Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 57. Условные обозначения для основных типов осадочных пород

Литологические колонки — важнейшие геологические доку-

менты. Они представляют собой изображение геологического

разреза осадочных образований, выполненные в определенном

масштабе с помощью условных знаков (рис. 57). Колонки стро-

ятся по материалам описания керна из скважин или обнажений.

Слева от собственно литологической колонки приводят сведения

о геологическом возрасте пород, изображают вертикальный мас-

штаб (глубину) или отмечают мощность каждого стратиграфи-

ческого подразделения. Правее колонки приводится краткая ли-

тологическая характеристика пород (рис. 58). Строят литологи-

ческие колонки обычно в поле или на скважинах и уточняют

в стационарных условиях.

Литогенетические колонки представляют собой литологиче-

ские колонки, дополненные сведениями, полученными при лабо-

раторных исследованиях каменного материала (рис. 59). Место-

положение и номер исследованных образцов указываются

171

Pua 58. Литологическая колонка

в столбце справа от колонки. Далее наносятся сведения о со-

ставе, физических свойствах и других признаках пород. Ком-

плекс сведений, помещаемых на литогенетическую колонку оп-

ределяется задачами исследования. Литогенетические колонки

позволяют решать вопросы генетического характера, коррелиро-

вать пласты и толщи в соседних районах, выявлять взаимосвязи

между отдельными составными частями пород, коллекторскими

свойствами и другими признаками.

Литологические профили — схематическое изображение раз-

реза участка стратисферы определенного геологического возра-

ста между двумя или несколькими пунктами, выполненные с по-

мощью условных знаков (рис. 60). На них показывают формы

и размеры геологических тел, особенности их залегания, распро-

странения во времени, состав и фациальные изменения осадоч-

ных толщ. В зависимости от целей исследования на профилях

могут быть показаны положение коллекторов и залежей углево-

дородов, а также других полезных ископаемых.

172

Рис 59. Литогенетическая колонка

Рис 60. Литологнческий профиль.

1 — скважина. 2 — пссок, 3— алеврит. 4—глина

Литологические профили строят на базе литологических ко-

лонок. Кровля изучаемого осадочного комплекса изображается

на чертеже горизонтальной линией. С учетом горизонтального

масштаба на этой линии отмечается местоположение используе-

мых литологических колонок. Вниз от горизонтальной линии

в масштабе последовательно откладываются мощности геоло-

гических тел (пластов, слоев, линз и т. д.), а затем в соседних

разрезах одноименные тела соединяют прямой линией. Если

173

есть возможность, то конфигурация геологических тел (в раз-

резе) уточняется, например, за счет обнажений. Условными зна-

ками изображается состав пород в колонках (на профиле) и

между ними. Литологические профили на чертеже должны быть

ориентированы и кроме того их положение показывают на карте

или схеме (рнс. 61). Южные и западные направления принято

располагать в левой части рисунка, северные и восточные —

в правой.

Карты распределения компонентов или изменения свойств

осадочных пород предназначаются для наглядного изображения

особенностей распределения составных частей или изменения

свойств осадочных пород какого-либо геологического (литоло-

гического) подразделения в пределах заданной территории. Для

составления карт аналитические данные определенным образом

подготавливают. По каждой скважине или обнажению опреде-

ляют среднее содержание искомого компонента или среднюю ве-

личину физического параметра в заданном геологическом (ли-

тологическом, стратиграфическом) объеме. Среднее содержание

в практике работ обычно определяют как среднеарифметическое

или средневзвешенное.

Среднеарифметическое представляет собой частное от деле-

ния суммарного содержания заданного компонента во всех об-

174

Рис. 61. Схематическая литологическая карта.

Типы разрезов: / — песчаный, 11 — алевритовый, III — глинисто-алевритовый, IV— гли-

нистый; 1 — номер скважины и тип разреза: 2 — границы литологических зон: 3 — пе-

сок; 4 — алеврит; 5 — глина; 6 — линия литологического профиля (для рис. 65)

разцах исследуемого разреза на количество использованных об-

разцов. Этот способ расчета приближенный, поскольку досто-

верность определения зависит от того, насколько полно учтены

все разности пород в разрезе. Обычно достоверность определе-

ния повышается с увеличением числа проб, используемых для

расчета.

Средневзвешенное содержание по разрезу более достоверно.

Методика его расчета состоит в следующем. По составу пород

и разрезе подразделения выделяют слои, замеряют толщину

каждого из них и из каждого слоя отбирают образцы для ана-

лиза. При небольшой толщине слоя (до 1 —1,5 м) и однородном

составе отбирают 1 образец из середины слоя; при неоднород-

ном составе пород отбирают 3 образца — из подошвы, кровли и

из середины слоя. При значительной толщине образцы отби-

рают из кровли, подошвы, а в середине пласта или слоя через

2—3 м. После анализа образцов определяют среднеарифметиче-

ское содержание компонента в каждом слое (если было ото-

брано несколько образцов). С целью учета толщины слоя (пла-

ста, пачки) умножают толщины слоев на содержания (если

использовано несколько образцов, то на среднеарифметические

содержания) компонентов. Полученные произведения склады-

вают и затем делят на суммарную толщину разреза. Результат

деления представляет искомую средневзвешенную величину.

Пример вычисления. Разрез состоит из трех пластов толщиной 1, 10, 3 м,

из которых отобраны и проанализированы соответственно 1, 3 и 2 образца.

Требуется определить средневзвешенное содержание песчаной фракции

н разрезе. Содержание песка в нервом пласте 90 %, в образцах второго —

соответственно 60, 80 и 70 % и в образцах третьего — 85 и 75 %. Среднее

арифметическое содержание песка в пластах — 90, 70 и 80 %. Произведения

толщин и средних содержаний в первом пласте 90 (1x90), во втором —

700 (10X70), в третьем 240 (3X80). Сумма произведений равна 1030, а ис-

комое средневзвешенное содержание равно 73,6 % (1030:14). Для срав-

нения вычислим среднеарифметическое. Сумма песчаной фракции во всех 6

образцах равна 160, делим сумму на число образцов, получим среднеариф-

метическое значение 76.6 %. Различие в величинах в данном случае неболь-

шое, но если образцы будут отбираться реже (что обычно при бурении сква-

жин), разница может существенно возрасти за счет неточности вычисления

среднеарифметического значения.

Вычисленные средневзвешенные значения (а при невозмож-

ности их определить — среднеарифметические) наносятся на

схему расположения скважин (или обнажений) и методом ин-

терполяции составляется схема или карта (рис. 62).

Литологические карты представляют собой изображение тер-

риториального распространения определенных групп осадочных

горных пород, участвующих в строении какого-либо стратигра-

(!жческого подразделения или его части. Построение таких карт

осуществляют несколькими методами. Наиболее распростра-

нены методы с выделением типов разрезов по литологическим

колонкам и по треугольным диаграммам.

175

Рис. 62. Схематическая карта

пористости пород условного

горизонта.

1 — в числителе: номер точки

опорного разреза, в знаменателе —

коэффициент открытой пористости.

(%): 2 — линия равных значений

коэффициента пористости

Составлению литологических карт на основе литологических

колонок предшествует составление литологических колонок по

обнажениям или разрезам скважин, расположенным в пределах

исследуемой территории. Далее выделяют характерные типы

разрезов и определяют, к какому из них относится каждая из

колонок. После этого на топографическую основу наносят ме-

стоположение и обозначают типы разрезов используемых сква-

жин (или обнажений). Затем, пользуясь методом интерполяции,

ограничивают области (зоны) распространения каждого типа

разрезов и выделяют их условными знаками или цветом (см.

рис. 61). Для большей информативности изогипсами или циф-

рами около местоположения разрезов показывают толщину ис-

следуемого геологического подразделения.

Основа для построения литологических карт с использова-

нием треугольных диаграмм — результаты гранулометрического

или химического анализов пород. Результаты анализа пород

в каждом из разрезов наносят на треугольную диаграмму и вы-

деляют поля, соответствующие определенным комплексам по-

род. После этого наносят выделенные комплексы на топографи-

ческую основу. Дальнейшие построения те же, что и при по-

строении карт на основе литологических колонок.

Литологические карты целесообразно строить для осадочных

комплексов небольшой толщины (пачки, горизонты). Однако

при ограниченных сведениях о составе пород карты строят и

для более крупных подразделений, но их достоверность при

этом существенно ниже.

Литологические карты позволяют получить представление

о распределении типов пород, характере и направлении фаци-

альных замещений, помогают установить положение областей

сноса осадочного материала, восстановить обстановку и опре-

делить особенности рельефа дна бассейна осадконакопления,

а в ряде случаев — климатические черты геологического прош-

лого и некоторые другие особенности седиментогенеза. Законо-

мерности и аномалии в распространении типов пород позволяют

176

правильно ориентировать направление поисков полезных иско-

паемых на исследуемой территории. Литологические карты

в комплексе с литологическими профилями оказывают неоцени-

мую помощь при научном прогнозировании пород-коллекторов,

пород экранов, а в целом природных резервуаров нефти и газа.

Они также могут быть использованы при исследовании зон неф-

тегазообразования и нефтегазонакопления.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите задачи лабораторных исследований каменного материала.

2. Назовите наиболее распространенные методы лабораторных исследо-

ваний каменного материала, применяемые при решении литологических

задач.

3. Расскажите о графических методах изображения результатов грану-

лометрического анализа.

4. Каковы назначение и принципы построения литологических колонок,

литологических карт и литологических профилей?

Раздел II

ОСАДОЧНЫЕ ФАЦИИ

И ФОРМАЦИИ

Глава 12

ФАЦИИ И ЗНАЧЕНИЕ ФАЦИАЛЬНОГО АНАЛИЗА

Слово «фация» появилось в геологической литературе прак-

тически одновременно с термином «геология». В современном

понимании термин «геология» впервые был применен в 1657 г.

норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом в работе, по-

священной крупному землетрясению, охватившему всю южную

Норвегию. Слово «фация» вошло в литературу в !669 г., когда

Николаус Стено (Стенон) рассмотрел геологическое развитие

Тосканы и описал шесть толщ, причем при образовании их

«...Тоскана дважды была покрыта водой, дважды являлась

плоской и сухой и два раза была испещрена неровностями».

Каждый комплекс отложений был отмечен Н. Стеноном как

фация, которая таким образом являлась прежде всего страти-

графической единицей, хотя и с определенными генетическими

чертами. Через 170 лет после Н. Стенона этот термин, но уже

с иным содержанием использовал А. Грессли.

В России выделение однофациальных и разнофациальных

отложений и восстановление условий их образования относится

к первой половине прошлого века. Термин «фация» в отечест-

венной литературе впервые использовал Н. А. Головкинский

в магистерской диссертации, опубликованной в 1865 г.

В данном разделе рассматриваются современное понимание

термина «фация», главные методологические основы и приемы

фациального анализа, возможности тех или иных методов, об-

ласти их применения, комплекс необходимых исследований, т. е.

изучаются не пути выделения отдельных конкретных фаций,

а общие методы фациального анализа вообще. Поняв и изучив

основные теоретические предпосылки фациального анализа,

можно пользоваться многочисленной специальной литературой,

где подробно описаны современные фации, методы определения

различных фаций и фациальных обстановок - морских и конти-

нентальных, типа бассейна, его глубины, гидродинамики и гид-

рохимии. Среди этих работ можно указать книги Г. Ф. Краше-

нинникова (1971 г.), Д. В. Наливкина (1956 г.), Л. Б. Рухина

(1969 г.), В. Т. Фролова (1984 г.), В. И. Славина и Н. А. Яса-

манова (1982 г.) и др. Методика изучения фаций, а также

178

весьма интересные материалы по этому вопросу, особенно по

современным процессам и условиям осадконакопления изло-

жены в работах зарубежных исследователей—К. Данбара и

Дж. Роджерса (1962 г.), Р. Ч. Селли (1981 г.), Г. Э. Рейнека

и И. Б. Сингха (1981 г.), Дж. Л. Уилсона (1980 г.), М. Лидера

(1986 г.) и др.

Описывая результаты геологических наблюдений в Юрских

горах А. Грессли писал (цитируется по Данбар и Роджерс,

1962 г.): «Я пришел к выводу, что в любых отложениях в гори-

зонтальном направлении распознаются различные хорошо оха-

рактеризованные разновидности, которые обладают устойчи-

выми особенностями петрографического состава, а также всего

комплекса окаменелостей и подчиняются особым достаточно ус-

тойчивым закономерностям». Эту «...совокупность изменений

я называю фациями, или обликом отложений». И далее: «Я ду-

маю, что эти изменения, как петрографические, так и палеонто-

логические, обнаруживаемые при прослеживании отложений

в горизонтальном направлении, вызваны различным местона-

хождением и другими обстоятельствами, которые и в настоящее

время оказывают столь сильное влияние на различные роды и

виды живых существ, населяющих океан и современные моря».

А. Грессли сформулировал два основных момента — в одно-

возрастных отложениях происходят изменения состава пород и

заключенных в них фаунистических остатков и эти изменения

обусловлены генетическими причинами, т. с. условиями образо-

вания осадка. Генетическое содержание понятия фации Грессли

видно также по тому, что он выделяет и описывает фации лито-

ральные, включающие коралловые и илистые фации, полупела-

гические, пелагические и т. д.

В дальнейшем понятие фации нередко стало употреблять

в различных значениях, принимая и развивая обычно ту или

иную сторону определения А. Грессли. В общем виде представ-

ления о фациях развивались в трех основных направлениях.

Большинство исследователей — Д. В. Наливкин, В. Е. Хаин,

В. П. Марксвич, Р. И. Теодорович, Ю. А. Жемчужников,

Н. М. Страхов, Н. В. Логвиненко, В. И. Марченко и др. рас-

сматривают фации как генетическое понятие, т. е. объединение

отложений в фацию основано на общности физико-географиче-

ских условий их образования. Правда, при этом наметилось два

подхода. Одни геологи считают фациями осадки (или по-

роды), особенности которых обусловлены физико-географиче-

ской обстановкой седиментации. Другие понимают под фациями

те физико-географические условия, в которых про-

исходит накопление осадков. Д. В. Наливкин объединяет оба

эти направления. По его мнению фация — «...это осадок (гор-

ная порода), на всем своем протяжении обладающий одинако-

вым литологическим составом и заключающий в себе одинако-

179

вую фауну и флору». «Фация — это не только осадочная по-

рода, т. е. литологическое понятие, но одновременно определен-

ная часть суши или дна моря, т. с. географическое или палео-

географическое понятие». Фация—это «... единица ландшафта.

На фации подразделяются все ландшафты, вся земная поверх-

ность». «Существовало и существует большое число фаций,

в пределах которых не отлагалось и не отлагается никаких

осадков, например, пики гор и вообще все области разрушения,

но нет осадка, который отлагался бы вне какой-нибудь фации»

(Наливкин, 1956 г., т. 1, стр. 6—7).

Другое — относительно стратиграфическое по определению

Г. Ф. Крашенинникова — направление в понимании фаций исхо-

дит из первой части определения А. Грессли, которое характери-

зует фации как изменение отложений по площади. Отрицание

генетического значения понятия «фация» объясняется тем, что

в русской и советской геологической литературе широко исполь-

зуется учение о «генетических типах», введенное А. П. Павловым

для континентальных образований и распространенное позднее

В. Т. Фроловым на морские отложения. Однако считать синони-

мами генетические типы отложений и фации в их генетическом

значении, по-видимому, не совсем правильно (Шанцер, 1966 г.).

Так, генетический тип — это совокупность «отложений, образо-

вавшихся в результате работы определенных геологических

агентов» (А. П. Павлов), или «отложения, возникшие в резуль-

тате экзогенного геологического процесса определенного типа,

т. с. порожденные тем или иным доминирующим способом на-

копления— вулканическим, биологическим, химическим или чи-

сто механическим» (В. Т. Фролов), т. е. всегда определенные ком-

плексы осадков или осадочных пород, в то время как фации

в генетическом понимании, как это рассмотрено выше, не всегда

могут быть материализованы в осадках или породах. Кроме

того, генетический тин может включать в себя ряд разных фа-

ций. Например, аллювий как генетический тип состоит из рус-

ловых, старичных, пойменных и др. фаций. У аллювия горных

рек и спокойных равнинных фациально различный облик. Гене-

тический тип — эоловые пески — имеет совершенно различные

фации, такие, например, как современные дюны Балтийского

побережья и барханы Каракумов и Сахары (Шанцер, 1966).

С другой стороны фации могут включать в себя ряд генети-

ческих типов. Например, в фациальной зоне континентального

склона развиты подводно-оползневые, турбидитные, нефелоид-

ные и другие генетические типы. Аналогичным образом на суше

в предгорьях и вообще на склонах (т. с. в определенных обста-

новках— фациях) формируются генетические типы коллюви-

альных, делювиальных и пролювиальных отложений. В то же

время фация крутых склонов в аридной и семиаридной зоне

может быть сложена одним генетическим типом — коллювием.

180