Учение о геологических формациях (стр. 8 )

Иногда формации объединяются в надформации, а чаще в формационные ряды, отвечающие последовательным стадиям развития крупных геоструктурных зон. Кроме вертикальных формационных рядов формации образуют и латеральные ряды, характеризующие переход от одной геоструктурной зоны к другой.

Глава III. ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗОБРАЖЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕКИХ ФОРМАЦИЙ

1. МЕТОДИКА ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЙ

При выделении в разрезе земной коры ассоциаций горных пород в ранге формаций необходимо последовательно решить несколько методических вопросов.

Во-первых, надо установить признаки, по которым выделяются и обособляются ассоциации пород, и разработать номенклатуру пород, обьединенных в ассоциации. Во-вторых, следует определить границу между количественными и качественными изменениями, что позволит оконтурить формационные тела. Далее необходимо условиться о названии формаций и установить ранговость ассоциаций горных пород, составляющих слои земной коры. И, наконец, разработать методику изображения формаций на картах, планах, разрезах, блок-диаграммах.

предлагает следующий порядок операций при выделении формаций:

1) в ходе описания и графического изображения разрезов толщи выявляется элементарная совокупность слоев (элементарный парагенезис), повторяемостью которых образована формация, при этом устанавливаются обязательные и второстепенные члены формации;

2) определяется тип внутренней структуры формации и ее изменение от ядерной части формационного тела к периферийным зонам, которые могут рассматриваться в качестве подформаций (по вертикали и латерали);

3) выявляются поверхности, ограничивающие данное формационное тело от смежных с ним;

4) устанавливается форма, размеры формационного тела, его стратиграфический диапазон в разных частях;

5) выявляется положение формационного тела в более крупном теле ассоциаций формаций;

6) производится сравнение выделенной формации с известными эталонами и устанавливается ее принадлежность к тому или иному типу формаций, устойчиво повторяющемуся во времени и пространстве.

В отличии от минералов и горных пород, которые можно наблюдать непосредственно или с использованием оптических приборов и таким образом диагностировать их, тело геологической формации непосредственно необозримо для исследователя. Поэтому при переходе от вещественных категорий одного уровня (минералы и горные породы) к другому (формации) возникают объективные трудности с диагностикой объектов изучения, связанные с различиями в величине объектов. В связи с этим приемы, используемые при изучении минералов и пород, непригодны при изучении формаций. Геологическая формация может быть целиком воспринята исследователем только в виде сильно уменьшенной модели в виде карты или профильного разреза и выбор способов изображения состава и строения толщ во многом определяют успех при выделении и изучении формаций.

2. ПРИЗНАКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ ФОРМАЦИЮ

К наиболее настойчиво упоминаемым признакам формаций относятся: 1) набор видов пород, тела которых слагают формацию; 2) взаимоотношения тел горных пород, слагающих формацию, определяющие ее внутреннее строение – структуру; 3) положение в современной структуре земной коры; 4) геотектонические условия образования; 5) климатические условия образования; 6) палеогеографические условия образования; 7) стратиграфическое положение; 8) метаморфизм; 9) минералогический состав; 10) химический состав; 11) полезные ископаемые; 12) мощность.

Выбор признаков и способа их группировки определяют позицию исследователя и принадлежность его к тому или иному направлению или школе в учении о формациях. Стремление учесть возможно большее количество признаков, если не определен способ их группировки, приводит к тому, что количество потенциальных направлениях в учении о формациях может почти вдвое превысить население земного шара. Поэтому при выделении формаций исследователи используют ограниченное количество признаков и независимо от того, какого направления они придерживаются, все используют первые два признака: состав и структуру. и др. (1972) установили, что признаки 1, 2, иногда 3 при выделении формаций использовали (1968), (1972), (1961), (1968), (1969), (1949, 1968), (1958,1964), (1968), (1962, 1964, 1965), (1972), (1967), (1966), (1965), (1963, 1972), Дж. Нилл (1959), П. Нигли (1952). Признаки 1, 2, 4, иногда 3 использовали (1948), (1940, 1951, 1966), (1965), Ж. Обуэн (1967), (1948), Ю. Ир. Половинкина и (1959), (1964,1973), (1963). Признаки формаций 1, 2, 4, 5 использовали , (1957,1968), и (1968), (1953, 1955, 1969), (1964,1973), (1961), и (1968). Признаки 1, 2 и 5 использовали (1966), (1960). Признаки 1, 2, 4, 5, 6 использовали (1967) и М. Кэй (1955). Признаки 1, 2, 6 использовали (1956) и (1955, 1959, 1966). Признаки 1, 2, 7 применяли К. Данбар и Дж. Роджерс (1962), (1945). Признаки 1, 2, 9, 10 использовали , и др. (1968).

Таким образом, из большого числа признаков, характеризующих формации, и служащих для их выделения, наиболее важными являются состав и структура.

Состав характеризуется набором пород, составляющих устойчивую ассоциацию. Главные (обязательные) члены ассоциации определяют тип формации, второстепенные (необязательные) – ее индивидуальные особенности. К главным членам ассоциации рекомендуется относить породы, содержание которых в разрезе толщи превышает 10% общей мощности в центральной части формационного тела. Второстепенными членами ассоциации являются породы, содержание которых в центральной части тела формации менее 10%. В краевых зонах их содержание может увеличиваться. Второстепенные (необязательные) члены формации нередко могут иметь значение важнейших показателей условий накопления формации, а также представлять собой ценное промышленное минеральное сырье (пласты калийных солей, фосфоритов, углей и др.).

Второй важный показатель вещества – его структура – взаимоотношение главных членов ассоциации друг с другом и по отношении ко всей ассоциации в целом. Горная порода при одинаковом составе может иметь разное наименование в зависимости от формы выделения минералов и их взаиморасположения. Например, гранит, гранит-порфир, риолит имеют одинаковый минеральный состав (полевой шпат, кварц, роговая обманка), но являются разными породами, поскольку отличаются структурой. Таким же образом, для формаций тип строения толщи – не менее важный показатель нежели ее состав. Ассоциации пород с одинаковыми наборами пород, но с их разными соотношениями в разрезе могут относиться к разным формациям. Следует отметить, что классификационные признаки, позволяющие на основе установленных типов строения разделять одинаковые по составу толщи как формации, пока не разработаны. Одним из основных структурных классификационных признаков является тип слоистости. Например, флишевая формация выделена исходя из характера слоистости: многократного правильного чередования пород, составляющих флишевый ритм (многослой). Повторение ритма (элементарного набора пород) в разрезе создает формацию. Иной тип слоистости у молассовых, угленосных, карбонатных, соленосных формаций.

3. ГРУППИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД В ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМАЦИИ

Выделение формаций в разрезе слоистых толщ основано на группировании пород в комплексы, однородные по вещественному составу и строению. При выделении формаций выделяются совокупности горных пород (элементарный набор), повторяемостью которых сложено тело формации.

Элементарные наборы наиболее легко устанавливаются в толщах ритмичного строения – во флишевых, угленосных, соленосных формация. Так, например, девонские соленосные формации Припятского прогиба имеют ритмичное строение и каждый ритм (ритмопачка), сложенный несолевыми сульфатно-карбонатно-глинистыми породами в основании и каменной солью в кровле, отвечает элементарному парагенезу. Карбонаты (глины и мергели), сульфаты и галит являются обязательными членами парагенезов. В кровле полных циклов залегают калийные соли, которые являются второстепенным (необязательным) членом парагенезов. В базальных частях ритмопачек в основном по периферии формации втречаются песчаники и алевролиты, которые также являются второстепенными членами элементарных парагенезов. Повторяемостью в разрезе элементарного набора пород образованы соленосные формации.

Флишевые формации образованы многократно повторяющимися в разрезе флишевыми ритмами. Так, флишевый ритм формации таврического терригенного флиша Горного Крыма сложен (снизу вверх) полевошпато-слюдисто-кварцевыми песчаниками, слюдисто-кварцевыми алевролитами, гидрослюдистыми аргиллитами с линзовидными включениями глинистого сидерита. Песчаник, алевролит, аргиллит являются главными (обязательными) членами ассоциации, сидерит распространен не во всех ритмах и служит второстепенным (необязательным) ее членом. В некоторых флишевых ритмах присутствует полимиктовый гравелит или мелкогалечный конгломерат, которые также являются необязательными членами набора. Повторяемостью в разрезе вышеуказанного элементарного набора пород образована формация таврического терригенного флиша.

Донецкая угленосная формация образована ритмами, каждый из которых сложен полевошпат-кварцевыми песчаниками и алевролитами, аргиллитами, каменнными углями и органогенными песчаниками. Подобным же образом устанавливаются элементарные наборы пород в толщах груборитмичных и неритмичных.

Методику группирования горных пород в геологические формации в рамках парагенетического направления с использованием, в основном, признаков состава и строения, можно рассмотреть на примере девонских формаций Припятского прогиба. Это расчленение было выполнено с соавторами (Айзберг, Махнач, 1969, 1970; Айзберг, Кислик, Лупинович, 1974; Айзберг, 1976, 1978; Айзберг, Гарецкий, 1976; Айзберг, Ажгиревич, Гарецкий, 1989; Айзберг, Ажгиревич, Старчик, 2000, 2001) и выдержало испытание временем.