Учение о геологических формациях (стр. 28 )

Анализ формаций проводится совместно со структурным анализом, т. е изучением формы, размеров, деформаций слоев конседиментационных структур.

Типизация тектонических структур осуществляется на основе оценки возраста формаций и возможна на основе анализа последовательности парагенезов формаций одного тектонического цикла. Таким образом в пределах подвижных поясов континентов выделяются байкальские, каледонские, герцинские, киммерийские и альпийские складчатые области. При их выделении используется не только возраст деформаций, но и возраст наиболее молодых геосинклинальных формаций, а также возраст орогенных формаций.

Формационный анализ, как один из методов тектонического анализа, наряду с структурным и методом мощностей, появился и получил развитие в связи с составлением тектонических карт, поскольку одного структурного метода оказалось недостаточно для тектонического районирования крупных территорий. Тектоническое районирование, основанное на геологических формациях, представляет собой наиболее объективную характеристику земной коры. Петрографические группы формаций, их возраст, строение вертикальных рядов формаций и степень их дислоцированности – объективные показатели для разделения территорий на структурно-формационные зоны и области.

Анализ вертикальных рядов формаций заключается в изучении в пределах тектонических структур стратиграфической последовательности формаций и сравнении ее с типовыми эталонами, разработанными для структур разного типа, что позволяет осуществлять типизацию структур. Характер смены формаций в вертикальных рядах позволяет изучать историю формирования тектонических структур разного ранга и выделять крупные тектонические этапы в их развитии типа каледонского, герцинского, киммерийского, альпийского и других, а в этих этапах выделять стадии, фазы развития, отличающиеся тектоническим режимом.

Возрастной диапазон анализируемой стратиграфической последовательности формаций может быть различным. Как правило, рассматривается последовательность формаций внутри объема одного тектонического цикла, но возможно изучение стратиграфической последовательности в объеме конкретного стратиграфического подразделения (системы, нескольких отделов). В зависимости от задачи изучается вертикальная последовательность смены пород и изменения структуры в пределах одной формации или изучается характер смены формаций и их комплексов в вертикальной последовательности. При этом анализируются не только изменения в составе и строении формаций, но изучается также характер разделяющих их границ, что дает возможность выделять этапы структурных перестроек разного ранга. Это позволяет выделять трансгрессивную, инундационную, регрессивную и эмерсивную стадии развития в пределах тектонических этапов на платформах, раннюю, среднюю, позднюю и заключительную стадии в геосинклиналях, а также намечать более мелкие фазы развития в связи с изменениями тектонического режима.

В Е Хаин (1973) выделил вертикальные формационные ряды для устойчивых и подвижных платформ, для внутренних (эвгеосинклинали) и межгорных прогибов, для внешних (миогеосинклинали) и передовых прогибов.

Вертикальный ряд формаций устойчивых платформ начинает морская трансгрессивная терригенная формация с глауконито-кварцевой и базальной лагунно-континентальной субформациями. В условиях гумидного климата развиты сероцветная лимническая или нижняя паралическая угленосная субформация, а также субформация аркозовых или кварцевых песков. В условиях аридного климата образуются красноцветная лагунная соленосная и красноцветная континентальная субформации. Они отвечают ранней (начальной) стадии тектоно-седиментационного цикла, которую можно считать трансгрессивной.

В среднюю, инундационную часть цикла в пределах устойчивых платформ накапливается платформенная карбонатная формация, состоящая из трех субформаций (слоистоизвестняковой или массивноизвестняковой, субформации мела и мергелей, и субформации горючих сланцев, битуминозных мергелей и глин) в условиях гумидного климата и двух субформаций (гипсово-доломитовой и платформенной рифовой) в условиях аридного климата.

Для поздней, регрессивной стадии характерна морская регрессивная терригенная формация (с субформациями глауконитово-кварцевой, кремнистых глин и опок, полимиктовых песков и глин), а также верхняя паралическая угленосная формация для гумидного и эвапоритово-красноцветная для аридного климата.

Заключительная, эмерсивная стадия завершает тектонические циклы покровно-ледниковой, каолиново-песчаной, кварцево-песчаной и лимнической угленосной формациями в условиях гумидного и красноцветной континентальной – аридного климата. Характер ссотношений формаций в вертикальных рядах в обобщенном виде представлен на рис. 21 для Восточно-Европейской, Сибирской и Северо-Американской платформ.

Для подвижных платформ характерны покровно-ледниковая и платобазальтовая формации для начальной, лимническая угленосная и карбонатно-красноцветная формации – для средней, красноцветная аллитовая и красноцветная карбонатная – для поздней, покровно-ледниковая формация с лессовой субформаций и платобазальтовая формация с толеит-базальтовой и трахибазальтовой субформациями – для заключительной стадии.

Более сложным набором формаций представлен вертикальный ряд формаций во внешних (миогеосинклинали) и передовых прогибах.

В основании ряда, в его начальной части залегают аспидная (сланцево-грауваковая) формация с флишоидной, сланцевой, граувакковой и паралической угленосной субформациями.

Средняя часть ряда представлена известняковой геосинклинальной формацией с субформациями слоистых известняков, массивных известняков и карбонатно-терригенной субформациями. В гумидных зонах накапливалась формация битуминозных известняков, а в аридных ‑ субформация барьерных рифов.

В позднюю стадию накапливалась нижняя молассовая (шлировая) формация, морская нефтеносная и паралическая угленосная в гумидных и лагунная соленосная в аридных условиях.

В заключительную, орогенную стадию накапливалась верхняя молассовая формация: лимническая угленосная и континентальная сероцветная грубообломочная в гумидных и красноцветная грубообломочная континентальная ‑ в аридных условиях.

Вертикальный формационный ряд внешних (эвгеосинклинали) и межгорных прогибов начинается спилито-диабазо-кератофировой формацией со спилито-диабазовой, спилито-кератофировой и яшмовой субформациями начальной стадии.

Средняя стадия представлена развитой в миогеосинклинали флишевой формацией с субформациями: карбонатного флиша, терригенного флиша, туфогенного флиша, субфлишевой глинистой, грубого флиша.

Поздняя стадия представлена лимнической угленосной и соленосной субформациями соответственно в гумидных и аридных зонах.

Завершают вертикальный ряд наземно-вулканогенная (порфировая) формация с субформациями туфобрекчиевой, игнимбритовой, андезито-базальтовой, липарито-дацитовой и диатомито-озерная субформация.

Согласно современным представлениям в рамках новой глобальной тектоники сущность геосинклинального процесса заключается в структурном и вещественном преобразовании формаций земной коры океанического типа, в возникновении новых формаций, в том числе формаций гранитно-метаморфического слоя, что в итоге приводит к становлению континентальной коры и завершению геосинклинального процесса. В развитии геосинклиналей выделяются океаническая, переходная и континентальная стадии развития и каждой из них свойственны свои специфические формации.

Нижняя часть разреза эвгеосинклинальных зон сложена мощным комплексом офиолитов, представляющих собой сочетание магматических и осадочных формаций. К его древнейшим образованиям относится меланократовый фундамент. Он представлен дунит-гарцбургитовой формацией в основании, выше залегает формация полосчатых габброидов, перекрытая формацией амфиболитов. Завершает комплекс формация параллельных даек, секущих габброиды и амфиболиты. В целом формации меланократового основания отвечают доокеанической стадии развития земной коры. К океанической стадии относится спилит-диабазовая формация и формация габбро и габбро-норитов, вверх по разрезу их сменяет спилито-кератофировая формация, намечающая смену океанической стадии переходной. В переходную стадию происходила резкая структурная дифференциация на прогибы и поднятия и началось становление гранитно-метаморфического слоя с образованием новых вулканогенных и интрузивных формаций. Для ранней фазы переходной стадии характерна андезитовая формация с андезито-базальтовой субформацией в основании, связанная сложными соотношениями с граувакковой, кремнистой и другими осадочнымми формациями, а также интрузивные габбро-диорит-гранодиоритовая формация на крыльях и формация гранодиоритов в сводах поднятий. В позднюю фазу переходной стадии в подводной и наземной обстановке накапливались осадки нижней молассы и образовались вулкано-плутонические комплексы андезито-базальтовой, андезито-дацитовой и дацито-липаритовой формаций и интрузии габбро, диоритов, гранодиоритов и гранитов. В континентальную стадию в условиях орогенного режима проявился гранитный плутонизм и образовался гранит-щелочно-гранитный формационный комплекс в составе гранит-лейкогранитовой, гранит-граносиенитовой, аляскитовой формаций и формации щелочных гранитов. Вулкано-плутонический формационный комплекс представлен трахибазальтовой, трахиандезитовой и трахилипаритовой формациями (Цейслер, Штрейс, 1983).

Следует отметить, что приведенные выше вертикальные ряды формаций обобщенные, реальные структуры одного типа существенно отличаются наборами формаций в вертикальных рядах. Так, (1983), изучая осадочные формации подвижных областей СССР, выделил несколько типов эвгеосинклинальных (Уральский, Джунгаро-Балхашский, Камчатский), миктогеосинклинальных (Рудно-Алтайский, Южнотянь-шаньский, Восточносаянский) и миогеосинклинальных (Западноуральский, Верхояно-Колымский, Северокавказский, Сахалинский) прогибов, а также флишевые геосинклинали, подразделив их, в свою очередь на подтипы, и для каждого из них характерны свои осадочные, вулканогенные и плутонические формации и свои горизонтальные и вертикальные ряды формаций.

Анализ вертикальных формационных рядов позволяет выявить направленность в развитии структурных форм, этапы развития разноранговых структур, типизировать структурные формы, установить цикличность тектонических процессов, наметить рубежи крупных структурных перестроек и т. д.