Шванов В.Н., Фролов В.Т., Сергеева Э.И. и др. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов

Подождите немного. Документ загружается.

СИСТЕ

И КЛАС

Посвящается

М. С. Швецову, Л. В. Пустовалову,

Л. Б. Рухину, Г. И. T еодоровичу,

М. В. Кленовой, Ю. П. Казанскому —

создателям фундаментальных классифи-

каций в отечественной литологии

,АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ

ПРЕДСТАВЛЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ОРГАНИЗАЦИИ:

Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)

Московский государственный университет (МГУ)

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт

(ВСЕГЕИ)

Всероссийский научно-исследовательский институт «Океангеология»

(ВНИИОкеангеология)

Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геолого-разведочный

институт (ВНИГРИ)

Государственная академия нефти и газа (ГАН и Г)

Московская горно-геологическая академия (МГГА)

Институт океанологии Российской академии наук

Авторы признательны своему ученику Роману /Иванову, усилия

которого во многом определили публикацию этой книги.

Организационный центр Подкомиссии по систематике осадочных

пород находится: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

Санкт-Петербургский государственный университет, геологический фа-

культет.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМИТЕТ ГЕОЛОГОВ РОССИИ

ПОДКОМИССИЯ ПО СИСТЕМАТИКЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ УНИВЕРСИТЕТОВ

РОССИИ

МЕЖДУВЕДОМСТВЕННАЯ КОМИССИЯ ПО СИСТЕМАТИКЕ

И НОМЕНКЛАТУРЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

СИСТЕМАТИКА

И КЛАССИФИКАЦИИ

ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

И ИХ АНАЛОГОВ

Санкт-Петербург

ОАО «Издательство «Недра»

Санкт-Петербургский филиал

1998

ББК 26.303

С 34

УДК 525.5

С 34 Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов/

В.

Н. Шванов, В. Т. Фролов, Э. И. Сергеева и др. — СПб.: Недра,

1998.—

352 с: ил.

ISBN 5-247-03764-2

Впервые в литературе изложена полная систематика осадочных пород, пост-

роенная на структурно-вещественной основе. Описанием охвачены все осадочные

породы и их аналоги: современные осадки и метаморфические породы, а также

переходные вулкано-осадочные породные образования. Общая систематика построена

по иерархическому принципу и включает шесть таксонометрических уровней. За

элементарную единицу систематики принят минерально-петрографический вид. Каж-

дая из породных групп также классифицируется на основе вещества и структуры,

дополнительно приведены целевые классификации — фациально-генетические, тек-

тонические и др. Описание ряда групп сопровождается терминологическими слова-

рями. Изложены также принципы и история систематизирования осадочных пород.

Рекомендована Подкомиссией по классификации осадочных пород Национального

Комитета геологов России для геологов Российской Федерации и стран СНГ.

Для широкого круга геологов, литологов, петрографов и специалистов по ос-

воению минеральных ресурсов.

Табл. 110, ил. 41, список лит. 521 назв.

Авторы: В. Н. Шванов, В. Т. Фролов, Э. И. Сергеева, В. И. Драгунов,

Д.

К. Патрунов, В. Г. Кузнецов, Г. А. Беленицкая, В. В. Куриленко, А. Д. Пет-

ровский, В. Н. Кондитеров, Т. К. Баженова, В. В. Жданов, Ф. А. Щербаков,

М. Н. Щербакова, Г. А. Мизенс, В. М. Цейслер, Б. А. Трифонов, Ю. Л. Верба,

К. Б. Ильин.

Ответственный редактор В. Н. Шванов

Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фун-

даментальных исследований. Проект № 97-05-78172.

180402030

°-

без объявл. ББК 26.303

043(01)-98

(P) Коллектив автооов. 1998

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемая книга не похожа на другие сводки по осадочным породам,

которые были написаны в СССР и в России, так же как, насколько известно

авторам, в какой-либо иной стране. Она представляет собой работу, целиком

посвященную классификации осадочных пород и их аналогов. Попытки

найти в мировой литературе по литологии похожие работы не дали поло-

жительных результатов, в отличие от других наук, изучающих горнопородный

уровень геологической материи. Известны классификации магматических

пород, опубликованные в виде отдельных изданий в нашей стране и за

рубежом несколько раз, сделана попытка, на наш взгляд менее удачная,

систематизировать метаморфические породы, даже классификация лунных

пород отображена в отдельной монографии. И только осадочные породы,

преобладающие в верхних горизонтах литосферы, являющиеся главным

носителем полезных ископаемых и выполняющие роль универсального свя-

зующего звена всех геологических наук, оказались не охваченными единой

многоцелевой и достаточно развернутой классификацией или систематиза-

цией. Это, на первый взгляд парадоксальное явление, очевидно, имеет

глубокие корни, обусловлено многофакторностью осадочного процесса, не-

зрелостью литологической науки и первично ошибочной мировоззренческой

позицией, базировавшейся на приоритете генетического знания.

Однако успехи осадочной петрографии — одной из молодых геологи-

ческих дисциплин, достигнутые за 70—80 лет в нашей стране к рубежу

80—90-х годов нашего столетия позволили приступить к созданию единой

классификации осадочно-породных образований, которая по своему содер-

жанию может служить базовой многоцелевой системой знаний, т. е. сис-

тематикой горных пород и их аналогов. Результатом усилий в этом на-

правлении явилась данная книга. Ее отличают следующие пять особенностей.

В качестве исходного осуществлен единый принцип деления осадочных

пород по структурно-вещественному составу. В соответствии с этим при-

оритетными классификациями предлагается считать такие, которые пост-

роены на двух основаниях: учете минерального (компонентного) состава,

во-первых, и структурной композиции, во-вторых.

Последовательное применение указанного принципа привело к со-

зданию классификаций, во многом отличных от существующих, в том числе

традиционно изложенных в обобщающих сводках и учебниках, поскольку

последние строились на иных основаниях.

Предложенными структурно-вещественными классификациями уда-

лось охватить все осадочные образования — как их общую систему, так

и каждую из групп: от самых крупных — пелитолитов — до малых —

нитратолитов, пород из самородных элементов и др.

Общая породная структурно-вещественная классификация носит

многоцелевой характер и может оцениваться в ранге базовой естественно-

научной классификации или систематики, а структурно-вещественные клас-

сификации отдельных групп пород могут рассматриваться в качестве ее

составных частей.

Использование иных признаков — ландшафтно-палеогеографических,

тектоно-геодинамических, для некоторых пород — технологических — при-

водит к созданию соответствующих фациально-генетических, тектонических

или иных классификаций, которые оцениваются как необходимые, но целевые,

дополняющие в общих схемах деления пород или отдельных групп их

базовые классификации — систематики.

Работа над этой книгой началась в 1992 г., когда С. В. Ефремова от

имени Междуведомственного петрографического комитета предложила со-

здать комиссию по систематике и номенклатуре осадочных пород. В итоге

двух заседаний, прошедших в Москве в МГРИ и ГИНе РАН был создан

оргкомитет этой комиссии в составе: В. Н. Шванов (председатель), В. Т. Фро-

лов,

В. И. Драгунов, М. Н. Щербакова и Э. И. Сергеева (ученый секретарь).

После обсуждений главного вопроса, в которых участвовали также В. С.

Тихомиров, В. М. Цейслер, С. В. Ефремова, О. В. Япаскурт, на каких

основаниях должна строиться будущая классификация — фациально-гене-

тических или структурно-вещественных,— решение сложилось в пользу

последних. Тем самым было заложено основание для последующей работы.

В итоге состоявшихся после этого заседаний, проходивших в стенах кафедры

литологии и морской геологии Санкт-Петербургского государственного уни-

верситета, удалось собрать коллектив авторов и объединить их общей

методологической идеей. Организационно комиссия по систематике осадоч-

ных пород существовала под эгидой геологической секции Учебно-методи-

ческого объединения (УМО) университетов; фактически это было добро-

вольное объединение энтузиастов — специалистов по отдельным группам

пород или общеметодологическим вопросам.

В 1996 г. работа над книгой была практически закончена. Завершение

ее с 1997 г. осуществлялось под эгидой Подкомиссии по классификации и

номенклатуре осадочных пород Национального комитета геологов России.

Поскольку ее создателем был коллектив авторов, основная опасность за-

ключалась в том, чтобы не потерять единства подхода к проблеме и не

впасть в противоречия при написании разных разделов. Коллективные

работы, несомненно, имеют преимущества, поскольку позволяют наиболее

детально осветить широкий спектр вопросов. Вместе с тем, как заметил

А. Н. Павлов — редактор известного издательства: «качество книги обратно

пропорционально числу ее создателей». Авторы этого труда стремились

создать не серию очерков, а цельную, внутренне единую работу. В известной

степени этого удалось достичь при написании отдельных глав, эту же цель

преследовало общее редактирование книги. В результате, как представля-

ется, было достигнуто максимально возможное единство текста, который

разбит на четыре части. Они неравны между собой не только по объему,

но и по реализации основной идеи — создания единой классификационной

системы.

В наибольшей степени единую концепцию, основанную на приоритете

структурно-вещественного подхода, удалось осуществить в двух первых

частях книги, посвященных общей систематике осадочных пород и осадоч-

но-породных групп. Все осадочные образования были увязаны в единую

систему, и в этом авторы видят главный успех проделанной работы.

Классификации аналогов осадочных пород, содержащиеся в III части,

оказались менее цельными: здесь удалось сохранить общность концепции,

принятой в книге, однако незрелость существующих знаний и многообразие

подходов, а также специфика современного седиментогенеза, процессов

метаморфизма и вулканизма не позволили создать классификации, которые

были бы напрямую скоррелированы с классификациями соответствующих

групп осадочных пород. Материал III части книги представляет собой,

скорее, инструмент для решения специализированных задач и некоторую

основу для создания будущих классификаций как блоков единой систематики

всех осадочных образований горнопородного уровня.

IV часть в известной мере автономна. В ней показаны место систематики

осадочных пород в комплексе геологических знаний, методологические и

практические возможности ее использования в других науках.

Не все проблемы систематизации были решены сразу. Кроме упоми-

навшихся уже отступлений от общих принципов при классификации оса-

дочно-породных аналогов, не удалось преодолеть трудностей в достижении

единства ранговости деления разных породных групп, решить проблему

вида — элементарной единицы систематики — и ряда других проблем.

Однако при общей оценке работы не следует забывать, что перед читателем

первая в геологической практике развернутая систематика осадочных пород,

при создании которой авторам приходилось искать новые пути и новые

решения.

Доля, внесенная каждым из авторов в создание книги, видна из ее

текста и оглавления. И все же необходимо выделить тех, чья роль оказалась

шире рамок написанного. Это — прежде всего большая работа Д. К- Пат-

рунова, прочитавшего первую редакцию текста и сделавшего много важных

замечаний по частным вопросам и общей конструкции работы, учтенных

в окончательном варианте. Необходимо отметить с благодарностью дея-

тельность Э. И. Сергеевой, которая в течение пяти лет вела переписку,

координируя деятельность авторов, а также В. Г. Кузнецова и Б. А. Три-

фонова, которые не только формировали идеологию работы, участвуя во

всех рабочих совещаниях, но и оказали финансовую помощь при ее издании.

Классификация — один из фундаментальных про-

цессов в науке. Факты и явления должны быть упоря-

дочены, прежде чем мы сможем их понять и разработать

общие принципы, объясняющие их появление и видимый

порядок. С этой точки зрения классификация является

интеллектуальной деятельностью высокого уровня, не-

обходимой нам для понимания природы... Классифика-

ция не ограничивается рамками усилий человеческого

интеллекта и в действительности является фундамен-

тальным свойством всех живых существ...

Р.

Р. Сокал. Классификация и кластер

Часть I. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ

КЛАССИФИЦИРОВАНИЯ И

СИСТЕМАТИЗИРОВАНИЯ ОСАДОЧНО-ПОРОДНЫХ

ОБРАЗОВАНИЙ

Глава I. ИСТОРИЯ КЛАССИФИЦИРОВАНИЯ

ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Ранние классификации. Не касаясь предыстории науки об осадочных

породах, а рассматривая только тот отрезок времени, когда она обособилась

от геологии вообще и от стратиграфии в частности — сначала как часть

общей петрографии, а затем и как самостоятельная дисциплина,— начнем

интересующий нас обзор с рубежа XIX—XX в. О состоянии классифика-

ционной проблемы на это время можно составить представление по капи-

тальным геологическим сводкам А. А. Иностранцева [6], М. Неймайра [17]

и по небольшой, но весьма важной статье А. Грабау [42].

Развивая представления, принципиально оформившиеся в 1885 г. и

изложенные в первом издании «Геологии», А. А. Иностранцев в пятом

издании 1914 г. [6] приводит следующую схему классификации горных

пород, изучаемых петрографией*.

Простые горные породы — лед, каменная соль, гипс, ангидрит, известняк, доломит,

рухляк (мергель), горючий рухляковый сланец, фосфорит, кремень, роговик, пресноводный

кварц, кремневый натек и туф, полированный сланец, шпатовый железняк, магнитный железняк,

бурый железняк, графит, торф, бурый уголь или лигнит, каменный уголь, антрацит, шунгит.

петролеум или горное масло, асфальт или горная смола.

Сложные горные породы

Массивные сложные породы

Ортоклазовые породы

Ортоклазовые породы с кварцем — гранит, гранитовый порфир ...

Плагиоклазовые породы

Плагиоклазовые породы с роговой обманкой или биотитом — диорит, порфирит ...

Нефелиновые породы — нефелиновый долерит и базальт ...

Слоистые сложные породы — гнейс, гранулит, геллефлинт, порфироид, слюдистый

сланец...

Обломочные породы

Рыхлые породы

Продукты механического измельчения водой — песок, гравий, щебень, гальки, валуны

Рыхлые продукты вулканических извержений — вулканический пепел, песок, лапилли.

бомбы, глыбы, пемзовый песок и галька

Цементированные породы — песчаник, кварцит, конгломерат, брекчии

Глинистые породы — глина, суглинок, лёсс, чернозем, сланцевая глина, глинистый сланец

Туфы — порфировый туф, зеленокаменный туф, трахитовые и базальтовые туфы

* Перечень осадочных и вулканоидно-осадочных пород по работам А. А. Иностранцева и

М. Неймайра мы приводим полностью, в отличие от неполных списков по другим породам,

которые даны в качестве иллюстрации принципов построения классификаций. Порядок

расположения пород в перечне соответствует оригиналам [6, 17].

М. Неймайр, описывая горные породы, скорее в генетическом, чем в

петрографическом плане, придерживается следующей схемы их деления

[17].

Слоистые горные породы

Пластические породы — валунные отложения, конгломераты, брекчии, песок, глина,

кластическая глина, меловой ил

Каменная соль, гипс, ангидрит

Выделения углекислой извести — сталактиты, сталагмиты известковые туфы, известня-

ки — моллюсковые иглокожиевые, коралловые, белый ил. Красная глина глубокого моря —

радиоляриевый ил

Доломит

Массивные горные породы

Кристаллически-зернистые породы — граниты, сиениты, диориты, диабазы, габбро...

Порфировые разности того же состава — кварцевые порфиры, риолиты...

Кристаллические сланцы — слюдяные сланцы, гранулиты...

Естественно, с позиций сегодняшнего дня легко увидеть ограниченность

списка пород, отсутствие разделения осадков и горных пород и другие

недостатки приведенных классификаций, незрелых по вполне понятным

причинам. Все же в качестве их особенностей отметим две наиболее важные.

Первая — выделение обломочных (кластических) пород в самостоятельную

группу — или полностью самостоятельную, или автономную — в составе

сложных (вместе с массивными и слоистыми сложными). Эта оценка са-

мостоятельности обломочных пород сохранялась потом практически во всех

классификациях XX в. Вторая особенность заключается в том, что высшие

единицы деления (высшие таксоны, как мы их сейчас называем), устанав-

ливались не по генезису, а по их внутренним свойствам: степени сложности,

или сложению (структуре). Распространенное мнение, что принцип деления

горных пород по их происхождению на магматические, осадочные и мета-

морфические является изначальным, представляет собой не более чем

укоренившееся заблуждение.

Исходные классификации. Существенным шагом вперед была класси-

фикация осадочных пород 1904 г. А. Грабау [42], создавшего, между прочим,

доныне существующую терминологию (биорудиты, биоарениты, биолютиты,

кальцирудиты и другие термины, образованные по сходному принципу).

Удобнее рассмотреть последнюю редакцию классификации А. Грабау [43]

вместе с одновременно опубликованными классификациями Г. Розенбуша

1923 г. [23] на немецком и У. Твенгофела 1925 г. [28] на английском. Схема

А. Грабау с некоторыми сокращениями на нижних уровнях деления выглядит

следующим образом.

Конгломераты или пуддинги: гидрорудиты, гидросиликрудиты, гидрокальцирудиты.

Брекчии: пирорудиты (аггломераты), ауторудиты, аутосиликрудиты, аутокальцирудиты,

атморудиты, атмосиликрудиты, атмокальцирудиты, биорудиты.

Песчаники: аутоарениты, аутосиликарениты, атмосиликарениты, гидрарениты, гидро-

силикарениты, биоарениты.

Сланцы (slates), глинистые сланцы (shales), грязевые (mud) и глинистые (clay)

породы: аутолютиты, аутосиликлютиты, аутоаргилютиты (свободные, силикатные или карбо-

натные), анемолютиты, анемоаргилютиты, анемосиликлютиты, гидролютиты, гидраргилютиты.

Туфы: пирарениты, пиролютиты.

6. Известняки (кальцилиты) и доломиты: гидрокальцилиты (химические известняки);

биокальцилиты: аутокальцирудиты, кальциарениты и кальцилютиты; атмокальцирудиты, кальк-

арениты и кальцилютиты; атмокалькарениты и кальцилютиты; гидрокальцирудиты, калькаре-

ниты и кальцилютиты.

Таким образом, классификация А. Грабау — трехуровенная. На верхнем

уровне породы распределяются по структуре (конгломераты, брекчии, пес-

чаники, сланцы), происхождению (туфы), составу (известняки и доломиты);

на втором уровне — по среде отложения (анемо-, атмо-, гидро-), месту

залегания (ауто-), участию организмов (био-) и составу (кальц-, силик-). В

некоторых случаях состав учитывается на третьем таксономическом уровне

(силикатные и карбонатные аргилютиты и др.).

Классификация У. Твенгофела [28] построена с учетом генезиса и

состава осадков и осадочных пород.