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

Подождите немного. Документ загружается.

(пляжи моря и крупного пресноводного озера), в разных фа-

циях могут быть одинаковые формы движения воды (реки и

морские течения), в пределах одной группы фаций или даже

одной фации могут быть движения разного типа или разной

интенсивности (в русловых фациях характер движения и его

интенсивность различны в стержневой зоне и у берегов, на

перекатах и в западинах и т. д.). Кроме того структура обла-

дает определенной консервативностью и при переотложении

осадка в ней сохраняются (наследуются) особенности исход-

ных пород и осадков. Так некоторые современные эоловые

пески Кара-Кумов попадают на генетических диаграммах

в поле речных осадков. Это связано с тем, что пески — древний

аллювий Аму-Дарьи, слабо перевеянный ветром, и сохранили

еще многие признаки аллювиального происхождения.

Отсортированность отложений зависит от среды переноса

и отложения (воздушной или водной) и характера ее движе-

ния. Эоловые осадки отличаются обычно высокой степенью от-

сортированности. Осадки, отложенные при колебательных дви-

жениях водной среды, в связи с неоднократным взмучиванием

и переотложением, характеризуются значительно лучшей от-

сортированностью по сравнению с осадками, отложенными при

поступательном движении воды. Отсортированность отложений

резко ухудшается, если обломочный материал поступает из

различных источников сноса и перед захоронением не успевает

пересортироваться в месте осаждения. В этом случае гисто-

граммы гранулометрического состава становятся двухвершин-

ными (распределение бимодально). Поэтому, используя дан-

ные гранулометрического анализа, нельзя ограничиваться чи-

сто формальным изучением числовых коэффициентов Md, So

и т. д.

Рассмотрение серии гистограмм позволяет иногда сгруппиро-

вать их в отдельные типы, которые достаточно отчетливо обо-

собляются на площади. Тем самым может быть решен самый

первый этан в фациальном анализе — выделение отдельных,

отличных друг от друга (в данном случае по характеру рас-

пределения размерных фракций) комплексов одновозрастных

отложений.

Например, в отложениях XII продуктивного горизонта

(нижний альб) Каганской группы структур (Западный Узбе-

кистан) установлено три типа пород, характеризующиеся тремя

видами гистограмм (рис. 92). Мелководные отложения, куда

материал поступал с близрасположенного острова, представ-

лены плохо отсортированными грубозернистыми породами;

в пределах внешней морской части подводной дельты отмеча-

ются хорошо отсортированные крупнозернистые алевролиты.

Наконец, в зоне контакта этих обстановок, где происходило

смешение материала разного происхождения, откладывались

271

Pua 92. Типы гистограмм гранулометрического состава пород Xll горизонта

(нижний альб) Каганской группы структур Западного Узбекистана (по

В. Г. Кузнецову и В. И. Данчеву, 1960 г.).

а — плохо отсортированные гравелиты — зона надводной дельты; б — хорошо отсорти-

рованные крупнозернистые алевролиты — зона морских отложений; е— плохо отсорти-

рованные алевролиты и песчаники с бимодальным распределением, отмечающим смеше-

ние материала двух источников сноса

Pua 93. Треугольные диаграммы гранулометрического состава пород XII го-

ризонта (нижний альб) Каганской группы структур Западного Узбекистана

(по В. Г. Кузнецову и В. И. Данчеву, 1960 г.).

Фигуративные точки обособляются в полях песков (зона надводной дельты), алеври-

тов (зона морских отложений) и хлидолитов (зоны смешения материала двух ис-

точников сноса).

неотсортированные осадки, характеризующиеся двухвершин-

ными гистограммами. Группировка отложений в разные сово-

купности по их гранулометрическому составу может быть про-

изведена и при нанесении аналитических данных на треуголь-

272

ную диаграмму. Фигуративные точки прибрежных отложений

XII горизонта обособляются в поле песков, морской части под-

водной дельты — алеврито-глинистых осадков; промежуточные

разрезы — в полях песчано-алевритовых осадков и хлидолитов

(рис. 93).

Очень важно выявлять и изучать тенденции и направления

изменений структуры. Например, известно, что осадки и обра-

зованные из них породы вблизи берегов в общем виде более

грубозернистые, чем в центральных частях водоема. Более гру-

бозернистый состав отмечается также в полосе течений и в зоне

более активного волнения на отдельных поднятиях рельефа

дна. Поэтому, имея достаточно большое количество каменного

материала из естественных обнажений и (или) скважин и про-

ведя массовые гранулометрические анализы, можно построить

в изолиниях карты медианного диаметра обломочной части.

Основная конфигурация изолиний отразит общую форму бас-

сейна седиментации с погрубением материала в его береговой

полосе. Направление уменьшения размерности обломочного

материала отражает направление его переноса. Отдельные изо-

лированные участки более крупнозернистого материала, по-ви-

димому, будут соответствовать островам и отмелям, что дает

возможность реконструкции рельефа дна. Наконец, вытянутые

линейные полосы более грубого материала можно интерпрети-

ровать как зоны течений, а изменение гранулометрии вдоль их

простирания дает указания о его направлении. Аналогичным

образом можно строить и интерпретировать и другие карты,

характеризующие гранулометрию и структуру пород.

Таким образом, в использовании данных о структурных осо-

бенностях пород для фациального анализа наметилось три на-

правления.

1. Построение различного типа генетических диаграмм, ко-

торые отражают скорее не фации, а динамику среды и часто

не дают достоверных и однозначных результатов.

2. Разделение отложений, выявление и обособление естест-

венных групп, отличающихся друг от друга теми или иными

показателями. Проще всего это можно сделать, анализируя

распределение фигуративных точек на треугольных диаграм-

мах, сопоставляя и группируя в отдельные типы гистограммы,

кумулятивные кривые и др. Эти данные непосредственно не

дают никакой генетической информации, однако объективное

обособление определенных комплексов немало способствует

дальнейшей успешной их генетической интерпретации.

3. Картирование гранулометрических параметров, т. е. по-

строение карт, где в изолиниях рассматривается распределе-

ние по площади среднего диаметра частиц, модальных или ме-

дианных значений, коэффициента отсортированности, появле-

ние наиболее грубых фракций и т. д. Эти карты также непо-

273

средственно не определяют генезис отложений, но дают объек-

тивную картину «изменчивости» отложений и не только про-

странственно обособляют отдельные комплексы, но показы-

вают также характер и тенденции таких изменений, что об-

легчает дальнейший генетический анализ.

Генетическое значение текстуры пород

Текстурные особенности пород — характер слоистости и раз-

нообразные знаки на границах пластов, ориентировка фрагмен-

тов породы, имеют очень большое значение для выяснения ус-

ловий их происхождения. Вместе с тем сейчас становится все

яснее, что непосредственно устанавливать фации по этим тек-

стурным признакам невозможно. Дело в том, что текстурные

признаки характеризуют в какой-то степени динамику среды

переноса и отложения, а эта динамика, как уже неоднократно

отмечалось, может быть одинакова или похожа в различных

фациях и тогда одни и те же текстуры будут встречаться в от-

ложениях различных фаций. Так, поступательное движение

воды, образующее косую слоистость, отмечается в реках, озе-

рах, морях, временных потоках. Кроме того, в одинаковых или

близких фациях могут возникать несколько различные формы

движения среды осадконакопления. Например, в русловых фа-

циях она имеет поступательный характер в стрежневых уча-

стках и часто колебательный — в краевых зонах потока, что

ведет к появлению разных текстур. Все это не позволяет абсо-

лютизировать текстурные признаки и использовать многие из

них непосредственно для однозначного определения фаций, од-

нако изучение их тем не менее необходимо, поскольку дает

важный дополнительный материал для фациального анализа,

главным образом, для выявления динамики, т. е. характера,

направлений и скорости движения среды осадконакопления.

Рассмотрим генетическое значение некоторых текстур.

Слоистость. Появление слоистой текстуры, несмотря на раз-

нообразие формы ее проявления, в конечном счете отражает

изменение гидродинамики среды переноса и осаждения, по-

этому разные виды слоистости характеризуют разную гидро-

динамику. Среди наиболее распространенных горизонтально

слоистых текстур остановимся подробнее на интерпретации

тонкой правильной слоистости, приобретающей иногда вид

микрослоистости (рис. 94, а). Эта текстура представляет осо-

бый интерес для геологов-нефтяников, так как часто характе-

ризует условия накопления толщ, обогащенных органическим

веществом, которое впоследствии может генерировать углево-

дороды.

Происхождение такой слоистости может быть достаточно

разнообразным. Она может встречаться и в мелководных и,

274

Рис. 94. Типы слоистости.

а — тонкая горизонтальная, межсолевые глины соленосной толщи среднего миоцена

Армении: б — пологоволнистая, нижний титон, верховья р. Эшкакон, Северный Кав-

каз;

— перекрестная со срезанием косослоистых серий;

г —

разнонаправленная косая.

Крым, средний—верхний плиоцен, окрестности г. Севастополя

напротив, в очень глубоководных отложениях. По во всех слу-

чаях общее необходимое условие ее формирования — спокойная

обстановка в природном слое, так как отсутствие волнения и

придонных течений, которые взмучивали бы осадок, способст-

вует сохранению тонкой слоистости. Такие условия существуют

в небольших озерах, а также в хорошо защищенных от ветра

и морского волнения заливах. Современные примеры такого

типа — фиорды Скандинавии, где иногда даже существует се-

роводородное заражение.

Наконец, тонкослоистые осадки формируются и в открытых

морях. Это либо изолированные котловинные и достаточно глу-

боководные водоемы типа Черного моря, либо отдельные бо-

лее глубокие впадины среди обычных шельфовых морей, как

это наблюдается, например, в Балтийском море, где в отдель-

ных депрессиях — иловых впадинах идет накопление тонко-

слоистых илов с высоким содержанием органического веще-

ства. А раз обстановка осаждения очень спокойная, нет

перемешивания вод, то нередко здесь возникает и дефицит кис-

лорода (поэтому здесь нет или мало донной фауны), что спо-

собствует накоплению и, главное, сохранению в осадке органи-

275

Рис. 95. Типы знаков ряби (по Р. Шроку):

а — водных потоков с величиной индекса около 5; б — эоловая с высоким индексом:

в—волновая с небольшим индексом, на малых глубинах вершины гряд обычно

закругляются; г — волновая с большим индексом

ческого вещества, из которого впоследствии образуется нефть.

Многие нефтематеринские толщи имеют тонкослоистое строе-

ние и формировались в очень спокойной обстановке. При на-

личии небольшого волнения, которое лишь в сравнительно не-

большой мере взмучивает и перерабатывает осадок, возникают

полого-волнистые (см. рис. 94, б) и линзовидно-волнистые тек-

стуры.

Важна для генетического анализа косая слоистость (см.

рис. 94, г). Она наиболее характерна для мелкообломочных по-

род— песчаников и алевролитов, реже встречается в обломоч-

ных известняках. Косой слоистости посвящены многочисленные

исследования, имеются очень подробные морфологические и ге-

нетические классификации, однако чем больше изучается этот

вопрос, тем становится яснее, что простой связи типа косой

слоистости с фациями нет. По-видимому, можно считать уста-

новленным, что направление падения косых слойков совпадает

с направлением движения среды отложения. Имеются также

некоторые отличия косой слоистости, образованной в водной

среде и в воздушной.

В эоловых отложениях косослоистые серии достигают

иногда 12—30 м, в то время как в водных они не превышают

1,0—1,5 м. Эоловая косая слоистость особенно в сравнении

с речной отличается волнистыми слойками, непостоянством и

сменой углов падения, частым срезанием одних волнистых се-

рий другими. При наличии косой слоистости следует проводить

массовые замеры падения косых слойков в различных точках,

276

Рис. 96. Зиаки ряби на поверхностях слоев. Средний карбон, Приуралье,

площадь Татарский Нагадак, скв. 34, интервал 832—836 м.

а — современная эоловая рябь, Центральные Кызылкумы.

, б,

— симметричная вод-

ная волновая рябь

по результатам этих замеров строить диаграммы-розы преоб-

ладающего падения в каждой точке (разрезе), а затем нане-

сти на карту около каждого пункта наблюдения преобладаю-

щие направления падения слойков в этой точке. При большом

количестве замеров на карте появляется сетка основных на-

правлений течений — гидрографическая сеть, система морских

течений и т. д.

Установление течений в бассейне имеет большое значение.

Они приносят кислород и обеспечивают окислительную обста-

новку седиментации, определяют характер осадков и их рас-

277

Таблица 24

Признаки знаков ряби различных типов

Основные признаки

Водная рябь

Эоловая (ветровая)

рябь

Основные признаки

Волновая Течений

Эоловая (ветровая)

рябь

Длина волны l (расстояние

между вершинами гребней)

Высота волны h (превыше-

ние гребня над ложбиной)

Индекс ряби (отношение рас-

стояния между вершинами со-

седних валков к их высоте l/h)

Форма ряби

Взаимоотношение в плане

Ориентировка в пространст-

ве

Внутреннее строение

От 0,5 до 50 см, обычно 2—

10 см

От немногих миллиметров до

нескольких сантиметров. В од-

ной системе равномерная, поч-

ти не изменяющаяся

5—10, у волноприбойных—5—20

Симметричная. Гребни острые,

иногда округленные, углубле-

ния полого округлые более

широкие, чем гребни. В вол-

ноприбойной зоне могут быть

асимметричны. Хребтики отно-

сительно параллельны

Хребтики приблизительно па-

раллельны и расположены на

примерно равных расстояниях

друг от друга

Обычно параллельна береговой

линии

Легкий материал скапливается

на гребнях, более тяжелый

в углублениях

От 2—3 см до 2—3 м

От 2—3 мм до 40—50 см.

Быстро меняется по простира-

нию

Низкий: 4—10

Асимметричная. Крутой склон

направлен по течению. Хреб-

тики прямолинейные, вол-

нисто и дугообразно изогнуты,

различной длины, иногда ко-

роткие

Хребтики обычно почти па-

раллельны и находятся на при-

близительно равных расстоя-

ниях; при вихревых движе-

ниях воды могут располагать-

ся беспорядочно

В общем случае хребтики пер-

пендикулярны к направлению

течения

Легкий материал скапли-

вается па гребнях, более тя-

желый в углублениях

1 —10 см, реже до 25 см

Обычно несколько милли-

метров. Меняется по про-

стиранию

Высокий: >15, иногда до

100

Асимметричная с пологим

наветренным склоном. Хреб-

тики дугообразно изогнуты

Близкое к параллельному

Разнообразная в зависи-

мости от направления ветра

На хребтиках зерна круп-

нее, чем в углублениях

пределение, расселение водных организмов и разнос их после

смерти, т. е. определяют многие важные фациальные особен-

ности отложений. Поскольку они откладывают, как правило,

грубый материал, то в зонах ископаемых течений формиру-

ются коллекторские толщи, могущие содержать залежи нефти

и газа.

Знаки на поверхности слоев чрезвычайно разнообразны.

Многие из них хорошо изучены и их происхождение не вызы-

вает сомнений, значение других (гиероглифы во флишевых тол-

щах)— до сих пор не всегда ясно. Ряд таких текстур образу-

ется в результате жизнедеятельности организмов. Это следы

ползания, следы илоедов и сверлильщиков, отпечатки ступней

различных позвоночных и т. д., которые изучаются специаль-

ным разделом палеонтологии — палеоихнологией. Многие тек-

стуры имеют неорганическое происхождение и формируются

под действием агентов внешней среды .

Довольно часто встречаются и подробно изучены знаки

ряби на поверхности слоев (рис. 95, 96). Они образуются при

действии на осадок водных или воздушных течений, а также

волн, причем имеются достаточно определенные отличия ряби

эоловой от ряби, образованной в результате течений — посту-

пательное движение воды, и волнений — колебательное движе-

ние воды (табл. 24). Раньше считалось, что водная рябь всегда

образуется на очень небольших глубинах и может быть важ-

ным признаком мелководья. В настоящее время знаки ряби

обнаружены на поверхности осадка в океанических глубинах.

На поверхности глинистых и алевролитовых, а иногда и

тонкозернистых карбонатных пород отмечаются трещины вы-

сыхания (следы растрескования). Важное значение этих тек-

стур заключается в том, что они формируются в периоды осу-

шения влажного осадка. Тем самым их наличие свидетельст-

вует либо о крайней мелководности бассейна и его периодиче-

ском осушении, либо о континентальных условиях — сухой

климат с редкими, но обильными осадками (образования типа

современных пустынных такыров).

§ 3. ИЗУЧЕНИЕ ОСТАТКОВ ДРЕВНИХ

ОРГАНИЗМОВ И СЛЕДОВ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ФАЦИАЛЬНОГО

АНАЛИЗА

При изучении остатков организмов необходимо прежде

всего установить, что представлено в изучаемом материале:

биоценозы или танатоценозы.

Биоценоз — это население данного участка, сформировав-

шееся за определенное время под влиянием особенностей среды,

279

свойственных этому участку. Место обитания биоценоза назы-

вается биотопом. Иными словами, в биотопе мы встречаем

остатки организмов в среде их обитания в прижизненном поло-

жении и (или) практически не испытавшие переноса.

Танатоценоз — это посмертное скопление организмов, не-

редко разных биоценозов, поскольку захоронение происходит

не в местах их жизни, а на участках, куда остатки организмов

переносятся после смерти. Ископаемые биоценозы прежде всего

характеризуются автохтонным залеганием органических ос-

татков и следов жизнедеятельности: наличием остатков коло-

ниальных и одиночных организмов (кораллов, мшанок, архео-

циат) в положении роста, прирастающих и прикрепляющихся

беспозвоночных (брахиопод, пелеципод, сериул и др.) в при-

жизненном положении, ходов червей и других илоедов, норок

зарывающихся в ил (солены, лингулы) и сверлильщиков твер-

дого грунта, корневой системы растений и т. д. Захороненные

биоценозы содержат остатки организмов, в том числе одних и

тех же видов самых различных размеров и без всяких следов

переноса (дробления, окатывания).

Танатоценозы отличаются аллохтонным залеганием остат-

ков организмов. Для них обычны разрозненность створок дву-

створчатых раковин (брахиопод, пелеципод, остракод и др.),

сортировка раковин по размерам, определенная их ориенти-

ровка, наличие обломков раковин, признаки их окатывания;

могут встречаться остатки организмов, судя по экологии ко-

торых можно утверждать, что они никогда не обитали вместе.

Фациальное значение ископаемых биоценозов

Значение ископаемых биоценозов в том, что на основании

экологии входящих в него организмов можно восстановить

многие физико-химические черты среды их обитания.

В ряде случаев уже простое определение состава организ-

мов позволит сделать некоторые выводы об условиях осадко-

накопления. Распределение основных групп беспозвоночных

в зависимости от глубин, солености и характера субстрата по-

казано на рис. 97, 98, 99. Хотя эти условия характерны для

современных организмов, многие из них встречаются и в иско-

паемом состоянии, поэтому эти данные, с теми или иными кор-

рективами, можно использовать и для древних отложений.

Нахождение весьма разнообразной фауны и флоры, пред-

ставленной не только различными группами, но и различными

родами и видами, хотя количество особей каждого вида может

быть невелико, свидетельствует об условиях, благоприятных

для существования в данной среде различных организмов,

в частности, о нормально морских условиях. Напротив, одно-

образие видового состава и часто очень большое количество

280