Учение о геологических формациях (стр. 11 )

Необходимы четкая иерархия среди парагенезов уровней организации вещества разного ранга и определение места формации в этой иерархии, а также иерархия среди самих формационных подразделений (субформация, формация, надформация, ассоциация формаций, формационный комплекс, группа формаций, формационый ряд). Каждая ассоциация горных пород находится в тесной связи с другими, смежными ассоциациями, объединяет ассоциации более низкого и входит в состав ассоциаций более высокого ранга. Для того, чтобы разобраться в генетической природе любой ассоциации пород, необходимо найти ее место в цепочке связанных с ней по латерали и вертикали ассоциаций того же ранга и определить этот ранг. Сравнительный анализ формаций эффективен только тогда, когда сравниваемые формации выделяются по единым принципам и их объемы сопоставимы.

Разнообразие подходов к пониманию формаций и их объема имеет под собой вполне объективные причины. Во-первых, оно определяется целями и задачами, которые ставят перед собой специалисты разного профиля (стратиграфы, литологи, тектонисты, специалисты по полезным ископаемым) при выделении и анализе формаций. Так, у тектонистов, которые выделяют формации как закономерные сочетания горных пород, отвечающие определенной стадии геотектонического цикла в конкретной геотектонической зоне, объем формаций будет больше, чем у литологов. Однако и у них он будет зависеть от ранга рассматриваемых тектонических структур и от того, как различные исследователи трактуют стадийность. Во-вторых, при разных масштабах работ и разном масштабе карт объем формаций также будет различным. Объем формаций зависит и от степени изученности: по мере повышения детальности работ объем выделяемых формаций будет уменьшаться.

Для тектонического районирования, оценки территории на полезные ископаемые, геодинамических реконструкций формационные единицы обычно соответствуют таким стратиграфическим подразделениям как горизонт или несколько горизонтов, свита или несколько свит, подъярус, ярус, иногда несколько ярусов, реже ‑ отдел. Такого типа толщи картируются как естественные геологические тела на картах 1:25 000‑1:50 000 масштабов и оказываются наиболее удобными для практической работы. Время накопления такой единичной формации составляет от 3-6 до 10-12 млн. лет. Мощность формаций изменяется в широких пределах: от десятков, редко от единиц метров, до нескольких километров. Осадочные формации в плане имеют обычно изометричную или линейную форму на платформах и линейную в геосинклиналях. Их форма подчиняется форме осадочных бассейнов, в которых они накапливаются, размеры могут изменяться в значительных пределах: от десятков тысяч до первых миллионов километров на платформах.

8. СООТНОШЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕКИХ ФОРМАЦИЙ СО СТРАТИГРАФИЧЕСКИМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ, СТРУКТУРНЫМИ ЭТАЖАМИ И КОМПЛЕКСАМИ

Хотя прямое отождествление формаций и стратиграфических подразделений является неправильным, нельзя отрицать наличие определенной и довольно тесной связи между этими понятиями. Действительно, любая единица местной стратиграфической шкалы – пачка, свита, серия, горизонт ‑ это вместе с тем конкретный литологический и фациальный комплекс, который может образовывать формацию или входить в состав формации. Свиты, как подразделения местной стратиграфической шкалы, выделяются как картируемые геологические тела определенного литологического состава, отличные по составу от подстилающих и покрывающих свит и нередко отделенные друг от друга перерывами и несогласиями. Такие свиты по объему обычно соответствуют формациям. Соотношение формаций, стратиграфических, структурных и генетических подразделений показано на рис. 2.

Анализ соответствия геологических формаций подразделениям международной стратиграфической шкалы показывает, что их возрастной диапазон отвечает интервалу от подъяруса до отдела (редко) и формации накапливаются в интервале 3-12 млн. лет. Так, сульфатно-карбонатно-терригенная формация в объеме витебского горизонта эмского яруса нижнего девона и эйфельского яруса среднего девона накапливалась на территории Беларуси более 10 млн. лет. Вышележащая терригеннная пестроцветная формация, которая объединяет отложения полоцкого горизонта живетского яруса среднего девона и ланского горизонта франского яруса верхнего девона, накапливалась более 5 млн. лет. Вышележащие формации: карбонатная морская сероцветная формация саргаевского и семилукского горизонтов, туффито-глинисто-мергельная пестроцветная формация речицкого горизонта, сульфатно-карбонатная сероцветная формация воронежского и нижней части евлановского горизонтов и галогенная галитовая формация евлановско-ливенского возраста накапливались в течение менее 5 млн. лет, т. е. время образования каждой из них составляет 1-2 млн. лет. Фаменские терригенно-сульфатно-карбонатная, галогенная калиеносно-галитовая и карбонатно-терригенная сланценосная сероцветная формации сформировались в Припятском прогибе в течение 15 млн. лет, т. е. время накопления каждой составляло в среднем 5 млн. лет. Вместе с тем следует отметить, что молассоидная пестроцветная формация нижнего и среднего триаса накапливалась около 20 млн. лет, а формация писчего мела в объеме послесеноманских отложений верхнего мела накапливалась не менее 25 млн. лет. В рифее в течение около миллиарда лет на территории Беларуси образовалось всего шесть формаций и, следовательно, время накопления каждой формации могло исчисляться не только десятками, но и сотнями млн. лет, но ввиду наличия крупных перерывов в осадконакоплении, длительность которых оценить трудно, сложно определить и время накопления формаций. В целом, намечается закономерное уменьшение длительности накопления формаций с одновременным увеличением их мощности с ростом тектонической активности и интенсивности погружения.

Довольно тесная связь существует между формациями и структурными этажами (ярусами). Терминами “формация” и “структурный этаж” обозначаются различные по принципам выделения вещественные категории земной коры: формации выделяются в основном по вещественным, структурные этажи – по структурным критериям. Тем не менее, поскольку структурные этажи сложены формациями, их можно и должно рассматривать в одном ряду, тем более, что при выделении структурных этажей и особенно более крупных подразделений чехла типа структурных комплексов и мегакомплексов, которые иногда называются структурно-формационными, наряду с структурными учитываются и формационные критерии.

Структурному этажу в Геологическом словаре (1973) дано следующее определение: “структурный этаж – группа геологических формаций, отделенная от выше - и нижележащих образований поверхностями региональных несогласий и характеризующаяся определенным типом складчатой структуры и степенью метаморфизма”. Структурный ярус считается частью структурного этажа (Шатский, 1957 и др.) или его синонимом (Хаин, 1964; Косыгин, 1969). Структурные этажи подразделяются на подэтажи и объединяются в структурные комплексы (дальсландский, нижнебайкальский, верхнебайкальский, каледонский, герцинский, киммерийско-альпийский), отвечающие тектоническим этапам. Структурные комплексы в свою очередь объединяются в квазиплатформенный, катаплатформенный и ортоплатформенный структурно-формационные комплексы. Иногда выделяются мегакомплексы (фундамент и чехол древних платформ).

Структурные подэтажи обычно включают одну, две или несколько формаций. Так, в Припятском прогибе в герцинском структурном комплексе среднефранский структурный подэтаж эмско-среднефранского структурного этажа выделяется в объеме одной карбонатной морской сероцветной формации, лебедянско-стрешинский подэтаж верхнефранско-фаменского структурного этажа ‑ в составе одной галогенной калиеносно-галитовой формации, полесский подэтаж ‑ в составе одной карбонатно-терригенной сланценосной сероцветной формации. Эмско-нижнефранский подэтаж объединяет две формации: сульфатно-карбонатно-терригенную в объеме витебского горизонта эмского яруса нижнего девона и эйфельского яруса среднего девона и терригенную пестроцветную формацию полоцкого горизонта живетского яруса среднего девона и ланского горизонта нижнефранского подъяруса верхнего девона. Речицко-евлановский подэтаж объединяет туффито-глинисто-мергельную пестроцветную формацию в объеме речицкого горизонта и сульфатно-карбонатную сероцветную формацию в объеме воронежского и нижней части евлановского горизонтов, а также пространственно сопряженные с ними щелочно-ультраосновную – щелочно-базальтоидную формацию трубок взрыва речицкого возраста и нижнюю часть щелочно-ультраосновной-щелочно-базальтодной формации евлановско-ливенского возраста, а также галогенную галититовую формацию евлановско-ливенского возраста.

Структурные этажи объединяют от одной до нескольких формаций. Так, нижнепермский структурный этаж Припятского прогиба выделяется в объеме одной красноцветной галогенно-калиеносной песчано-ангидритово-глинистой формации, верхнепермский структурный этаж Подлясско-Брестской впадины – в составе одной терригенно-карбонатной формации цехштейна, нижне-среднетриасовый этаж Припятского прогиба – в составе одной молассоидной пестроцветной формации. Чаще структурный этаж включает от двух до восьми формаций.

Структурые комплексы отвечают крупным тектоническим этапам (каледонский, герцинский, киммерийский, альпийский и др.) и в своем полном развитии объединяют формации закономерно построенных направленных вертикальных рядов. Такие ряды включают формации трансгрессивной части в основании, инундационной – в средней части, регрессивной и иногда эмерсивной частей ряда ‑ в верхней части.

Примером такого наиболее полного вертикального формационного ряда на территории Беларуси является ряд герцинского структурного комплекса. В его основании, в трансгрессивной части ряда залегают сульфатно-карбонатно—терригенная и терригенная пестроцветная формации нижнего, среднего и основания франского яруса верхнего девона. Средняя инундационная часть ряда представлена сложным комплексом карбонатных, карбонатно-терригенных, терригенных, галогенных и щелочно-ультраосновных–щелочно-базальтоидных формаций позднедевонского возраста. Регрессивная часть ряда образована комплексом терригенных и карбонатно-терригенных формаций каменноугольного возраста. Эмерсионная часть ряда представлена нижнепермской красноцветной галогенно-калиеносной песчано-ангидритово-глинистой формацией и нижне-среднетриасовой молассоидной пестроцветной формацией.