Учение о геологических формациях (стр. 9 )

В практике геологоразведочных работ в мощном (до 5 км) комплексе девонских отложений выделяется пять литологических толщ: подсолевая, нижнесоленосная, межсолевая, верхнесоленосная и надсолевая. Они литологически резко отличаются друг от друга, но более детальный анализ набора пород и особенностей строения показал, что некоторые из них состоят из нескольких формаций.

Подсолевая девонская толща Припятского прогиба в свою очередь делится на нижнюю ‑ терригенную и верхнюю – карбонатную толщи. Следовательно, в подсолевой девонской толще необходимо выделять не менее двух формаций: терригенную и карбонатную.

Нижняя и верхняя части подсолевой девонской терригенной толщи по набору пород отличаются друг от друга.

Нижняя часть в объеме витебского горизонта эмского яруса нижнего девона и эйфельского яруса среднего девона сложена песчаниками, алевролитами, гипсами, доломитами, глинами и мергелями и в северной части прогиба содержит линзы каменной соли мощностью в метры и первые десятки метров. Структура толщи упорядоченная груборитмичная. Каждый ритм представлен определенной вертикальной последовательностью пачек: нижняя – песчаная, средняя – сульфатно-доломито-мергельная, верхняя – доломито-мергельно-глинистая. Породы сероцветные. Мощность толщи возрастает с юго-запада на северо-восток Припятского прогиба от 0 до 100 м, а к северу от прогиба в районе Орши достигает 175 м.

Верхняя часть терригенной толщи в объеме полоцкого горизонта живетского яруса и ланского горизонта франского яруса образована переслаиванием песчаников, глин и алевролитов, прослои мергелей и доломитов занимают подчиненное положение. Структура толщи упорядоченная ритмичная. Выделяется два ритма, в каждом из которых состав изменяется снизу вверх от песчаников до глин. Породы пестроцветные. Мощность толщи возрастает с юго-востока на северо-запад прогиба и за его пределами достигает 200 м. Верхняя толща на нижней залегает несогласно, с перерывом.

Таким образом, нижняя и верхняя терригенные толщи значительно отличаются по набору пород: в верхней отсутствуют сульфаты и каменные соли, меньше доломитов и мергелей. Подобные различия литологического состава двух толщ позволяют выделять их в качестве двух самостоятельных формаций: нижней – сульфатно-карбонатно-терригеной сероцветной и верхней терригенной пестроцветной. Отличие пород двух формаций по цвету и наличие перерыва в осадконакоплении и несогласия, которое можно считать межформационным, являются дополнительными критериями для их выделения. Отличия литологического состава двух формаций объясняются разными условиями осадконакопления: нижняя формация накапливалась в осолоненном морском мелководном шельфовом бассейне, который иногда превращался в серию разобщенных остаточных лагун; верхняя формация накапливалась в морском мелководном опресненном, реже несколько осолоненном бассейне, часто лагунного или озерного типа с впадающими в него реками и их подводными дельтами.

Выше в низах подсолевой карбонатной толщи достаточно уверенно выделяется карбонатная морская сероцветная формация в объеме саргаевского и семилукского горизонтов. Она сложена известняками и доломитами с прослоями мергелей и по набору пород резко отличается от подстилающей терригенной пестроцветной формации и от покрывающей туффито-глинисто-мергельной формации, выделяемой в объеме речицкого горизонта. Структура формации груборитмичная, упорядоченная. Она сложена двумя ритмами: основания ритмов сложены мергелями, при этом в нижнем присутствуют прослои и линзы ангидритов, верхние части ритмов представлены известняками и доломитами. В кровле формации выделяется межформационный перерыв. Формация довольно выдержана по составу и мощности, которая достигает 90 м. Она накопилась в морском бассейне с соленостью, близкой к нормальной, в процессе широкого распространения среднефранской трансгрессии на территории Восточно-Европейской платформы.

Туффито-глинисто-мергельная пестроцветная формация выделяется в объеме речицкого горизонта и сложена глинами и мергелями с примесью туфового материала, с прослоями песчаников, алевролитов, глинистых известняков, доломитов и туффитов. Она распространена только в восточной части прогиба и ее мощность увеличивается в восточном направлении до 70 м. В Припятском прогибе она накопилась в трансгрессировавшем с востока мелководном морском бассейне в начальную фазу рифтовой стадии в процессе начавшегося рифтового вулканизма, с связи с чем она обогащена туфогенным материалом.

Верхняя часть подсолевой карбонатной толщи в объеме воронежского и нижней части евлановского горизонтов выделена в качестве сульфатно-карбонатной сероцветной формации. Она образована парагенезом ангидритов, доломитов, известняков и мергелей. От подстилающей формации она отличается присутствием ангидритов, от покрывающей галогенной галитовой – отсутствием каменных солей. Мощность формации на востоке прогиба достигает 320 м. Она накапливалась в последовательно осолонявшемся морском бассейне.

Таким образом, на примере подсолевой девонской толщи Припятского прогиба видно, что формации можно уверенно выделять в разрезе осадочных бассейнов исходя, в основном, из первого признака формаций: их породного состава, т. е. набора видов пород. В качестве дополнительных критериев используются структура, в основном, характер слоистости, цвет пород, наличие межформационных перерывов и несогласий. Границы формаций в большинстве случаев совпадают с границами стратиграфических подразделений: горизонтов, подъярусов и ярусов. Так, в подсолевой девонской толще только граница сульфатно-карбонатной сероцветной и покрывающей галогенной галитовой формаций не совпадает с стратиграфической границей и проходит внутри евлановского горизонта. При этом она стратиграфически скользящая и поднимается вверх по разрезу к ее периферии

Как показывает приведенный пример подсолевых девонских отложений Припятского прогиба осадочные геологические формации достаточно уверенно выделяются в рамках парагенетического подхода, исходя из породного состава и структуры формаций до изучения генезиса пород, выделения фаций и генетических типов отложений.

4. ГРАНИЦЫ ФОРМАЦИЙ

Выделить формацию – это значит определить ее границы. Границы формаций определяются поверхностями, по которым происходит разрыв однородности свойств формации: ее состава и строения.

Проведение границ между формациями является в ряде случаев довольно сложной задачей, так как смежные формации по латерали и вертикали нередко связаны постепенными переходами и в их парагенезах имеются общие члены. Как в латеральном ряду формаций, так и в их вертикальной стратиграфической последовательности, могут происходить фациальные замещения формаций. В этих случаях границы формаций нередко являются условными. Формации могут быть связаны широкими зонами взаимопроникновения, границы смежных формаций расплываются в широкие зоны и если ширина такой зоны взаимопроникновения соизмерима с величиной тел сравниваемых смежных формаций, необходимо выделять между ними самостоятельную формацию. В. М Цейслер (1992) предлагает в таких случаях проводить условные границы между формациями на основе подсчета процентного содержания пород – главных членов в смежных парагенетических ассоциациях. Например, граница между глинистой и известняковой формациями должна быть проведена там, где содержание известняков и глин в разрезе примерно равно и составляет 40-60%. В ряде случаев такую границу нельзя выразить одной линией, и на карте будет выделяться широкая переходная зона.

Наиболее четким ограничением формаций в их вертикальном ряду являются стратиграфически несогласные контакты, связанные с перерывами в осадконакоплении, которые иногда сопровождаются угловыми несогласиями, что свидетельствует о перестройке структурного плана на рубеже двух формаций. Однако критерий перерывов не может быть основным при выделении формаций, поскольку перерывы нередко бывают внутриформационными и часто отсутствуют на границах формаций. (1952) писал, что “сам по себе перерыв, даже несогласие не являются достаточным признаком межформационной границы, но длительный региональный перерыв и несогласие, по-видимому, всегда сопровождаются сменой формаций“. И далее “перерыв лишь тогда является межформационным, когда он совпадает со сменой парагенезов пород. А уже из этого следует, что выделение формаций не может быть подменено установлением перерывов, а должно исходить из изучения строения самих формаций. Еще важнее то, что смена одной формации другой далеко не всегда сопровождается перерывом”. Далее он отмечал: “с методологической точки зрения ошибкой в определениях, основанных на перерывах, является то, что в них тело характеризуется не его внутренним содержанием, а только особенностями его границ, а последние могут быть не связаннными с образованием самого тела, так как образование граничных перерывов в общем либо предшествует, либо следует за образованием тела”. Вместе с тем он писал, что “в громадном большинстве случаев выделение формаций и проведение между ними границ не создает больших затруднений. При разделении разреза на формации обычно используются некоторые из обычных стратиграфических границ, а именно те, которым соответствуют значительные литологические изменения”.

В тех случаях, когда длительность перерывов в осадконакоплении соизмерима с длительностью накопления формаций, даже тогда, когда подстилающая и покрывающая толщи не отличаются по составу, целесообразно выделять их в качестве двух формаций.

5. НАИМЕНОВАНИЯ ФОРМАЦИЙ

Наименование формаций как парагенезисов горных пород обычно выражается перечислением главных членов парагенетической ассоциации в порядке возрастания значимости того или иного типа, образующего формацию. Перечисление главных членов ассоциации должно сопровождаться указанием на тип строения толщи. При одном-двух членах ассоциации такие названия как кварц-каолиновая тонкослоистая или граувакковая мелкобломочная грубослоистая еще воспринимаются, но если число главных членов парагенезиса больше трех – название получается очень длинным.

Некоторые формации получили названия исходя из строения (флиш), состава или тектонического положения (аспидная, фаллаховая, молассовая), но обычно это группы формаций, т. е. вещественные категории более крупные, чем формации.