Н. Кудрин (1966) изучал неогеновые

отложения юго-западной окраины Русской платформы и Пред-

карпатского прогиба. Детальный фациальный анализ там ока-

зался возможным благодаря находкам обильной фауны, на осно-

вании которой ярусы и горизонты неогеновой системы можно

было проследить и увязать на обширной площади. Детальная

стратиграфическая увязка разрезов явилась надежным основа-

нием для выделения и исследования взаимных переходов разно-

образных фаций. Так, в пределах одного из горизонтов тортон-

ского яруса неогена («опольско-барановского горизонта») Куд-

риным выделено и детально описано 8 фаций. Они представлены

разнообразными породами: кварцевыми глауконитовыми песка-

ми,

глинами, мергелями, детритовыми и биогермными известня-

ками. По глубине образования фации обнимают интервал от

верхней части литоральной области до псевдоабиссали, распола-

гавшейся в тортонском бассейне на глубине 150—200 м, т. е. в

нижней части неритовой области. На площади они закономерно

сменяют друг друга в зависимости от расстояния от берега и

рельефа дна моря. На подводных возвышениях осадки, как пра-

вило,

оказываются более крупнозернистыми, чем в соседних

понижениях дна, если даже понижения и располагались ближе

к берегу. В этом отношении осадки тортонского Предкарпатско-

го бассейна обнаруживают большое сходство с тем, что наблю-

дается на современном морском дне. Мощности отложений силь-

но зависят, с одной стороны, от фациальной принадлежности, а

с другой — от характера тектонических структур. Л. Н. Кудрин

показал, что некоторые складки Предкарпатья развивались

длительно и существовали уже во время осадконакопления. По-

этому на антиклинальных структурах мощности осадков иногда

меньше и состав более крупнозернистый, чем в соседних синкли-

нальных областях. Мощность опольско-барановского горизонта,

в частности, меняется от 130 м до полного выклинивания.

В некоторых случаях даже тщательное литологическое изуче-

ние пород разреза не дает определенных сведений для суждения

об условиях их образования. Вместе с тем фациальный анализ

(выявление характера взаимных переходов этих пород) дает

убедительный материал как для выяснения условий их образо-

вания, так и для восстановления палеогеографической обстанов-

ки в целом. Так, в турнейском ярусе Оренбургской области гео-

физическими и буровыми работами местами выявлены мощные

доломиты. Они привлекают особенное внимание, потому что с

ними связаны залежи нефти (Кузнецов, 1968). Доломиты зале-

гают массивными телами. Это белые и серые неслоистые породы,

обычно кристаллически-зернистого сложения. Для них характер-

на кавернозность; каверны иногда выполнены гипсом и ангидри-

том. Органических остатков в них почти не встречается, лишь

изредка попадаются реликты фораминифер и члеников морских

лилий. Совместно с доломитами встречаются доломитизирован-

ные известняки, принадлежащие к органогенно-шламовым, мик-

розернистым и другим разностям. Доломитизация распределена

в них очень неравномерно; ряд данных позволяет прийти к заклю-

чению о вторичной природе ее.

Литологические признаки не дают ясных указаний на условия

образования перечисленных пород. Фациальные соотношения

оказываются в этом отношении гораздо более убедительными.

Выявить эти соотношения оказалось возможным благодаря

большому объему бурения, позволившему обнаружить турней-

ский ярус на большой площади, а также тщательным сборам

органических остатков. В результате было разработано деталь-

ное расчленение турнейского яруса на горизонты и осуществлена

надежная стратиграфическая увязка разрезов на всей площади.

Выполненный комплекс исследований позволил убедиться в

том, что рассматриваемые доломиты занимают определенное

тектоническое положение. Они приурочены к бортам Камско-Ки-

нельской впадины Русской платформы. В направлении от плат-

формы к впадине происходит закономерная смена фаций, захва-

тывающая все горизонты турнейского яруса, а также верхнюю

часть девонской системы (рис. 89). В пределах платформы рас-

пространены известняки. Согласно описанию В. Г. Кузнецова,

это серые, нормально слоистые известняки, органогенно-детрито-

вые,

шламовые, сгустковые, с обильными остатками брахиопод,

фораминифер, кораллов, водорослей. Мощность турнейского яру-

са около 200 м. В осевой части Камско-Кинельской впадины раз-

виты совсем другие породы — черные тонкослоистые аргиллиты,

карбонатные и кремнисто-карбонатные, иногда встречаются из-

вестняки и доломиты, а также горючие сланцы. Все породы би-

туминозны, донная фауна в них практически отсутствует, есть

лишь представители планктонных организмов — радиолярии, од-

нокамерные фораминиферы. Эти отложения близки доманиково-

му типу, в качестве представителя которого их иногда и описы-

вают. Весь комплекс признаков отложений, а также их распро-

странение в осевой части впадины дают возможность признать

их относительно глубоководное происхождение. Мощность отло-

жений 200—300 м.

К бортовым частям впадины приурочены доломиты и доло-

митизированные известняки. Мощность этих пород наибольшая

(до 500—600 м). Очень показательно, что со стороны впадины

доломиты и доломитизированные известняки часто переходят в

комковатые и брекчиевидные известняки, а иногда даже в мелко-

галечные известняковые конгломераты. Эти переходы, а также

Рис.

89. Профиль через отложения верхнего девона и нижнего карбона по

цову,

—

песчаники;

2 —

алевролиты;

3 —

аргиллиты;

4 —

известняки

доломиты

обычной

массивные. Более жирные линии внутри профиля отделяют установленные стратиграфиче

соотношения доломитов

другими типами пород

и их

повышен-

ная мощность, массивность,

также приуроченность

бортовым

частям впадины делают очень вероятным предположение

рифо-

вой природе доломитов. Возможно,

что

первоначально рифы

со-

стояли

из

известняков,

доломитизация

их

вторичная.

процес-

се доломитизации была уничтожена

биогермная структура

пород,

от

которой

настоящее время сохранились лишь реликты.

С доломитизацией можно связать

образование

кавернах

гипса.

Иногда фациальные соотношения одновозрастных пород ока-

зываются

еще

более сложными. Примером могут служить ордо-

викские карбонатные

терригенные породы

одном

из

районов

Казахстана

(рис. 90).

Тщательный фациальный анализ

соче-

тании

детальным литологическим изучением пород

и их

пере-

ходов

вертикальном направлении позволил

и в

этом случае

восстановить общую картину осадконакопления

и ее

развитие

во времени. Массивные карбонатные породы, принимающие

участие

сложении разреза, имеют биогенное происхождение.

Это риф, имеющий характер атолла (Львова

др., 1964).

Таким образом, каждый генетический

тип

представляет

сложное сочетание разных пород. Каждая конкретная порода

выражает какую-либо частную обстановку осадконакопления

или даже деталь этой обстановки,

но

закономерно входит

пара-

генез данного генетического типа. Именно поэтому одним

из

линии Красная Поляна — Аркаевка в Оренбургской области (по В. Г. Кузне-

1968):

слоистостью;

5 —

известняки

доломиты тонкослоистые;

6 —

известняки

доломиты

ские горизонты. Цифры

над

линией профиля означают номера скважин

главных критериев

для

выяснения условий образования каждого

такого звена является выяснение парагенеза,

который данная

порода входит.

Правильно изучать фации поэтому нельзя

отрыве

от

сосед-

них фаций. Только выявление всей

их

совокупности дает надеж-

ные основания

для

суждения

об

условиях образования отложе-

ний.

Так как

некоторые отложения, весьма различные

по

условиям образования, очень похожи друг

на

друга

по

литологи-

ческим признакам (моренные суглинки напоминают осадки пред-

горных выносов,

иногда совсем

не

отличимы

от

них), главным

основанием

для их

распознавания является парагенез. Если

же

не обратить достаточного внимания

на

парагенез,

то

можно,

на-

пример, принять

за

морены грубообломочные накопления триасо-

вого возраста

районе средней Волги

и в

Приуралье. Более

тщательные исследования показали,

что

ледникового комплекса

среди триасовых отложений Приуралья

нет, а то, что

принима-

лось

за

морены, представляет собой отложения предгорных

вы

носов

рек,

стекавших

поднимавшегося Урала. Особенно труд-

ной становится задача различия пролювиальных

ледниковых

отложений

горных странах,

где

могут присутствовать

и те и

другие,

энергичный размыв уничтожает часть отложений,

ли-

шая геологов возможности исследовать весь парагенез.

При фациальном анализе

по

условиям обнаженности геолог

далеко

не

всегда может проследить генетические типы отложе-

Рис.

90. Литологический профиль через Майлисорский риф в Центральном Казахстане (по Т. Н. Львовой

и др., 1964):

/ — водорослевые известняки; 2—пластовые водорослевые известняки и известковые песчаники; 3 — светлые известковые

песчаники; 4 — светлые сгустковые известняки и известковые песчаники; 5 — темные известковые песчаники; 6 — темные сло-

истые известковые песчаники и гравелиты; 7— светлые известковые брекчии; 8 — темные известковые брекчии с линзами водо-

рослевых известняков; 9 — крупнодетритовые известняки, IO — светлые афанитовые известняки; 11 — темные тонкозернистые

известняки; 12 — темные пелитоморфные известняки; 13 — черные глинисто-доломитовые известняки; 14 — ту<Ьфито-глини-

стые известняки (гирванелловые); 15 — известняки с прослоями известковистых туффитов; 16 — известково-туфовая брекчия;

17 — туфы и туффиты; 18 — аргиллиты с прослоями известковых песчаников; 19 — черные однородные аргиллиты; ti — U — стра-

тиграфические горизонты

нии на площади и установить характер их перехода в соседние

одновозрастные отложения. Если при работе в пределах отдель-

ных месторождений или на их участках, например на шахтных

полях, обнаруживается, что изучаемые отложения выдержаны на

всей площади и не испытывают существенных изменений до

границ исследуемой территории, то необходимо выйти за преде-

лы данного района и посмотреть, что делается с одновозрастны-

ми отложениями на соседних площадях. Такие наблюдения

особенно важны по отношению к частям разреза, содержащим

полезные ископаемые, и к самим рудным пластам. Выяснение их

изменений на площади и в глубину является, как известно, одной

из главных задач любых геологоразведочных работ.

Если по тем или иным причинам нельзя выйти за пределы

непосредственно изучаемого района или отложения обладают

исключительной выдержанностью, как например, в некоторых

угленосных толщах паралического типа, то приходится ограничи-

ваться изучением вертикальных разрезов и тех изменений, кото-

рые все же можно выявить на данной площади.

Изучение парагенеза генетических типов в вертикальном на-

правлении помогает выяснению условий образования слагающих

данный разрез пород. Например, циклическое строение разреза,

генетически расшифрованное, помогает подойти к выяснению

условий образования отдельных частей цикла. Так, в угленосной

толще Донецкого бассейна часто между аллювиальными пес-

чаниками, лежащими в основании циклов, и известняками мор-

ского происхождения, лежащими в их верхней части, располага-

ются различные песчано-алеврито-глинистые породы. Генезис

одних пород устанавливается довольно определенно, например

угольных пластов (болотный генезис) или лежащих под ними ис-

копаемых почв с корешками растений. Генезис других выявля-

ется труднее, например разнообразных пород, лежащих между

аллювиальными и болотными отложениями, а иногда и выше

угольных пластов, но ниже морских известняков. Зная общую

направленность изменения обстановок осадконакопления в цик-

лах Донецкого бассейна, можно предположить, что слои, лежа-

щие под угольным пластом и над русловыми песчаниками,

должны принадлежать континентальным генетическим типам.

Отложения, располагающиеся выше угольного пласта и ниже

морских известняков, вероятно принадлежат к прибрежно-мор-

ски'М

или даже собственно морским образованиям. Таким обра-

зом, генетическое осмысливание отдельных членов разреза в

цикле помогает выяснению условий их образования. При этом

нужно постоянно помнить, что изложенный выше путь — это путь

косвенного выяснения генезиса, и поэтому сведения, получаемые

таким способом, необходимо контролировать данными, получен-

ными на основании непосредственных исследований литологичес-

ких признаков соответствующих пород. Нужно не забывать, что

наши представления о циклическом строении разрезов обычно

гораздо проще и схематичнее действительных природных соотно-

шений, и поэтому всегда при недостаточно осторожном исполь-

зовании метода циклического анализа легко могут получиться

ошибочные заключения.

Если циклическое строение разреза не выражено или циклы

не расшифрованы с генетической точки зрения, то использование

вертикального парагенеза для выяснения условий образования

отдельных его членов становится еще труднее. Но и здесь могут

быть получены полезные сведения. Так, положение породы, ге-

нетическая принадлежность которой не известна, между двумя

другими, условия образования которых известны лучше, помога-

ет выяснить и происхождение данной породы. Например, если

между достоверно русловыми песчаниками и болотным комплек-

сом (в угленосной толще) лежат алевролиты и глинистые по-

роды, есть основания предполагать, что они представляют пой-

менные отложения и т. д. Исследование вертикального парагене-

за является важным звеном в генетическом анализе, звеном,

которое необходимо всегда использовать. Изучение вертикаль-

ных разрезов необходимо связывать с тем, что дает литологи-

ческое изучение пород и прослеживание их поведения на пло-

щади.

Литогенетический метод. Комплексное исследование призна-

ков и прослеживание изменений одновозрастных отложений на

площади с целью выяснения условий их образования давно уже

применяется геологами. Отчетливое выражение такой подход

получил в «литогенетическом методе», разработанном и приме-

ненном сотрудниками угольной группы Всесоюзного института

минерального сырья (ВИМС) в ряде угольных бассейнов. Наи-

более полно он использован Т. Н. Давыдовой и Ц. Л. Гольдштейн

(1949,

1960) при изучении Буреинского бассейна на Дальнем

Востоке и некоторых других регионов.

Сущность метода заключается в том, что наблюдения в обна-

жениях, в керне скважин и в горных выработках подчиняются

основному вопросу: как произошла данная порода, данная пачка

слоев. Одним из главных условий для получения правильного

ответа является выяснение фациальных изменений пород и па-

чек, т. е. их переходов в пределах того же слоя (на том же стра-

тиграфическом уровне) в другие породы и в пачки иного состава

й строения. Эти наблюдения, многократно повторенные в других

обнажениях или по керну других скважин, позволяют видеть,

что определенные сочетания пород сменяются другими, не менее

определенными сочетаниями. Таким путем выявляется сложная

картина фациальных замещений одних пород другими. Это в

свою очередь дает уже гораздо более надежный материал для

осмысливания наблюдаемой картины с генетической точки зре-

ния.

Давыдовой

Гольдштейн были выделены «литогенетические

типы пород»,

под

которыми

они

понимают породы

или

группы

пород, обладающие характерным сочетанием основных призна-

ков,

отражающих определенные условия отложения.

Буреин-

ском бассейне «литогенетическими типами» оказались, например,

отложения древних русел, отложения паводков (пойм)

и др.

Совокупность литогенетических типов пород, фациально

за-

мещающих друг друга

горизонтальном направлении

соответ-

ственно сочетающихся

вертикальном разрезе, получила назва-

ние «генетического комплекса».

Как

правило, такая совокуп-

ность литогенетических типов связана общим генезисом

(рис.

91).

Показанный

на рис. 91

комплекс состоит

из

руслового

и пойменного типов пород.

Рис.

91. Схема строения генетического комплекса (по Т. Н. Давы-

довой и Ц. Л. Гольдштейн, 1949):

—

среднезернистые песчаники

примесью мелких зерен

(р); 2 —

мелко-

зернистые песчаники

(р); 3 —

крупнозернистые алевролиты

тонкими про-

слоями аргиллита

(п); 4 —

листоватые аргиллиты

многочисленными рас-

тительными остатками

(о); 5 —

уголь;

—русловые,

п —

пойменные,

о —

озерные осадки

Поведение генетических комплексов

на

площади показывает,

что определенные

их

группы связаны фациальными переходами

в горизонтальном направлении

и,

соответственно,

вертикаль-

ных разрезах

они

образуют постоянные парагенетические соче-

тания. Такие сочетания получили название «генетических ассо-

циаций». Показанная

на рис. 92

ассоциация представляет собой

отложения плоских долин межгорной низменности. Выявление

и анализ распределения таких

других подобных ассоциаций

на

площади

и по

разрезу позволяет восстановить палеогеографичес-

кую обстановку

историю

ее

развития.

Однако ближе всего

познанию условий отложения

рядах

литогенетический

тип-*•

генетический комплекс-»-генетическая ассоциация

удается подойти, когда установлены закономерности распределе-

ния фаций

на

всей площади исследования, выяснена стратигра-

фия изучаемых отложений

и вся

геологическая обстановка

геологическая история исследуемого региона.

При

этом подтвер-

Рис. 92. Схема строения генетической ассоциации (по Т. Н. Давыдовой и Ц. Л. Гольдштейн, 1960):

/ — крупнозернистые песчаники и гравелиты вмещающей ассоциации; 2—4 — отложения руслово-пойменного комплекса (р+п) — 2 — не-

слоистые мелкозернистые песчаники (отложения русел), 3 — крупные алевролиты стойкими прослоями аргиллита (отложения павод-

ков),

4 — тонкослоистые алевролиты (отложения заливавшихся озер и стариц); 5—8 — отложения озерно-болотного комплекса Го+б)—

5 — иеслоистые мелкие алевролиты и аргиллиты (отложения озер и стариц), 6— листоватые аргиллиты, богатые растительными остатка-

ми (отложения зарастающих озер и стариц), 7 — углистые аргиллиты (отложения заливающихся болот), 8 — угли (болотные обра-

зован ия)