Все осадочные породы образовались в результате геологических процессов, происходивших в определенной физико-географической обстановке. Особенности этих процессов и обстановки отражены в палеонтологических и литологических особенностях пород.
Под палеонтологическими особенностями понимают характер органических остатков: видовой и родовой состав, разнообразие этого состава, абсолютные и относительные размеры и толщину раковины, степень сохранности и другие.
Разнообразие видового и родового состава означает, что порода накапливалась в условиях неглубокого, сравнительно теплого моря с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. Мелкая фауна обычно характерна для бассейнов с ненормальной соленостью, массивные же раковины имеют организмы, живущие на небольшой глубине в тепловодных морских бассейнах и т. д.
Под литологическими особенностями понимают: цвет породы, ее минеральный, химический и гранулометрический состав, структуру, текстуру, неорганические включения (стяжения, конкреции), форму осадочного тела и некоторые другие особенности. Изучение всех этих особенностей начинается в полевых условиях, так как образец породы никогда не может дать полного представления о ее происхождении.
Под палеонтологическими особенностями понимают характер органических остатков: видовой и родовой состав, разнообразие этого состава, абсолютные и относительные размеры и толщину раковины, степень сохранности и другие.
Разнообразие видового и родового состава означает, что порода накапливалась в условиях неглубокого, сравнительно теплого моря с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. Мелкая фауна обычно характерна для бассейнов с ненормальной соленостью, массивные же раковины имеют организмы, живущие на небольшой глубине в тепловодных морских бассейнах и т. д.
Под литологическими особенностями понимают: цвет породы, ее минеральный, химический и гранулометрический состав, структуру, текстуру, неорганические включения (стяжения, конкреции), форму осадочного тела и некоторые другие особенности. Изучение всех этих особенностей начинается в полевых условиях, так как образец породы никогда не может дать полного представления о ее происхождении.
Все осадочные породы образовались в результате геологических процессов, происходивших в определенной физико-географической обстановке. Особенности этих процессов и обстановки отражены в палеонтологических и литологических особенностях пород.
Под палеонтологическими особенностями понимают характер органических остатков: видовой и родовой состав, разнообразие этого состава, абсолютные и относительные размеры и толщину раковины, степень сохранности и другие.
Разнообразие видового и родового состава означает, что порода накапливалась в условиях неглубокого, сравнительно теплого моря с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. Мелкая фауна обычно характерна для бассейнов с ненормальной соленостью, массивные же раковины имеют организмы, живущие на небольшой глубине в тепловодных морских бассейнах и т. д.
Под литологическими особенностями понимают: цвет породы, ее минеральный, химический и гранулометрический состав, структуру, текстуру, неорганические включения (стяжения, конкреции), форму осадочного тела и некоторые другие особенности. Изучение всех этих особенностей начинается в полевых условиях, так как образец породы никогда не может дать полного представления о ее происхождении.
Цвет породы нередко является важным показателем условий ее образования. Например, красноцветные породы континентального происхождения обычно отлагаются в субтропическом или тропическом поясах при чередовании дождливых и засушливых периодов. Черная и темно-серая окраска связана с наличием битумов и сернистого железа и возникает в условиях восстановительной среды в море, или в лагунной обстановке, или в озере, болоте.
Минеральный и химический состав позволяют выяснить не только характер среды осадконакопления, но и характер разрушающихся материнских пород и тем самым установить область сноса, а также выяснить, как долго переносился осадочный материал. Например, чем дальше переносится материал, тем однороднее его минеральный состав, так как неустойчивые против выветривания минералы при длительном переносе разрушаются.
Под палеонтологическими особенностями понимают характер органических остатков: видовой и родовой состав, разнообразие этого состава, абсолютные и относительные размеры и толщину раковины, степень сохранности и другие.
Разнообразие видового и родового состава означает, что порода накапливалась в условиях неглубокого, сравнительно теплого моря с нормальной соленостью и нормальным газовым режимом. Мелкая фауна обычно характерна для бассейнов с ненормальной соленостью, массивные же раковины имеют организмы, живущие на небольшой глубине в тепловодных морских бассейнах и т. д.
Под литологическими особенностями понимают: цвет породы, ее минеральный, химический и гранулометрический состав, структуру, текстуру, неорганические включения (стяжения, конкреции), форму осадочного тела и некоторые другие особенности. Изучение всех этих особенностей начинается в полевых условиях, так как образец породы никогда не может дать полного представления о ее происхождении.
Цвет породы нередко является важным показателем условий ее образования. Например, красноцветные породы континентального происхождения обычно отлагаются в субтропическом или тропическом поясах при чередовании дождливых и засушливых периодов. Черная и темно-серая окраска связана с наличием битумов и сернистого железа и возникает в условиях восстановительной среды в море, или в лагунной обстановке, или в озере, болоте.
Минеральный и химический состав позволяют выяснить не только характер среды осадконакопления, но и характер разрушающихся материнских пород и тем самым установить область сноса, а также выяснить, как долго переносился осадочный материал. Например, чем дальше переносится материал, тем однороднее его минеральный состав, так как неустойчивые против выветривания минералы при длительном переносе разрушаются.
Рис. 70. Типы слоистости:
а — перекрестная слоистость прибрежного типа; б — косая однонаправленная речного типа
а — перекрестная слоистость прибрежного типа; б — косая однонаправленная речного типа
Очень хорошими показателями условий образования пород являются некоторые минералы. Например, глауконит, фосфорит, монтмориллонит, гидрослюды, бейделлит являются очень важным признаком морской среды осадконакопления. Доломиты, соли, гипс указывают на то, что отложения накапливались в замкнутых водоемах с повышенной соленостью, а сидерит и пирит — на наличие восстановительной среды и сероводородное заражение.
Гранулометрический состав и структура позволяют выяснить характер и скорость движения среды осадконакопления, глубину бассейна, длительность переноса и переотложения материала. Общеизвестно, что, при прочих равных условиях, ближе к берегу отлагается более крупнозернистый материал и что водные потоки, имеющие большую скорость движения, способны переносить более крупные обломки. Можно по преобладающему размеру этих обломков определять скорость движения, а по ориентировке удлиненных обломков и некоторым другим особенностям — направление движения. Очень хорошая сортировка и окатанность зерен песка указывают на длительное взмучивание и переотложение, что чрезвычайно характерно для прибрежной зоны моря.
Текстурные особенности. К числу наиболее важных текстурных особенностей относятся слоистость, знаки ряби, различные знаки-слепки и некоторые другие особенности.
Тип слоистости характеризует динамику среды осадконакопления (спокойная, однонаправленное движение, волнения и т. д.), а также позволяет выяснить направление приноса обломочного материала (по господствующему уклону слойков). Так, слоистость горизонтальная тонкая наиболее характерна для умеренно-глубоководных глин (100 — 500 м) и для озерных отложений, перекрестная (рис. 70, а)—типична для обломочных отложений мелководной зоны моря (до 70—100 м), косая однонаправленная (рис. 70, б) для русловых потоков и т. д.
Конкреции сингенетические, т. е. образующиеся одновременно с накоплением осадочной толщи (слойки породы огибают такую конкрецию сверху и снизу), также помогают определять характер среды осадконакопления. Для мелководных морских отложений характерны бокситовые, железистые (шамозитовые), марганцовистые, фосфатные конкреции. Карбонатные конкреции нередко встречаются в озерных отложениях, марказитовые и пиритовые — в угленосных толщах.
Форма осадочного тела. Морские отложения обычно образуют более или менее выдержанные пласты, речные — узкие линзы, лежащие среди других пород, озерные — линзы во впадинах древнего рельефа. Отложения значительной мощности в пределах узких вытянутых зон обычно образовываются в геосинклинальном бассейне. Напротив, отложения небольшой мощности, развитые на большой площади,, чаще характерны для платформенных областей.
Изучение литологических и палеонтологических особенностей позволяет определить: 1) характер среды отложения (водная или воздушная), 2) физико-химические свойства водной среды — степень солености, наличие свободного кислорода и других газов (сероводорода, углекислоты и др.), 3) характер движения среды отложения, скорости и направления движения, 4) глубину бассейна, 5) рельеф области отложения, 6) характер пород, слагающих область сноса, 7) климатические условия и некоторые другие особенности среды и эпохи осадконакоп-ления.
Понятие о фациях. Обстановку, среду осадконакопления в настоящее время называют словом фация. Этот термин введен в науку к 1838 г. А. Грессли.
Учение об условиях образования осадочных пород получило название учения о фациях. Методы и приемы, с помощью которых восстанавливаются эти условия, называются фациальным анализом. Условия образования осадочных пород называют фациальны-ми условиями, первичные признаки пород, характер которых определяется этими условиями, — фациальными признаками,, или фациальными особенностями, а их изменения — ф а ци-альными изменениями.
Процессы осадконакопления происходили на Земле в течение всей ее геологической истории, они происходят и в настоящее время. В связи с этим принято различать фации современные и ископаемые.
Под современной фацией понимают часть земной поверхности, которая на всем своем протяжении обладает одинаковыми физико-географическими условиями и одинаковой фауной и флорой.
Ископаемая фация — это часть пласта, пласт или даже несколько пластов (пачка, свита), характеризующиеся одинаковыми первичными литологическими и палеонтологическими особенностями, в которых отражены условия образования этих отложений.
Методы фациального анализа. В основе фациального анализа лежит сравнение палеонтологических и литологических признаков древних пород и современных отложений, т. е. принцип актуа-лизма, сформулированный еще Ч. Ляйелем. По этому принципу сходство признаков древних пород и современных отложений говорит о сходных условиях их образования.
Последующее изучение древних пород и современных отложений показало, что они не имеют абсолютного сходства и что характер процессов осадконакопления с течением времени изменялся, так как изменялись состав атмосферы и гидросферы, строение земной коры и характер органического мира, рельеф и другие условия разрушения пород, переноса материала и его отложения. Например, более высокое содержание углекислого газа в атмосфере Земли в докембрийское время обусловливало более широкое развитие процессов химического выветривания, которое, кроме того, происходило в восстановительной среде, так как кислород отсутствовал.
Таким образом, нельзя ныне действующие закономерности механически переносить в прошлое. Поэтому принцип актуализма в настоящее время дополняется принципом эволюции фаций в истории Земли, который учитывает развитие и изменение геологических процессов. Принцип актуализма и принцип эволюции фаций вместе составляют теоретическую базу сравнительн о-л итологического метода — основного метода фациального анализа, разработанного А. Д. Архангельским и особенно Н. М. Страховым.
Поскольку выяснение условий образования древних пород производится путем сравнения их с современными отложениями, ниже приведено описание основных типов последних.
Гранулометрический состав и структура позволяют выяснить характер и скорость движения среды осадконакопления, глубину бассейна, длительность переноса и переотложения материала. Общеизвестно, что, при прочих равных условиях, ближе к берегу отлагается более крупнозернистый материал и что водные потоки, имеющие большую скорость движения, способны переносить более крупные обломки. Можно по преобладающему размеру этих обломков определять скорость движения, а по ориентировке удлиненных обломков и некоторым другим особенностям — направление движения. Очень хорошая сортировка и окатанность зерен песка указывают на длительное взмучивание и переотложение, что чрезвычайно характерно для прибрежной зоны моря.
Текстурные особенности. К числу наиболее важных текстурных особенностей относятся слоистость, знаки ряби, различные знаки-слепки и некоторые другие особенности.
Тип слоистости характеризует динамику среды осадконакопления (спокойная, однонаправленное движение, волнения и т. д.), а также позволяет выяснить направление приноса обломочного материала (по господствующему уклону слойков). Так, слоистость горизонтальная тонкая наиболее характерна для умеренно-глубоководных глин (100 — 500 м) и для озерных отложений, перекрестная (рис. 70, а)—типична для обломочных отложений мелководной зоны моря (до 70—100 м), косая однонаправленная (рис. 70, б) для русловых потоков и т. д.
Конкреции сингенетические, т. е. образующиеся одновременно с накоплением осадочной толщи (слойки породы огибают такую конкрецию сверху и снизу), также помогают определять характер среды осадконакопления. Для мелководных морских отложений характерны бокситовые, железистые (шамозитовые), марганцовистые, фосфатные конкреции. Карбонатные конкреции нередко встречаются в озерных отложениях, марказитовые и пиритовые — в угленосных толщах.
Форма осадочного тела. Морские отложения обычно образуют более или менее выдержанные пласты, речные — узкие линзы, лежащие среди других пород, озерные — линзы во впадинах древнего рельефа. Отложения значительной мощности в пределах узких вытянутых зон обычно образовываются в геосинклинальном бассейне. Напротив, отложения небольшой мощности, развитые на большой площади,, чаще характерны для платформенных областей.
Изучение литологических и палеонтологических особенностей позволяет определить: 1) характер среды отложения (водная или воздушная), 2) физико-химические свойства водной среды — степень солености, наличие свободного кислорода и других газов (сероводорода, углекислоты и др.), 3) характер движения среды отложения, скорости и направления движения, 4) глубину бассейна, 5) рельеф области отложения, 6) характер пород, слагающих область сноса, 7) климатические условия и некоторые другие особенности среды и эпохи осадконакоп-ления.
Понятие о фациях. Обстановку, среду осадконакопления в настоящее время называют словом фация. Этот термин введен в науку к 1838 г. А. Грессли.
Учение об условиях образования осадочных пород получило название учения о фациях. Методы и приемы, с помощью которых восстанавливаются эти условия, называются фациальным анализом. Условия образования осадочных пород называют фациальны-ми условиями, первичные признаки пород, характер которых определяется этими условиями, — фациальными признаками,, или фациальными особенностями, а их изменения — ф а ци-альными изменениями.
Процессы осадконакопления происходили на Земле в течение всей ее геологической истории, они происходят и в настоящее время. В связи с этим принято различать фации современные и ископаемые.
Под современной фацией понимают часть земной поверхности, которая на всем своем протяжении обладает одинаковыми физико-географическими условиями и одинаковой фауной и флорой.
Ископаемая фация — это часть пласта, пласт или даже несколько пластов (пачка, свита), характеризующиеся одинаковыми первичными литологическими и палеонтологическими особенностями, в которых отражены условия образования этих отложений.
Методы фациального анализа. В основе фациального анализа лежит сравнение палеонтологических и литологических признаков древних пород и современных отложений, т. е. принцип актуа-лизма, сформулированный еще Ч. Ляйелем. По этому принципу сходство признаков древних пород и современных отложений говорит о сходных условиях их образования.
Последующее изучение древних пород и современных отложений показало, что они не имеют абсолютного сходства и что характер процессов осадконакопления с течением времени изменялся, так как изменялись состав атмосферы и гидросферы, строение земной коры и характер органического мира, рельеф и другие условия разрушения пород, переноса материала и его отложения. Например, более высокое содержание углекислого газа в атмосфере Земли в докембрийское время обусловливало более широкое развитие процессов химического выветривания, которое, кроме того, происходило в восстановительной среде, так как кислород отсутствовал.
Таким образом, нельзя ныне действующие закономерности механически переносить в прошлое. Поэтому принцип актуализма в настоящее время дополняется принципом эволюции фаций в истории Земли, который учитывает развитие и изменение геологических процессов. Принцип актуализма и принцип эволюции фаций вместе составляют теоретическую базу сравнительн о-л итологического метода — основного метода фациального анализа, разработанного А. Д. Архангельским и особенно Н. М. Страховым.
Поскольку выяснение условий образования древних пород производится путем сравнения их с современными отложениями, ниже приведено описание основных типов последних.