Учение о геологических формациях (стр. 21 )

Терригенно-сульфатно-карбонатная формация сложена красноцветными песчано-глинистыми толщами со слоями гипсов и ангидритов. Иногда в отложениях этой формации встречаются линзы каменной соли с глауберитом, тенардитом, которые указывают на континентальные условия образования формации (пермские отложения Южного Казахстана).

В зависимости от состава компонентов – галогенных (соляных и гипсово-ангидритовых) и негалогенных (карбонатных, мергельных и песчано-глинистых) ‑ и их количественного соотношения формации указанных типов подразделяются на субформации.

Мощности галогенных формаций и площади их распространения колеблются в широких пределах. Их мощности изменяются от первых десятков метров до 3-4 км, площади распространения – от первых тысяч (неогеновая формация Предкарпатского прогиба, раннепермская формация Верхнепечорского и Верхнекамского бассейнов) до 2-3 миллионов квадратных километров (нижнекембрийская галогенная формация Сибирской платформы). Галогенные формации распространены в широком стратиграфическом диапазоне, в то же время четко выделяются периоды максимальной интенсивности галогенеза: ранний кембрий, средний‑поздний девон и пермь.

Размещение галогенных формаций в структуре земной коры имеет четкий тектонический контроль. Они распространены преимущественно в пределах платформ и приурочены к крупным отрицательным структурам земной коры: внутриконтинентальным, межконтинентальным и окраинноконтинентальным рифтовым зонам и образованным над ними синеклизам и зонам перикратонных опусканий, окраинным синеклизам и краевым прогибам, иногда к межгорным прогибам складчатых областей. Накапливались они в этапы наиболее интенсивного погружения этих структур.

Структурные условия накопления галогенных формаций определяют их морфологию. Галогенные формации рифтовых зон, краевых и межгорных прогибов имеют вытянутую форму, их протяженность во много раз превышает ширину. Галогенные формации внутренних и краевых впадин платформ имеют близкую к изометричной форму площади при очень больших размерах.

Изучая галогенные толщи Северной Америки, (1951) выделил четыре типа взаимоотношений галогенных формаций с подстилающими и покрывающими отложениями (рис. 19): галогенная формация 1) залегает между образованиями морского генезиса; 2) залегает на морских и перекрывается континентальными красноцветными отложениями 3) залегает на континентальных красноцветных и перекрывается морскими отложениями; 4) располагается среди континентальных красноцветных отложений.

Первый тип взаимооотношений соответствует развитию осадочного процесса, при котором морские условия накопления осадков сменяются лагунными, а затем вновь морскими. Это является следствием обычно неоднократного прекращения и возобновления связи солеродного бассейна через тектонические и вулканические пороги с питающими бассейнами и с мировым океаном. Такие формации характерны для инундационных частей вертикальных формационных рядов и образуются во внутриконтинентальных и межконтинентальных рифтах. Примерами таких формаций могут быть девонские галогенные формации Припятско-Днепровско-Донецкого палеорифта на Восточно-Европейской и Вилюйско-Патомского палеорифта на Сибирской платформе. Такова же миоценовая соленосная формация межконтинентального Красноморского рифта и Суэцкого грабена. Аналогичными были условия накопления миоценовой галогенной формации Средиземного моря, связь которого с океаном через Гибралтарский прогиб неоднократно прерывалась, что приводило к высыханию моря и накоплению солей полициклической галогенной формации в его наиболее погруженных частях.

При втором типе взаимоотношений накопление галогенных осадков было приостановлено поступлением в солеродный бассейн большого количества обломочного материала с водными потоками с окружающей суши. Такие формации характерны для регрессивной стадии тектоно-седиментационных циклов и накапливались они в орогенные стадии в краевых прогибах и синеклизах платформ. Примерами таких формаций являются нижнекембрийская галогенная формация Сибирской платформы и кунгурская галогенная формация Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской впадины, а также нижнепермская соленосная формация Днепровско-Донецкого прогиба. Они подстилаются морскими отложениями, перекрыты континентальными красноцветными породами молассовой формации и накопились в орогенные стадии каледонского и герцинского тектонических этапов.

При третьем типе взаимоотношений галогенные формации подстилаются континентальными и перекрываются морскими отложениями и, следовательно, при их накоплении континентальные условия осадконакопления сменялись лагунными, на смену которым пришли морские условия осадконакопления. Подобные формации накапливались в трансгрессивные стадии тектоно-седиментационных циклов. Примерами таких формаций могут служить юрские и нижнемеловые формации периферии Атлантического океана. Формирование океана началось с образования рифтов, выполненных мощными толщами обломочных континентальных отложений. При последующем поступлении вод мирового океана в пределы рифта образовался крупный морской залив. В результате неоднократного прекращения или затруднения связи этого залива с мировым океаном в нем в юрское и раннемеловое время накопились галогенные формации. Позднее рифтогенез сменился спредингом с образованием океана и галогенные формации, оказавшиеся по его периферии на окраинах Африканского, Южно-Американского, Северо-Американского и Европейского континентов, были погребены морскими карбонатными и терригенными формациями шельфа и континентального склона.

К четвертому типу относятся разрезы, в которых галогенные отложения залегают среди континентальных красноцветных пород. Накопление галогенных осадков в этих случаях происходило в континентальных или лагунных условиях. Такие формации развиты преимущественно в межгорных впадинах и характерны для мезозойских и кайнозойских отложений. Подобные галогенные формации маломощные, представлены чаще гипсом и ангидритом и лишь в редких случаях содержат залежи каменной соли. Иногда они формируются за счет растворения солей в сводах соляных куполов и их переотложения в прислоненных компенсационных синклиналях. Таковы соленосные отложения в уфимских, казанских и татарских красноцветных и пестроцветных терригенных отложениях молассовой и молассоидной формации Прикаспийской впадины.

Различия во взаимоотношениях галогенных формаций с вмещающими отложениями отмечается не только по разрезу, но и в латеральном ряду, при этом замещение в этом ряду может быть симметричным и асимметричным.

Асимметричная зональность особенно характерна для галогенных формаций краевых частей платформ. Примером асимметричного распределения осадочных комплексов может служить кембрийская галогенная формация Сибирской платформы (Жарков, 1966). Здесь в направлении с юго-запада на северо-восток прослеживается фациальный ряд, имеющий последовательность толщ: красноцветная – соленосная – ангидрито-доломитовая – доломитовая – известняковая – известняково-сланцевая (рис. 20). Асимметричная зональность характерна также для галогенных формаций краевых прогибов. Так, в кунгурской галогенной формации Предуральского краевого прогиба ее западная часть сложена карбонатно-ангидритовыми породами, в центральной части распространены собственно соленосные отложения, восточная часть, расположенная на восточном склоне Урала, сложена преимущественно обломочными породами с небольшим количеством прослоев гипса.

Для галогенных формаций внутриплатформенных структур типа авлакогенов и рифтов характерна симметричная смена осадков. Так, в Припятско-Днепровско-Донецком авлакогене в франской, фаменской и нижнепермской соленосных формациях от центральных частей к периферии наблюдается последовательность: соленосная формация, содержащая пласты и пачки калийных солей, ангидрито-доломитов и терригенных пород, сменяется терригенно-карбонатными отложениями, а последние, в свою очередь, прибрежными песчано-глинистыми образованиями.

Полезные ископаемые галогенных формаций – каменные и калийные соли, самородная сера, бораты, бишофит, целестин, флюорит.

4. Класс кремнистых формаций

Класс кремнистых (силицитовых) формаций объединяет формации, в которых значительная роль принадлежит силицитам (яшмам, спонголитам, радиоляритам, трепелам, опокам). В качестве второстепенных членов парагенезов в них присутствуют известняки, глины (глинистые сланцы), пирокластические породы и лавы, железистые породы. Кремнистые формации известны в отложениях докембрия, палеозоя, мезозоя и кайнозоя и развиты преимущественно в геосинклинальных областях. К геосинклинальным относятся яшмовая, кремнисто-сланцевая, кремнисто-железистая (джеспилитовая), углеродисто-кремнистая и кремнисто-диатомитовая формации. К орогенным принадлежит туфодиатомитовая формация, к платформенным – опоковая. Ниже они описаны по данным (1984).

Яшмовая формация представлена в одних районах красными «сургучными», реже зелеными яшмами и яшмовидными кремнистыми туфами с прослоями терригенных пород и подчиненными линзами известняков; в других – чередованием мощных (до 50-100 м) пачек яшм с покровами диабазов, порфиритов, переслаивающихся с полимиктовыми, иногда граувакковыми песчаниками, второстепенный, но характерный член формации – прослои кварцитов.

Яшмы состоят из довольно однородной микро‑или криптокристаллической халцедоново-кварцевой массы и содержат небольшое количество опала. Характерны остатки радиолярий, изредка встречаются спикулы кремниевых губок. Довольно широко развиты глинистые разности.

Существуют две конкурирующие гипотезы образования яшмовых формаций: батиметрического контроля и вулканогенная. Сторонники первой гипотезы считают, что яшмы накапливались в абиссали, поэтому они бескарбонатны, что объясняется растворением кальцита на глубине. Они сопоставляются с современными радиоляриевыми илами, которые накапливаются на глубине более 4600-5000 м в экваториальной зоне океана. Согласно вулканогенной гипотезе образования яшм вынос кремнезема происходил при подводных извержениях за счет взаимодействия раскаленной лавы и пирокластов с морской водой, а затем при газово-гидротермальном выносе вещества. Яшмы накапливаются в различных, но не абиссальных глубинах, и иногда чередуются с мелководными осадками.