Шванов В.Н. Структурно-вещественный анализ осадочных формаций

Подождите немного. Документ загружается.

ма, так и идентификация единичных формаций в системе wift

классификации могут рассчитывать на успех, если накоплено до-

статочно много сведений об элементарных ячейках: описаны их со-

ставы, строение, даны их изображения, подсчитаны количественные

параметры и т. д.

О необходимости создания Атласа элементарных литом уже

говорилось ныше. Ha сегодняшний день нам известно несколько

десятков элементарных литом, которые можно принять в качестве

типовых. Подводя итог материалу, изложенному в тексте и на ри-

сунках в предыдущей главе, а также обращаясь к оригинальным

работам упоминавшихся там авторов, мы можем привести пере-

чень элементарных ячеек, принимаемых за типовые, — в известной

мере эталонов для идентификации конкретных формационных еди-

ниц осадочных разрезов.

В приведенном описании элементарных ячеек соблюдены неко-

торые единообразные формальные требования, которым мы реко-

мендуем следовать в будущих формационных описаниях.

Ламиниты.

— Песчано-пелитовый диолитовый ламинит обобщенный, по

Де-Гееру и др., П. Даффа, 1971 г. (ленточные глины приледнико-

вых озер).

— Песчано-алевропелитовый диолитовый ламинит яванской

свиты нижнего мела Таджикистана (В. Н. Шванов) (пресновод-

ный внутриконтинентальный водоем).

— Алеврито-пелито-сульфидный триолитовый ламинит четвер-

той толщи нижнего протерозоя печенгской серии Кольского полу-

острова (В. Н. Шванов) (водный бассейн, ландшафтная и гео-

структурная позиция неизвестны).

— Известняково-мергельный диолитовый ламинит обобщенный

г. Эйзеле, 1985 г. (морские и океанические глубоководные осадки).

— Диолитовый ламинит крупнообломочно-оолитовых и мелко-

обломочно-пелитовых известняков сарматского яруса по р. Днестр

(В.

Н. Шванов) (мелководье внутриконтинентального моря).

— Диолитовый ламинит поваренной соли современных осадков

Илецкой Защиты А. Иванова, 1939 г. (озера семиаридной зоны).

Циклиты.

— Карбонатного флиша обобщенный Н. Вассоевича, 1948 г.

(в трактовке Н. Б. Вассоевича — осадки трогового бассейна в усло-

виях тектонических осцилляции).

— Терригенного флиша обобщенный А. Боумы, 1962 г. (про-

дукт суспензионных потоков на континентальном подножии).

— Алевропелитовый обобщенный Д. Стоу, 1980 г. (дистальный

турбидит Атлантической континентальной окраины).

— Гравийно-песчано-алевропелитовый обобщенный девонской

зилаирской серии Южного Урала И. Хворовой, 1980 г. (осадки

континентального подножия разной динамической природы).

— Песчано-алеврито-пелитовый обобщенный части нижнесилу-

рийской толщи у пер. Шахристан в Туркестанском хребте

is;)

(В.

Н. Шванов) (морской бассейн, ландшафтная и тектоническая

позиция спорные).

— Известняковый грубообломочно-пелитовый среднетриасовый

верхнего раковинного известняка Германии Т. Айгнера, 1985 г.

(осадки штормовых потоков — темпеститы).

—• Грязевой грубообломочно-алевропелитовый обобщенный

В.

Попова, 1985 г. (осадки наземного селевого потока).

Циклостромы.

— Смешанных осадков — пылеватых песков, супесей, суглин-

ков,

почв Я. Шаевича, 1987 г. (четвертичные лёссы).

— Известняковых органолитово-кристаллитовых пород — част-

ные циклостромы ченчинской толщи верхнего рифея Е. Хабарова,

1985 г. (морской бассейн, районы развития рифовых построек).

— Глинисто-известняково-доломитовая обобщенная нижнекем-

брийской юедейской свиты юга Сибирской платформы В. Кузнецо-

ва, 1985 г. (отложения мелководного бассейна аридной зоны).

— Лоферская дахштейновых известняков обобщенная — верх-

него триаса Северных Известняковых Альп А. Фишера, 1964 г.

(осадки литорали и сублиторали мелководного морского бассейна),

— Гравийно-песчано-смешанно-породно-алевролитовая даунто-

на, Шропшир, Дж. Аллена, 1964 г. (аллювиальный цикл).

— Глинисто-мергелисто-известняковая юры Лотарингии

В.

Клопфеля, 1917 г. (регрессивный спектр от глубоководных к

мелководным морским отложениям).

Циклотемы.

— Терригенно-известняково-угольная обобщенная пенсильван-

ская Иллинойса П. Даффа, 1971 г. (угленосная паралическая —

осадки побережной заболоченной равнины).

— Гравелито-песчано-алевритовая угленосная юрская Иркут-

ской впадины П. Тимофеева, 1970 г. (осадки аллювиально-озерно-

болотной равнины).

—•* Песчано-алеврито-известняковая угленосная юрская Канско-

Тасеевской впадины П. Тимофеева, 1970 г. (осадки аллювиально-

прибрежно-морской равнины).

— Грубообломочно-песчано-алевропелитовая смешанно-пород-

ная недифференцированная обобщенная Средней Азии В. Попова,

1985 г, (континентальная подгорно-веерного пояса).

!есчано-алевропелитовая дифференцированная обобщенная

Средней Азии В. Попова, 1985 г. (континентальная равнинно-до-

линная) .

Стратолиты.

— Песчаниковый крупнослоистый могилевской свиты венда По-

дол и и (В. H

!Иванов) (осадки морского бассейна).

— Кварцитовый крупнослоистый керносской свиты венда (?)

Западного Урала (В, Н. Шпшюп) [осадки морского (?) бассей-

на] .

— Песчаниковый однородный (гигантослоистый) чагамской

свиты неогена Таджикистана (В. Н. Шванов) (эолово-дюнные

осадки).

154

— Песчаниковый однородный тортона Подолии (В. Н. Шванов)

{осадки прибрежного мелководья).

Описательная часть формационного анализа — литомографии—

в системе ПЭЯ в качестве основных процедур включает две: вы-

деление элементарной формации — литоформации — и определение

ее места среди множества других, т. е. типизацию. Выделение эле-

ментарной формационной единицы здесь возможно после того, как

елоеобразующие породы будут определены до уровня минерально-

петрографического вида, установлен вид их парагенеза — ламини-

товый, циклитовый и т. д., выведена литосома данной части разре-

за, данной литоформации.

Вопрос о количественных границах подобной литологической

однородности остается открытым. Можно говорить об относитель-

ной однородности, отличной от ассоциаций, принятых за следую-

щую породную однородность, и о приблизительном соответствии

таких однородностей гилеациям. При этом возможно полное опи-

сание гилеации: породный состав и структура элементарной ячей-

ки,

мощности ее элементов, частота встречаемости, статистики

(среднее стандартное отклонение и др.) как для частей элементар-

ной ячейки, так и для ячейки в целом.

Следующий шаг заключается в типизации выделенной гилеа-

ции, в определении ее места в общей системе ПЭЯ, складывающей-

ся на сегодня из семи вещественных таксонов и пяти таксонов

структурных, которые могут быть разбиты на какое-то количество,

пока неизвестное, таксономических единиц более низкого ранга.

Поскольку систематизация сведений о составе элементарных ячеек

только начата, основная работа здесь может пойти не столько в

направлении идентификации толщ, сколько в пополнении общих

сведений о многообразии элементарных ячеек. В идеале следует

стремиться к созданию соответствующего банка данных, введенных

в память ЭВМ.

Делая первые шаги в выработке и одновременном использова-

нии системы петрографический тип — элементарная ячейка, мы

определили в ней место ряда осадочных толщ, которые удалось

описать в той степени, которая позволила получить необходимые

.характеристики. Результаты приведены в табл. 16.

Кроме того факта, что толщи в выбранной системе действитель-

но могут быть идентифицированы и разделены, что само по себе

важно и свидетельствует о реальной значимости классификацион-

вой системы, из табл. 16 выступает еще одна закономерность со-

держательного плана, о которой уже шла речь в предыдущей гла-

ве.

Все циклические толщи принадлежат низшим в отношении

уровня дифференциации вещества типам формаций, ациклические

стратолитовые — высшим типам формаций, обладающим высоким

уровнем осадочной зрелости. Мы намеренно, следуя общему стилю

изложения материала в данной книге, обходим вопросы генезиса,

однако в данном случае не можем пройти мимо важного явления,

155

Фрагмент корреляционной таблицы петрографический

тип —

Элементарная ячейка

Петрографи

Элементарная ячейка

Инфериморфный

Ламиниты

Песчано-пелитовый

Де

Геера—

IL Даффа,

1971 г.

Ламиниты

Алеврито-пелито-сульфидный печенг-

ский Заполярного

(В. Н.

Шванов)

Части четвертой толщи печенгской

серии нижнего протерозоя,

пос. За-

полярный

2. Циклиты

Терригенного флиша,

общем зна-

чении точнее

не

определенного

Части мелового комплекса южного

склона Карпат.

Части палеогенового комплекса

г. Прато-Минья, Апеннины

2. Циклиты

Терригенного флиша

А.

Боумы,

1962

г.

2. Циклиты

Гравийно-песчано-пелитовый типа

зи-

лаир

И.

Хворовой,

1980 г.

Части четвертой толщи печенгской

серии нижнего протерозоя,

пос.

Запо-

лярный

2. Циклиты

Песчано-пелитовый типа шахристан

В.

Шванова,

1985 г.

'Полдаракская, падасская

Туркестан

3. Цикло-

стромы

Гравийно-песчано-смешанно-породно-

алевритовая

Дж.

Аллена,

1964 г.

5. Стратолиты

Песчаный могилевский днестровский

(В.

Н.

Шванов)

5. Стратолиты

!Песчаный тортонский подольский

(В.

Н.

Шванов)

156

Таблица

ческий

тип

Писеоморфный

Медиоморфиый

б,

Лл1.томорфный

6. Магноморфный

Ленточные глины

четвертичные

По-

ровичского района

Части тамрической

се-

рии триаса

»~

нижней

юры Крыма

Части сылвецкого

комплекса,

р.

Чусо-

вая,

Урал.

Части аилаирской

се-

рии

AiPOHi

Южный

Урал

Части пушневатской

серии д«оim -ниж-

него карбона,

Южный Тянь-Шань

свиты силурй

ского хребти

;

TT""

Части третьей толщи

печвнгской серии,

пос.

Заполярный

•

Песчаная могилевская свита венда,

р,

Днестр

Верхи керносской

свиты венда,

р. Се-

ребрянка, Западный

Урал

Песчаная ямчен-

ская свита палео-

гена Карпат

Верхи керносской

свиты венда,

р. Се-

ребрянка, Западный

Урал

Кварцитовая

часть'

петрозавод-

ской свиты ниж-

него протерозоя,

!Петрозаводск

Верхи петрозавод-

ской свиты нижнего

протерозоя, Шокша,

Карелия. Пески

ба-

денского яруса

По-

долии,

р.

Серет

15Т

элементарна« ячейка

положение

в ней

некоторых гилеации

поскольку оно касается самой классификации в системе ПЭЯ, что

обнаруживает ее эвристические возможности.

Только в тех условиях, где не создаются предпосылки для диф-

ференциации осадочного вещества, а это условия энергичной тек-

тоники, возможно полное саморазвитие седиментационной циклич-

ности, отражающей с максимальной полнотой саморазвитие оса-

дочного процесса. В обстановках, приводящих к повышенной и

глубокой дифференциации, отражение седиментационной циклич-

ности становится все более фрагментарным вследствие размывов

и нулевой седиментации. Сохранность седиментационной циклич-

ности, а следовательно, ее реальное проявление в разрезах, в ко-

нечном счете контролируется тектоническими режимами.

Вопрос этот, в силу своей важности, конечно, заслуживает са-

мостоятельного глубокого анализа. Здесь л хочу подчеркнуть толь-

ко тот факт, что главная закономерность в реализации седимента-

ционной цикличности в геологических разрезах проявляется весьма

наглядно и наглядность эта достигается всего лишь простым си-

стематизированием, что свидетельствует вместе с тем о правиль-

ности выбора его критериев.

В проблемах классифицирования всегда возникает вопрос об

элементарной единице деления, обычно называемой видом. Важ-

ность этой проблемы выразилась, в частности, существованием от-

дельной научной дисциплины — эйдологии. Поскольку мы также

каждый раз стоим перед выбором элементарной формационной

единицы — гилеации, которую хотелось бы принять в качестве фор-

мационного вида, следует отчетливо осознать, что она собой пред-

ставляет.

Независимо от нас ,существует то, что в методологии науки на-

зывают нерасчлененной материей, поэтому выбор объемов форма-

ций и границ между ними зависит от нас самих. Проблемой объ-

ема и границ формаций занимались многие, в последнее время —

В.

М. Цейслер, О. А. Мазарович, Г. Л. Кириллова, Б. А. Ермолаев

и др. Основная трудность состоит в том, что кроме несогласий, со-

провождающихся резкой перестройкой структурного плана и яв-

ляющихся безусловными границами формаций [42], существует

множество других видов несогласных и согласных соотношений,

в том числе с постепенными переходами, когда «невозможно обой-

тись без условностей при обособлении формаций в разрезе осадоч-

ной оболочки» [77, с. 34].

Вероятно, в выборе литоформационного вида со всех точек зре-

ния будет правильным «взять за исходную единицу те объекты,

которые в массовом порядке поставляет геологическое картирова-

ние,—

свиты. В практике массовых формационных работ... имен-

но свиты используются в большинстве случаев как формации» [56,

с. 22].

Свита, как известно, есть литологическая однородность, просле-

живаемая на площади и поддающаяся картированию. Из системы

стратиграфических понятий свита может быть легко переведена в

•формационную (литоформационную) систему, если кроме обычных,

158

визуально оцениваемых признаков состава, будет усилена формп-

циониыми реалиями — количественными петрографическими онре*

делениями и структурно-текстурными характеристиками. Тем са-

мым из разряда понятий единичных, каковой является свита, она

переходит в другую систему, становится конкретной единицей не-

коего множества «одинаково построенных свит». Понятие этого

множества и есть формационный вид — абстрактная категория,

объединяющая множество конкретных формаций, каждая из кото-

рых в определенном месте является вместе с тем конкретной сви-

той.

Поскольку деление на свиты складывалось стихийно, оно не

однозначно — общеизвестны разногласия стратиграфических схем

практически для каждого региона. Поэтому нельзя ожидать, что

в какой-то мере упорядоченное формационное деление разрезов в

общем случае совпадет со стратиграфическим делением их на

свиты. Между свитами и формациями проявятся расхождения и

в объемах, и в положении границ. Иногда возможны полные со-

вмещения литоформаций со свитами, но в общем случае можно

говорить о каком-то приблизительном их соответствии. Если дей-

ствительно планомерные структурно-вещественные исследования

формаций получат в будущем развитие, это должно привести к

взаимопроникновению стратиграфических и формационных взгля-

дов,

к более строгому выделению свит и к более обоснованной вы-

работке критериев выделения литоформаций.

В качестве примера напомню, что в классификации ТКРВ гра-

ницы между подразделениями на уровне класса, рода, вида про-

водятся по значениям, кратным определенным числам. Очевидно,

что здесь имеет место числовая сетка, механически наложенная на

природные границы. Это — временная мера, а каковы действитель-

ные количественные ограничения элементарных литоформаций —

гилеации, если искать их соответствие свитам и вообще природ-

ным границам, может показать опыт.

Соотношение априорных и естественных литоформационных

границ исследовалось мною вместе с А. М. Алексеевым [1987 г.]

на материале силурийской толщи Туркестанского хребта. При ста-

тистическом исследовании циклограмм, снятых по мощному серо-

цветному комплексу песчано-аргиллитового переслаивания, было

обнаружено, что коэффициент упорядоченности К имеет два макси-

мума и минимум, отвечающий /С~0,75 (рис. 67,а). Это позволило

увидеть некоторую природную границу, отделяющую толщи, на-

званные нормальным, песчаным и глинистым флишем (/С<0,75),

от толщ слабоупорядоченных—субфлишевых и др. (/С>0,75) (см.

табл. 15). Более дробное деление, чем деление всех толщ на две

группы: флишевые и нефлишевые, не нашло подтверждения и, воз-

можно, является искусственным.

Распределение мощностей циклитов в изученных разрезах так-

же имело двухвершинный характер с минимумом, приблизительно

отвечающим 25 см (рис. 67,6), что подтверждает правильность вы

бранной границы для отделения мелкоциклических толщ от средне

1IW

Рис.

67. Распределения

значений коэффициента

упорядоченности К (а)

и мощностей элементар-

ных циклитов (б) в си-

лурийской песчано-аргил-

литовой толще Турке-

станского хребта.

2~ T 8 Тб 32 64

128M

циклических. Деление же на тонко- и мелкоциклические единицы

с границей 5 см'не нашло подтверждения.

Приближение первоначально произвольных границ к их «есте-

ственному» положению явлеятся общей проблемой всех классифи-

каций, например, десятичной по гранулометрическому спектру для

обломочных пород или минералогической для песчаных. Эти гра-

ницы все больше приводятся в соответствие с выявленными в при-

1. Плоское

l~ OO

•

7т-*-тп1п

Линзовидно-уплощенное

1>>п

3. Линзобидно-выпуклое

<Г777Ъ 1>Ь

4. Линзовидно-вогнутое

5, Овапьное

2«й

6. Треугольное

7. Клиновидное

Рис.

68. Типы сечений формационных залежей [77].

160

роде гранулометрическими и минеральными парагенезами и гра-

ницами между ними.

Проблема выделения элементарной формационной единицы —

гилеации, которую можно было бы квалифицировать как вид,

т. е. как низшую и наиболее важную единицу систематики, нахо-

дится пока на первой стадии разработки. Хотя мы и договорились

принимать в системе TKPB в качестве вида гилсацию, ограничен-

ную определенными качественными и числовыми параметрами, ре-

альные числовые границы, отвечающие границам природным, оста-

ются пока малоизвестными.

Гилеация в системе ПЭЯ еще менее определенна. Называя ее

как парагенез минерально-петрографических видов пород, описы-

ваемых определенным видом элементарной ячейки, мы не имеем

пока ни удовлетворительных систематизированных качественных

структурных признаков, ни тем более количественных критериев

для ограничения гилеации. Все эти болезни роста тем не менее

преодолимы, если исходные принципы будущей литомогряфии про-

гнозированы правильно.

Еще один признак формации заслуживает внимания -ее фор-

ма, или, как часто говорят, форма формационной залежи. Класси-

фикация формаций по форме приведена на рис. 68, представляю-

щем часть более общей классификации [77]. Кроме того, в указан-

ной работе приводятся изображения иных формационных залежей,

сравниваемых с реальными предметами,— типа диска, покрывала,

косынки, веера, ленты и др.

П Зпк. 334

Глава VII

ГЕОФОРМАЦИИ КАК АССОЦИАЦИИ

АССОЦИАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД

Есть основания думать, что из всех понятий о геологических

телах наибольшее значение для геологии как естественнонаучного

целого имеет понятие геоформации. В системе мезомира [64] —

предмете геологии, за нижней границей которого располагаются

химические элементы, а за верхней — солнечные системы, геофор-

мации, как мы их называем, интуитивно понимаем и пытаемся

определить в качестве научного понятия, располагаются посереди-

не.

Поэтому геоформации вбирают в себя объекты предшествую-

щего уровня организации мезомира — минералы, горные породы и

литомы первого ранга или выше и в свою очередь строят объекты

последующего уровня — формационные вертикальные и латераль-

ные ряды, зоны земной коры и земные оболочки. Это делает удоб-

ным использование геоформации для описательных, познаватель-

ных и содержательных аспектов исследования мезомира.

При поверхностном взгляде кажется понятным, что такое гесГ-

формация: это флишевые, молассовые, фалаховые и некоторые

другие геологические объекты такого же ранга, имеющие соб-

ственные названия или не имеющие их, которыми весьма свободно

оперируют геологи в различных научных дисциплинах, особенно

в геотектонике и региональной геологии. Однако при более вни-

мательном рассмотрении оказывается, что мы не можем ни опре-

делить большинство таких понятий, ни отделить их от других. Ав-

тор был свидетелем того, как около ста участников совещания по

флишу в г. Звенигород в 1990 г. не могли прийти к соглашению,

что такое флишевая формация (геоформация). Кажущийся опре-

деленным содержательный — тектонический — аспект геоформации

как геологической категории, образованной на определенном этапе

развития структурно-формационной зоны, сталкивается с очевид-;

ным препятствием — тектонической конвергенцией геоформаций, а

представляющиеся более определенными генетические толкования

наталкиваются на субъективные трактовки генетических проблем.

Продолжая поиски структурно-вещественных основ выделения

формационных единиц и не рассматривая поэтому тектонические и

фациальные системы понятий, мы задаемся вопросом, а можно ли

вообще и правильно ли будет выделять геоформации на структур-

но-вещественной основе, т. е. идя «снизу» — от пород и породных

ассоциаций. Заметим сразу, что никому еще это не удавалось сде-

лать.

Так, О. А. Мазарович — известный исследователь моласс и

приверженец парагенетического подхода Н. С. Шатского, о чем он

пишет на многих страницах своей книги, тем не менее дает такое

162