Справочник по литологии

Подождите немного. Документ загружается.

Подводнооползневые деформации отложений очень широко

распространены в геосинклинальных и переходных формациях. Встречаются

они и в платформенных формациях, особенно на склонах конседиментогенных

(С.

С. Шульц) поднятий. По своему масштабу подводнооползневые образования

могут быть самыми различными — от небольших зон смятия в несколько сан-

тиметров толщиной до грандиозных — в десятки метров мощностью и протя-

женностью в несколько километров. Иногда зоны подводнооползневых масс

принимались за результаты тектонических явлений — дислокационные смятия,

надвиги и т. д. (М. Н. Шатский, 1929 г.). В книге Н. С. Шатского можно найти

много прекрасных зарисовок и фотографий различного типа ископаемых под-

Рис. 5-9. Алевритовые «колобки» — рулстоподобные образования, возникшие вследствие под-

водного оползания пропитанного водой осадка, обладающего высокой тиксотропичностыо.

Средний миоцен. Дагестан. Фото Н. Б. Вассоевича

водных оползней (истолкованных, однако, неправильно). Того же порядка яв-

ления хорошо описаны и верно объяснены Н. Ю. Успенской (1933 г.). Можно

указать еще на работу Н. Б. Вассоевича и С. Т. Короткова (1935 г.).

В обзорах текстур осадочных пород принято рассматривать лишь неболь-

шие зоны нарушения. Они возникали чаще всего в алевритовых и глинисто-

алевритовых осадках. При оползании насыщенных водой осадков возникают

прихотливые складочки. Прослои алевритов среди глин или алеврито-глинистых

отложений нередко образуют очень характерные, обычно несколько удлиненные

«рулеты» — оползневые колобки (рис. 5-9). Описания и изображения их мож-

но найти в «Спутнике полевого геолога-нефтяника» (изд. 2-е, 1954 г.).

Высокая тиксотропность алевритовых осадков обусловливает образование

не только различных текучих «текстур» — реоглифов (Н. Б. Вассоевич, 1953 г.),

но и «текстур внедрения», в частности тех, которые в ископаемом состоянии

приурочены к границе алевролита и подстилающей его пелитовой породы

(рис.

5-10).

К диагенетическим текстурам относятся также «нептунические», или «пла-

стические дайки», впервые описанные акад. А. П. Павловым: Это жилы, обра-

зованные осадочным материалом, чаще всего песчано-алевритовым. Дайки

бывают двух типов (Р. Шрок, 1950 г.)—одни из них представляют собой ре-

зультат заполнения сверху рыхлым осадком трещин, образовавшихся на дне

бассейна (при землетрясениях, при оползневых явлениях); другой тип даек, ме-

нее распространенный, возникает при внедрении пластичного осадка (напри-

мер,

плывуна) снизу в покрывающие его отложения (рис. 5-11).

Текстуры, возникающие в стадию катагенеза. В стадию катагенеза (име-

нуемую иногда неточно также эпигенезом) образуется несколько характерных

типов текстур, обязанных своим происхождением повышению растворимости

Рис. 5-10. Бугорчатая нижняя поверхность кварцевого алевропсаммита из нижнего чокрака

(урочище Уйташ, Дагестан). По-видимому, это теггоглифы, т. е. знаки внедрения песчаного

материала в подстилающий его пропитанный водой мягкий глинистый ил

CaCO

(главным образом) в местах повышенного давления. К числу таких

текстур относятся стилолиты, наблюдающиеся в известняках (рис. 5-12).

Они образуются первоначально как небольшие эндогенные трещины, вдоль ко-

торых происходит медленное растворение породы. На поверхности трещин ос-

тается нерастворимое в воде вещество, обычно более темного цвета, чем сама

порода. К- К. Зеленое (1955 г.) считает, что стилолиты, представляющие собой

своеобразные «швы растворения», образуются в породах в стадию не только

катагенеза, но и диагенеза. Литература о стилолитах приведена в книгах

Л.

Б. Рухина (1961 г.) и Р. Шрока (1950 г.).

Фунтиковая текстура, или текстура «конус-в-конус», также связана

с карбонатным веществом осадка. Она наблюдается в слое породы, содержа-

щем более 50% карбонатного материала и имеющем толщину в несколько сан-

тиметров (обычно менее 10—15 см). Этот слой или составляет оторочку кон-

креций или приурочен к линзам и линзовидным прослойкам карбонатных, гли-

нисто-карбонатных (например, глинистых сидеритов) или реже других пород

среди глинистых отложений.

В дислоцированных породах, особенно в пелитовых или пелитоморфных,

в стадию позднего катагенеза может развиваться кливаж, в частности — слан-

Рис. 5-11. Схема образования инъецированных даек. Часть трещин пересекла весь покрываю-

щий пласт, и песчаный материал был «извергнут» по ним на поверхность. По Шроку (1950,

с. 241, фиг. 171)

цеватость. Эти текстуры, как и всякого рода трещиноватости, а также различ-

ные формы тектонических дислокаций, уже выходят за рамки петрографии и

рассматриваются в общей или физической геологии и в тектонике.

а б

Рис. 5-12. Стилолиты, 1/2 нат. вел., по Г. И. Бушинскому (1961 г.).

а — стилолитовые швы в конгломерате, развитые в пределах контакта галек; конгломерат

состоит из галек известняка и мергельного цемента (девон. Северный Урал); б— стилолито-

вые швы в известняке, пересекающие стебли кораллов и прожилок кальцита (верхняя юра,

Крым)

К катагенетическим знакам относятся ямки-вдавления (Eindrucken —

швейцарских геологов, энтиоглифы — по терминологии Н. Б. Вассоевича)

на поверхности галек и валунов карбонатных и, в меньшей степени, кремнистых

пород (рис. 5-13). Ямки-вдавления образуются при длительном давлении ока-

тышей друг на друга. Замечено, что те окатыши, которые являются «виновни-

ками» вдавлений, образованы относительно менее растворимыми (или почти

вовсе нерастворимыми) в воде породами, чем окатыши, в которых возникли

ямки. Кроме того, вдавливаемые участки галек обычно (а при одинаковом

составе — обязательно) имеют заметно меньший радиус кривизны, чем участ-

ки,

на которых образовались углубления.

Ямки-вдавления образуются в течение длительного времени, измеряемого»

сотнями тысяч, если не миллионами лет. В новейших и обычно в верхнечетвер-

тичных конгломератах они вовсе не наблюдаются. Если иметь в виду карбо-

натные породы, то можно сказать, что ямки-вдавления достигают максимума

чаще всего в миоценовых отложениях. Этот максимум является вместе с тем

Рис. 5-13. Валун палеозойского известняка (из молассоидных конгломератов Ферганы) с мно-

гочисленными ямками — вдавлениями, возникшими в результате ускоренного и усиленного

растворения углекислой извести под давлением со стороны более мелких галек некарбонат-

ных пород. Типичные знаки для стадии катагенеза — катаглифы. Коллекция Н. Б. Вассое-

вича

и пределом: в более древних отложениях глубина отпечатков на известняках

и доломитах не становится большей*.

Текстуры, возникающие в зоне гипергенеза. Когда осадочные породы, пре-

терпевшие опускание и приспособившиеся к глубинным условиям, начинают, бла-

годаря изменению знака движения и вступлению в силу денудации, прибли-

жаться к дневной поверхности, то они попадают в новую геохимическую обста-

новку и подвергаются воздействию сначала факторов глубинного, или скрытого,,

гипергенеза (регрессивного эпигенеза, по терминологии Л. Б. Рухина), а зате»

и более активных агентов поверхностного, или явного, выветривания. В эту ста-

дию существования пород в них нередко возникают особые текстуры.

Из числа текстур, образующихся на ранних стадиях гипергенеза в отло-

жениях, еще не достигших поверхности литосферы, можно отметить слойча-

тость гипса, происшедшего из ангидрита. Гидратация последнего приводит к зна-

чительному увеличению объема, и слои гипса вынуждены деформироваться в»

мелкие складочки.

* Этого нельзя сказать о кремнистых окатышах. В верхнетретичных отложениях они

обычно лишены ямок или несут лишь следы вдавления в них соседних галек. В более же

древних конгломератах такие ямки-вдавления иногда выражены более ярко.

63-

Нередко в подвергшихся выветриванию осадочных породах возникают раз-

лично окрашенные концентрические оболочки, так называемые кольца выветри-

вания (они могут быть любой формы). Некоторые из таких образований обя-

заны явлению Лизеганга, но большая часть оторочек обусловлена просто раз-

личной глубиной проникновения в породу водных растворов, производящих ее

изменение.

Целый ряд текстур, связанных с воздействием факторов гипергенеза на

осадки в относительно краткие моменты перерыва (паузы) в осадконакопле-

нии, следовало бы вообще выделить в особую группу (анагоглифов). К числу та-

ких текстур относятся трещины усыхания (рис. 5-14), отпечатки капель дождя,

* Автор этого термина Н. Б. Вассоевич первоначально понимал под биоглифами

только биогенные г и е р о г л и ф ы, т. е. знаки на нижней и/или (реже) верхней поверх-

ностях слоев и не относил к ним явно биогенные образования внутри пластов (на-

слоев),

напр., фукоиды. В настоящее время понятие о биоглифах расширилось и к ним мож-

но относить вообще все текстурно выраженные следы жизни.

Р.А.

Рис. 5-14. Нижняя поверхность песчаника с сетью выступающих «жилок» —

заполненных песчаным материалом трещин усыхания, возникших на поверх-

ности ила, на котором отпечатались следы стегоцефала, по О. Abel (1935 г.)

следы растворения или размыва ранее отложенных осадков, следы передвиже-

ния животных (см. рис. 5-il4), отпечатки кристаллов льда или соли.

Так как пауза в седиментации сопровождается обычно также и сменой ти-

па осадка, то большинство знаков такого рода приурочено к границе между

слоями. Они иногда наблюдаются лишь в форме слепков, т. е. негативных зна-

ков (проглифов).

Биоглифы*. Особого внимания заслуживают весьма разнообразные биогли-

фы,

именуемые в немецкой литературе Lebensspuren, а в англоязычной — Trace

fossils. Эти биоглифы имеют большое палеонтологическое — стратиграфическое

и экологическое значение. Вместе с механоглифами они проливают свет на ус-

ловия седиментации отложений и последующего их диагенеза.

Богатый материал о биоглифах и вообще биосомах — следах жизни содер-

жится в [1], можно назвать также книгу О. С. Вялова (1966 г.). Заслуживают

внимания публикации Р. Ф. Геккера (1957 г., 1962 г.). Некоторое внимание

биоглифам уделял Н. Б. Вассоевич (1953 г., 1954 г., 1956 г., 11958 г.). Из за-

рубежных авторов надо прежде всего отметить О. Абеля (Abel, 1935 г.), Дж. Лес-

сертиссёра (Lessertisseur, 1955 г.), монографию, изданную под редакцией

Т. П. Креймса и Дж. К. Херпера, «Тгасе fossils* (1970 г.), труды западно-

германского ученого А. Зейлахера (Seilacher, 1968 г., 1954 г.), а также моно-

графию польского проф. М. Ксёнжкевича.

Особенно богата биоглифами флишевая геогенерация. В ней много разно-

образнейших биогенных гиероглифов (рис. 5-15, 5-16, 5-17) и собственно фукои-

дов — внутрислоевых ходов червей-илоедов, выполненных более или менее от-

личным веществом, чем окружающая (вмещающая) их порода (рис. 5-18)*.

Нередко биоглифы со-

четаются с механоглифами

На рис. 5-19 представлена

фотография нижней поверх-

ности алевролита с нега-

тивными знаками —слепка-

ми языковых бороздок раз-

мыва, возникших в виде уг-

лублений на подстилав-

шем алевролит пелитовом

осадке.

Слоистое сложение свит.

Особенности смены слоев и

различные типы их сочета-

Рис. 5-15. Rhizocorallium — био-

глиф в мергеле. Коньякский

флиш. Окрестности ж.-д. ст.

Яшма. Азербайджан

ний в серии осадков относятся к более высокой категории текстур — к тексту-

рам (сложению) литом (пачек слоев, свит и т. д.). Последовательность слоев

в разрезе, их чередование характеризуются определенными закономерностями,

то сразу бросающимися в глаза, то требующими специальных наблюдений для

их открытия. Для изучения сложения толщ необходимо выявить: 1) набор ос-

новных типов пород, слагающих данную пачку отложений и представляющих

собой ее элементы; 2) разновидности этих типов, являющихся вариациями эле-

ментов; 3) закономерности в смене, чередовании, повторении слоев этих пород

в разрезе; нередко удается выявить цикличность разного порядка в сложении

свит во флише, в угленосных толщах и т. д.

Как отмечалось выше, текстуры слоев и их сочетаний (литом, или стратили-

том) позволяют отличать опрокинутые положения отложений от нормального.

Соответствующие критерии вместе с другими приведены ниже.

Признаки, позволяющие отличить нормальное положение слоев от опроки-

нутого (перевернутого).

I. Палеонтологические.

II.

Стратификационно-литологические.

III.

Тектонические.

IV. Прочие (разные).

К палеонтологическим относятся: 1) возраст органических остатков;

2) положение захороненных и перезахороненных ископаемых; 3) следы жизни

* Для флишевой геогенерации (и для граувакк) примечательны также и механоглифы.

Они прекрасно описаны и изображены в монографии польского геолога С. Джулинского и

английского литолога Э. Уолтона (Dzulynskl, Walton, 1965 г.).

5—556

Рис. 5-16. Heominthoidae labyrinthica H е е г. - биоглифы. Эоценовый флиш. Брегенцский Лес

Австрия

Рис. 5-18. Chondrites — особого рода фу-

коиды — ходы червей-илоедов внутри сло-

ев,

выполненные материалом вышележаще-

го слоя. Более широкие ходы (4—5 мм)—

это Chondrites forma furcatus S t е г n b.j

более узкие — Ch. forma intricatus

В г о n g п. Верхнемеловой (сенонский)

флиш. Кахетия. Коллекция Н. Б. Вассое-

вича.

Рис. 5-17. Нижняя поверхность сильно известковистого песчаника. Биоглифы описаны

проф.

И. В. Палибиным в 1932 г. по коллекциям Н. Б. Вассоевича как Fucusopsis angula-

tus P а

i Ь. Верхнемеловой флиш. Р. Псекупс, Краснодарский край. Коллекция Н. Б. Вас-

соевича

•(ихнофоссилии), в частности фукоиды — крупные ходы илоедов направлены

•большей частью вниз и выполнены веществом вышележащего осадка; 4) при-

жизненное положение ископаемых: а) одиночные параллельно ориентированы

узким концом вниз; б) морские ежи — уплощением вниз; в) корешки растений

ветвятся вниз.

С т р а т и ф и к а ц и о н н о-л отологические наиболее многочисленны и

в случае палеонтологически немых толщ часто позволяют легко отличить опро-

кинутое залегание слоев от

нормального. Среди них

различают связанные: 1) с

внутренними текстурными

особенностями слоя; 2) с

внешними текстурными — с

поверхностями наслоения;

3) с характером взаимоот-

ношения слоев. К числу

первых относятся: а) от-

Рис.

5-19. Нижняя поверхность

алевролита I элемента флише-

вого циклита (I ЭФЦ) со зна-

ками двух генераций. Более

ранняя — язычковые тирбогли-

<ры (негативные слепки с борозд

размыва). Вторая генерация —

-биоглифы в виде круглых ва-

ликов (ходов пескожилов). За-

карпатский флиш (мел или па-

леоген). Р. Уж. Карпаты. Кол-

лекция И. Г. Баранова

сортированная, или «градуированная» (фракционированная) слойчатость («Gra-

ded bedding»)—результат гранулометрической дифференциации — более круп-

ные зерна в нижней части слоев; б) подобная же отсортированность в неболь-

ших пластах вулканического пепла — в нижней их части более грубый материал

и нередко обогащение биотитом; в) косая слойчатость — слойки вогнуты и рас-

ходятся кверху; сверху же срезаются; книзу выполаживаются (до касательной

к основанию слоя и/или параллельным ему поверхностям).

К числу признаков, основанных на характерных отличиях нижней поверх-

ности пласта от верхней, относятся а) знаки ряби — в симметричных валиках

острые гребни направлены вверх; б) гиероглифы — чаще и более резки на ниж-

ней поверхности мелко- и среднезернистых пород; вообще нижняя поверхность

слоев обломочных пород часто выражена более резко, чем верхняя; в) отпечат-

ки капель дождя (вогнуты книзу); г) трещины усыхания — на верхней поверх-

яости пласта—сеть жилок, часто из более грубого материала; на нижней —

выступающие ребра из этого материала.

Отличить нормальное залегание от опрокинутого можно по характеру соот-

ношения слоев, прежде всего: по несогласному залеганию слоев, а также по за-

кономерной смене пород в циклитах и циклотемах; например, в отложениях

с сезонной слоистостью (в частности, в варвах) нижняя граница летнего слоя

обычно более резкая, чем верхняя; во флишевых многослоях четко выражена

5«

смена кверху слоя с псаммитовой или алевритовой структурой слоем с пе'лито-

вой структурой и т. д.

К тектоническим признакам относятся: 1) наклон плоскостей»

кливажа

—•

более крутой на нормальном крыле складки и более пологий на опро-

кинутом (рис. 5-20, а); 2) углы падения—нормальные крылья складок положе

опрокинутых; 3) относительное перемещение пород при пластовых подвижках

(рис.

5-20, б) и 4) форма складок волочения (рис. 5-20, в).

К числу прочих (разных) признаков относятся: а) нептунические

дайки

—>

большая часть их отходит от песчаных пластов вниз; книзу они и вы-

клиниваются (известны, однако, песчаные жилы, внедряющиеся в вышележащие

а б а

Рис. 5-20. Тектонические признаки нормального и опрокинутого залегания слоев

слои; поэтому надо проявлять осторожность); б) лавовые потоки — верхняя часть

их более пузырчата (миндалины крупнее); вытянутые миндалины разветвляют-

ся книзу; в) в потоках подводных лав (pillow-laves) более крупные «подушки>

уплотнены снизу; г) подводные оползни — сползание, естественно, шло вниз по

первичному уклону дна водоема.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Ч. 1—3. M., 1962—

1973.

Лапинская Т. А., Прошляков Б. К. Основы петрографии. M., Недра, 1974.

Глава 6

СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ ЦИКЛИЧНОСТЬ

Явления, описываемые в литературе под названиями «цикличность», «рит-

мичность», «периодичность», широко распространены в природе и свойственны

многим осадочным толщам. Изучение этих явлений имеет исключительно боль-

шое научное и практическое значение. Они в значительной мере определяют фор-

мирование и распределение в осадочной оболочке Земли многих полезных иско-

паемых. Результаты изучения цикличности и периодичности осадочных процессов

и их продуктов — осадочных толщ представляют также значительный интерес

для расчленения и корреляции разрезов, выявления особенностей эволюции тек-

тонических движений и климата и для решения целого ряда других геологиче-

ских вопросов.

При рассмотрении явлений цикличности и повторяемости в осадочных тол--

щах весьма важно прежде всего внести достаточную определенность в термино--

логию, весьма запутанную по вине ряда авторов. Современное состояние про-

блемы освещено в [1, 3—9] и других работах.

Явления седиментационной цикличности относятся к частным, хотя и чрезвы- •

чайно распространенным случаям сочетания слоев осадочных пород, или седи-

ментитов, т. е. к явлениям надпородного уровня (Н. Б. Вассоевич,,.

В.

В. Меннер, ili978 г.). Наиболее обычными, самыми распространенными эле-

ментами, «клеточками» седиментационных систем этого уровня являются слои

седиментитов. Именно их сообщества

•

(ассоциации слоевых единиц) обра-

зуют самые различные циклы (цикломы). Поэтому прежде чем описывать яв-

ления цикличности, следует уточнить понятия, связанные со слоистостью, или

стратификацией.

Можно различить четыре типа стратификации (или слоистости в самом ши-

роком, но совсем точном смысле слова).

В е р и с т р а т и ф и к а ц и я, или собственно слоистость. Это са-

мая характерная текстура осадочных отложений, текстура свит, пачек, пакетов,

слоев, вообще любых ассоциаций осадочно-елоевых единиц.

С у б с т р а т и ф и к а ц и я, или слойчатость — внутренняя текстура

слоев, т. е. слоистость (s. lato) более низкого ранга: единицей, элементом слой-

чатости является слоёк, вернее — пары слойков.

Анхистратификация, или слоеватость. Это как бы недораз-

витая слоистость, «слоистость без слоев», «пунктирная», или «черточная» слои-

стость и т. д. Слоеватость обусловлена ориентировкой включений или частиц

основной массы в породе, например листочков слюды или мелкого уплощенного

растительного детрита в глинах и т. д., уплощенных валунов и (или) галек в

конгломерате (и тогда слоеватость может быть изначально наклонной, косой —•

если уплощенные окатыши ориентированы наклонно к основной слоистости,

к границам пластов).

Мультист ратификация, или многослойность. Это все слу-

чаи сочетаний слоевых единиц, многослоев разного масштаба и порядка. Любые

сочетания слоев как закономерные с историко-генетической точки зрения, так

и выделяемые искусственно в тех же целях, предложено именовать литом а ми

(lihtomes). Этот термин образован по модели биом (biome), только био за-

менено на лито (Н. Б. Вассоевич, В. В. Меннер, 1978 г.). Он получил одобре-

ние выдающегося американского геолога X. Хедберга, но как терминологическая

основа для сообществ вообще всех горных пород.

Литомы циклического строения именуются циклосомами, или цикло-

нами [3, 4].

Очень важным понятием является понятие о слое как об основной текстур-

ной единице слоистых осадочных образований. ,

Слой породы — это первично горизонтальная или почти горизонтальная пла-

стина седиментита; это и форм а и вещество геологического тела, с бо-

лее или менее параллельными (эквидистантными) нижней и верхней поверхно-

стями. Слой существенно однороден по вертикали; он однороден и на большее

или меньшее расстояние по латерали. Слои обычно имеют мощность от не-

скольких миллиметров до нескольких дециметров, реже больше.

Весьма важно различать две категории слоев — миграционные и му-

тационные (Н. Б. Вассоевич, 1949 г.).