Фации континентальных и субконтинентальных отложений верхнего карбона западной части Донецкого каменноугольного бассейна (стр. 18 )

Вторым дополнительным критерием для выделения фаций является изучение их вещественного состава. К сожалению, данные лабораторных исследований позволяют лишь дополнять основные методы выделения фаций, подкрепить же их выводами о своеобразии вещественного состава не удается. Сам по себе вещественный состав фаций не может быть определяющим; он обычно не противоречит полевым наблюдениям.

К такому ответственному выводу мы пришли после комплексного литологического изучения многочисленных образцов различных фаций. Наибольшее внимание при этом отводилось методам, широко используемым в практике лабораторных исследований: изучение шлифов под поляризационным микроскопом, а также термический, рентгеновский (Приложение 1), химический, спектральный количественный и полуколичественный анализы.

В качестве подтверждения сказанному можно сослаться на приведенные ниже петрографические описания различных фаций и на полученные нами усредненные данные различных анализов вещественного состава этих фаций. Статистическое сравнение большинства средних содержаний свидетельствует о несущественном их различии.

Всесторонний тщательный разбор различных по значимости признаков, определяющих фации, привел нас к уже высказанному выводу, что до последнего времени рекомендовались к выделению чрезвычайно дробные фации и литогенетические типы [Атлас литогенетических типов…1956 и др.]. Они пригодны лишь для специальных детальных научных исследований отдельных разрезов, используемых для теоретических построений. Опираться на них в повседневной практике геологических работ при обработке большого фактического материала, как показал опыт автора и его коллег, весьма затруднительно. Кроме того, при таком подходе совершенно невозможно использовать накопившиеся ранее геологические материалы, выполненные в рамках сложившихся традиционных приемов документации [Борисенко 1974, 1980].

Безусловно, при этом нельзя вдаваться в другую крайность, опускаясь до уровня выделения лишь основных типов горных пород. Такой подход с возвратом к старому был бы неверным. Но и чрезвычайно дробная, а отсюда и сложная фациальная характеристика отложений становится неприемлемой. Этим, пожалуй, и объясняются те трудности, с которыми связано внедрение фациально-циклического анализа в практику геологических работ, несмотря на достаточную его популяризацию.

Трудности освоения метода заключаются не в субъективной его оценке отдельными геологами, а скорее обусловливаются тем, что дробные фациальные подразделения не выдерживаются в пространстве даже на небольших расстояниях. И это естественно. В условиях непрерывной борьбы между континентом и морем на весьма выравненной аккумулятивной равнине, которой являлся Донбасс в каменноугольный период, трудно ожидать такого постоянства. А раз его не было, то и дробные литогенетические типы, образуя мелкие сложные переслаивания, не могут прослеживаться за пределы первых сотен метров (редко больше).

Следовательно, ныне, по нашему мнению, уже созрели условия для отказа от очень трудоемкого дробного фациального изучения отложений при региональных литологических исследованиях. В связи с этим вполне обоснованными кажутся, на наш взгляд, предложения [1963], направленные на объединение дробных литогенетических типов, каждый из которых характерен для образования определенного фациального облика и не имеет существенных отличительных признаков для отнесения их к отложениям иного генезиса.

Действительно, в основу выделения литогенетических типов зачастую кладутся отдельные генетические признаки, иногда лишь детали в проявлении слоистости, что не исключает возможных ошибок при установлении физико-географических условий образования осадков.

Итак, мы пришли к выводу, что в верхнем карбоне Донбасса достаточно уверенно можно выделять лишь 10 континентальных и субконтинентальных фаций: море мелкое, залив или лагуна, озеро глубокое, озеро мелкое, болото, пролювий, аллювий русловый, аллювий пойменный, аллювий дельтовый, пересыпь (бар) [Борисенко 1974].

Названные укрупненные фации существенно отличаются друг от друга и могут хорошо прослеживаться на значительные расстояния по простиранию. Сравнительно простые приемы их выделения позволяют получить массовый сопоставимый материал, документально оформленный в описаниях и разрезах.

Ниже приводится комплексное описание диагностических признаков основных групп осадков одинакового фациального облика (примеры петрографического описания для каждой выделенной фации находятся в Приложении 2). В основу выделения фаций положены известные материалы [Атлас 1956 и др.] с дополнениями, полученными в процессе выполнения настоящей работы.

1.Море мелкое.

Породы. Преобладают алевролиты и алевритистые аргиллиты. В более прибрежной части появляются мелкозернистые песчаники.

Слоистость обычно скрыто горизонтальная (без признаков волнений и течений). С приближением к берегу, к зоне волнений и течений, могут появляться два новых чередующихся типа: 1/ пологая линзовидная, правильная слоистость, обусловленная чередованием слойков тонкого и грубого алевролита мощностью от долей миллиметра до 3-10 см; 2/ тонко волнистая мелкая асимметричная слоистость, подчеркиваемая неравномерным распределением растительного детрита и примесью более грубого материала.

Цвет серый.

Сортировка довольно хорошая. На фоне преобладающего размера зерен 0,05-0,10 мм присутствует небольшое количество зерен размером 0,2-0,5 мм (двухвершинная сортировка).

Особенности вещественного состава: цемент глинистый, иногда карбонатный (перекристаллизованные железистые карбонаты, доломит, кальцит) с редкими обрывками слюд и умеренным содержанием хлорита.

Включения:

Фауна. Обычны мелкие обломки толстостенных двустворатых моллюсков. На локальных более глубоководных участках, а также при трансгрессивном развитии водоема количество двустворок увеличивается, сохранность их улучшается. При этом появляются еще брахиоподы и гастроподы.

В более прибрежных частях мелкого моря фаунистические остатки исчезают, есть лишь следы жизнедеятельности организмов – частые ходы илоедов.

Флора. Обычно присутствует мелкий неравномерно распределенный трудноразличимый растительный детрит. При регрессивном развитии водоема количество его несколько увеличивается, однако остается небольшим. Встречаются также крупные гелефицированные бурые обрывки стволиков растений.

Конкреции. Небольшое количество светло-бурых, тонких, поясково-линзовидных, слабо минерализованных, нечетко ограниченных от вмещающей породы, слабо реагирующих в порошке с соляной кислотой. С приближением к прибрежной части бассейна конкреции исчезают.

Мощность от долей метра до 20 м, при регрессивном развитии породы становятся невыдержанными.

Положение в разрезе. В трансгрессивную фазу мелкое море могло образовываться в результате обводнения лагунных, озерных или болотных водоемов. В регрессивную фазу могло произойти обмеление моря – образование лагун, заливов и озер. Направление развития бассейна устанавливается при фациальном анализе вмещающих пород.

2.Залив или лагуна.

Породы. Широкий диапазон осадков. В центральных частях водоемов преобладают аргиллиты, алевритистые аргиллиты, алевролиты; в прибрежных частях наблюдается их переслаивание, при регрессивном развитии появляются мелкозернистые песчаники.

В слоях преобладает глинистая или мелкоалевритовая размерность частиц. Возможна незначительная примесь мелкопесчаных зерен. На протяжении слоя гранулометрический состав изменяется довольно часто.

Слоистость. В центральных частях водоемов преобладает скрыто-горизонтальная, неясная, слегка косоволнистая. При регрессивном развитии, в более прибрежных участках, в зонах волнений и течений, наблюдается слоистость двух типов: 1/ пологая неправильно-линзовидная; 2/ мелкая неправильная перекрестно-косоволнистая, часто со срезанием нижней серии слойков вышележащей серией.

Слоистость обусловлена примесью более грубого или глинистого материала. Подчеркивается растительным детритом и чешуйками слюды. Чередующиеся слойки имеют мощность от долей сантиметра до 3 см. Слойки часто деформированы текстурами взмучивания, обусловленными оползневыми явлениями.

В слабо аридной обстановке слоистость становится более тонкой, неясной – маскируется цветовой полосчатостью. Иногда порода неслоистая. Изредка встречаются трещины усыхания, выполненные более светлым материалом.

Микротекстура микрослоистая, параллельная. Обусловлена ориентировкой глинистых частиц, чешуек слюды, растительного детрита или чередованием слойков с примесью более грубого материала и слойков чистых аргиллитов.

В слабо аридной обстановке микрослоистость становится более отчетливой: границы между слойками помимо основных причин подчеркиваются цветом гидроокислов железа. Иногда алевритовые слойки лежат на аргиллитовых со следами слабого размыва.

Раскол плитчатый или неравномерно плитчатый. Иногда поверхность раскола мелковолнистая.

Цвет пород, образовавшихся в гумидной обстановке серый. По мере усиления признаков засушливости к нему прибавляется голубоватый или зеленоватый оттенок. В слабо аридной обстановке осадок приобретает пятнистую или чередующуюся, непостоянной интенсивности окраску от зеленовато-серой до светло-коричневой с охристо-бурыми прожилками.

Сортировка различная: от средней в центральных частях водоемов до довольно хорошей у сероцветных разностей более прибрежных участков. У бурых и красноцветных пород сортировка намного хуже: средняя, плохая или довольно плохая. Причем эти породы чуть более грубозернистые, чем сероцветные.

Особенности вещественного состава. Основная масса аргиллитов или цемент алевролитов и песчаников гидрослюдистого состава с различной примесью алевритовых зерен, среди которых преобладает кварц.

Для осадков, образовавшихся в гумидной обстановке или в обстановке с признаками незначительной засушливости характерно большое количество гидратизированного биотита, хлоритизация по которому почти не развита. Отдельные чешуйки биотита имеют признаки окисления с выделением буроватых гидроокислов железа. Процесс этот получил еще очень слабое развитие и почти не оказал влияние на окраску породы. Изредка встречаются мелкие включения железистого кальцита или доломита.

В осадках слабо аридной обстановки гидрослюдистый материал и биотит уже заметно хлоритизированы. В целом хлорит содержится в довольно большом количестве. Встречаются также пятна лептохлоритов, в том числе шамозита, придающих породе желтовато-зеленый оттенок.