3. Стратиграфия и металлогения задуговых осадочных бассейнов Казахстана.

Билет № 17

1. Местные стратиграфические подразделения. Определение. Правила описания и наименования

Местные стратиграфические подразделения — это совокупности горных пород, выделяемые в местном разрезе на основании комплекса признаков при преимущественном учете фациально-литологических или петрографических особенностей, ясно ограниченные от смежных подразделений как по разрезу, так и на площади, опознаваемые на местности (а также в скважинах) и картируемые при крупно- и среднемасштабной геологической съемке. Удобство картирования - главный критерий при выделении местных подразделений. Синонимом местных подразделений является термин "литостратиграфические подразделения", широко использующийся в зарубежной литературе.

Местные стратиграфические подразделения имеют комплексную характеристику, в которую, кроме особенностей вещественного состава, входят палеонтологическая характеристика (при наличии остатков организмов), структура слоистого тела (характер перерывов, ритмичность), характер границ и географическое распространение.

Палеонтологическая характеристика местных подразделений является одним из признаков при установлении подразделения; она обеспечивает определение геологического возраста, сопоставление с другими местными подразделениями и выявление перерывов в отложениях. Однако часто, для немых толщ и местных подразделений, сложенных магматическими и метаморфическими породами, датировка проводится исключительно по структурным отношениям с палеонтологически охарактеризованными отложениями. Географическое распространение местного подразделения может быть различным — от части структурно-фациальной зоны до части геологического региона.

Стратиграфические границы местных подразделений приурочены к изменениям вещественного состава пород по разрезу, к стратиграфическим перерывам и угловым несогласиям, смене ассоциаций остатков организмов, а также к существенным изменениям различных геофизических параметров, если сведения о таковых имеются (например, смене различных магнитозон). Границы местных подразделений безразличны к границам общих (хроностратиграфических) и в подавляющем большинстве случаев с ними не совпадают. Латеральные границы местных подразделений могут фиксироваться изменением на площади вещественного состава толщ (типа осадконакопления), тектоническими контактами, а также существенной сменой ассоциаций остатков организмов (морская и континентальная биоты и т. п.).

Шкала местных стратиграфических подразделений состоит из следующих единиц: комплекс, серия, свита и пачка. В качестве вспомогательных местных подразделений используются толща, слой (пласт) и его модификации - маркирующий горизонт, линза и др.

Местные стратиграфические подразделения — совокупности гор­ных пород, выделяемые по стратиграфическому положению в местном разрезе на основании комплекса признаков при преимущественном учете фациально-литологических или петрографических особенностей, ясно отграниченные как по разрезу, так и по площади, распознаваемые при проведении полевых работ и картируемые. Местные стратиграфи­ческие подразделения высокого ранга (комплексы, серии, свиты) отра­жают этапы геологической истории соответствующих участков земной коры, имеют комплексное обоснование (вещественный состав; па­леонтологическая характеристика; перерывы; ритмичность; характер границ и географическое распространение). Объем местных стратиграфических подразделений не зависит от ц,к штаба геологической съемки и может быть разным в разных регио­нах. Ранг местных стратиграфических подразделений определяют эм­пирически в зависимости от относительного значения их в последова-тньности отложений данного региона, мощность не является опреде-мяющим признаком, хотя принимается во внимание. Стратиграфические границы местных стратиграфических подразде-поний приурочены к изменениям вещественного состава пород по раз-розу, к стратиграфическим перерывам и угловым несогласиям, смене ассоциаций остатков организмов, а также к существенным изменениям различных геофизических параметров. Всем им (за исключением пач­ки) присваиваются географические названия.

КОМПЛЕКС — наиболее крупная таксономическая единица мест­ных стратиграфических подразделений, объединяющая две или более i ерии. Обычно это представляет собой сложно-построенное геологи­ческое тело большой мощности, широко распространенное в пределах региона и отвечающее крупному этапу геологического развития после­днего. Объединяет несколько серий (свит). Именуется по названию ка­кого-либо географического объекта (например Елецкий комплекс).

Комплекс чаще всего используется в стратиграфии докембрийских образований, где выделяется с учетом степени метаморфизма слагаю­щих пород и нередко отделяется от смежных по разрезу комплексов структурным или значительным стратиграфическим несогласием.

Комплекс может не иметь своего собственного стратотипа; в этом случае он характеризуется суммой стратотипов составляющих его се­рий или свит (толщ). Комплекс может подразделяться на подкомплек­сы и серии.

СЕРИЯ⁵⁶ — местное стратиграфическое подразделение, представ­ляющее собой сложно-построенное, разнофациальное геологическое Наиболее крупная единица из местных (региональных) стратиграфических подразделений, охватывающая мощную и сложную по составу толщу осад., вул­каногенных или метам, образований (или совокупность тех и др.), часто отвечаю­щих единому крупному седиментационному, вулк. или тект. циклу. По объему С. мо­жет соответствовать отделу единой шкалы, но может быть больше или меньше последнего. Делится на свиты и имеет собственное географическое назв.

2. Методы расчленения и корреляции отложений. Литологический метод. Любой разрез отложений в процессе изучения геологом должен быть расчленён на отдельные слои или их пачки, причём непосредственным наблюдением легче всего расчленять слои по литологическому признаку,т. е. по составу пород. Например, можно без особого труда выделить слои глин, известняков, песчаников, вулканических туфов и т. д. Сложнее разделять мощные толщи глин или песчаников, но и там основанием для выделения слоёв или их пачек могут быть цвет, песчанистость глин, характер слоистости, содержание ископаемых фаунистических остатков и т. д. Иными словами, используются всё более тонкие различия. При этом следует руководствоваться правилом, впервые сформулированным датским натуралистом Николаем Стеноном на рубеже XVII и XVIII вв. и заключающимся в признании того, что каждый вышележащий слой моложе подстилающего. Эта фундаментальная закономерность позволяет говорить о последовательности формирования слоёв и тем самым об их относительном возрасте.

3. Стратиграфия и металлогения зон спрединга. Спрединг — геодинамический процесс растяжения, выражающийся в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы океанической коры и в заполнении высвобождающегося пространства магмой, генерируемой в мантии, а также твердыми протрузиями мантийных перидотитов

медно-никелевые руды (Норильский район)

Серии базальтоидных вулканогенных и вулкано-плутонических формаций

складчатых поясов, которым сопутствуют золотосодержащие колчеданные руды и собственно золотые месторождения. Спрединг – тектоническое движение, характеризующееся перемещением в сторону континентов океанической литосферы, вновь образованной в районе срединно-океанических хребтов, протягивающихся по средней части Мирового океана и опоясывающих весь земной шар (общая протяженность порядка 64 тысяч км). Спрединговый процесс иногда называют "разрастание дна океана базальтами". Движущей силой спрединга океанического дна также считается конвекционные течения в разрезе астеносферы.

Спрединг – геологический процесс, определяемый перемещением в горизонтальном направлении в сторону континентов океанической литосферы, «созданной» за счет продуктов плавления астеносферных веществ (пиролита астеносферы) в ареале океанических рифтов, рассекающих Срединно-океанические хребты и протягивающихся вдоль их простирания. Таким образом, выясняется, что в горизонтальной плоскости перещаются не только континенты, но и дно океанов. Считается, что процесс спрединга включает в себя довольно сложные геологические явления, вызванные следующими геологическими и геоморфологическими особенностями дна Мирового океана: а) наличием протягивающихся по середине океанических бассейнов Срединно-океанических хребтов (СОХ) рассечены вдоль своего простирания глубокими «расщелинами» в океанической литосфере, которые называются океаническими рифтами; б) поскольку океанические рифты являются разрывами, рассекающими разрез океанической литосферы насквозь и достигающими до кровли расположенной ниже астеносферы, данная кровельная часть астеносферы претерпевает декомпрессионное плавление (из-за резкого понижения давления указанного уровня астеносферы), что приводит к образованию «новой порции» океанической литосферы за счет остывания поднятых вверх магматических расплавов; в) каждая вновь образованная «порция» океанической литосферы вынуждена «растечься» в противоположные от рифта стороны, чему способствуют конвекционные потоки в астеносфере, направленные параллельно подошве вновь образованной океанической литосферы; это приводит к постепенному перемещению всего дна океана с района СОХ в сторону обрамляющих океан континентов, поскольку конвекционные потоки в астеносфере как бы «тащат дно океана на свеом горбу». Процесс спрединга иногда называют процессом «разрастания дна океана базальтами». Таким образом, главной движущей силой спрединга океанического дна также считаются конвекционные течения в астеносфере.

Тектономагматические процессы зон спрединга формируют океанскую кору из вещества, отделяющегося от мантии. О масштабах явления можно судить по тому, что ежегодно создается около 3—3,5 км2 коры и она, образовавшись за последние 170 Му, не только распространилась на всю площадь дна Мирового океана, но еще такая же или даже большая ее часть была поглощена за это время в зонах субдукции. В этих зонах породы океанической коры вместе с осадками возвращаются глубоко в мантию. Таким образом, конструктивные процессы спрединга — всего лишь звено в мантийно-коровом круговороте вещества (recycling).

Изучение магматических пород в современных срединных хребтах, выявление вариаций их состава в зависимости от рельефа и строения зон спрединга, от кинематики и от стадии развития важно не только для понимания этой формы рифтогенеза, но и для палеотектоники. Оно служит основой исследования и интерпретации фрагментов древней океанской коры (офиолитов) с позиций актуализма. В этом отношении информативны не только базальтоиды и габброиды, но и выступающие в срединных хребтах перидотиты — тугоплавкий остаток мантийного вещества.

Базальтовая магма, разные формы кристаллизации которой дают породы II и III слоев океанической коры, обнаруживает общие особенности состава во всех зонах спрединга, что послужило основанием для выделения особого типа базальтоидов MORB (Mid-oceanic ridge basalts. Выявлены их отличия от базальтоидов других геодинамических обстановок. С тех пор как в начале 60-х годов Д. Энгель и С. Энгель определили этот тип толеитовых базальтов, глубоководное бурение, драгирование и картирование дали огромный фактический материал и стало ясно их большое разнообразие.

Для океанских толеитов нормального типа (N-MORB) характерно низкое содержание подвижных, некогерентных элементов и калия, поэтому их считают продуктом частичного плавления геохимически истощенной (деплетированной) мантии на сравнительно небольших глубинах. При этом степень плавления исходных пород высока, что выразилось в обогащенности расплава элементами группы железа. На деплетированность мантийного источника, которую объясняют массовым выносом подвижных элементов в верхние оболочки Земли еще в раннем протерозое, указывают и изотопные характеристики. Отношение 87Sr/86Sr в N-MORB около 0,7025, что заметно ниже значений, отвечающих нормальному накоплению в мантии радиогенного 87Sr при допущении исходного хондритового состава с рубидий-стронциевым отношением 0,026—0,034. Предполагается, что в геологическом прошлом вынос рубидия, более подвижного, чем стронций, снизил это отношение до современного (0,006). Преимущественным выносом из мантии 144Nd (Он подвижней, чем 147Sm, распад которого дает 143Nd) объясняют наблюдаемые отношения 143Nd/144Nd и соответствующие им высокие (около +10) значения меры изотопного состава Nd

Нормальным океаническим толеитам противопоставляются базальты геохимически обогащенного типа E-MORB (enriched), обозначаемого также P-MORB (plume — струя), поскольку появление в зоне спрединга обогащенных некогерентными элементами базальтов связывают с горячими точками — с подъемом вещества нижней мантии. Выразительны редкоземельные спектры этих базальтов с гораздо более высокими, чем в нормальных толеитах, содержаниями легких редких земель. Выделяют и переходный геохимический тип базальтов T-MORB (transitional), степень обогащенности которых нарастает при приближении к горячим точкам.

Особенно важны данные о содержании в базальтах таких элементов, как торий, тантал, гафний, которые устойчивы при последующих вторичных изменениях пород и поэтому надежны при использовании химических данных для реконструкций.

В случае дифференциации первичной базальтовой магмы в зонах спрединга обычно проявляется «толеитовый» тренд с накоплением железа на ранних стадиях процесса. Тренды дифференциации, наряду с составом, широко используются для распознавания и разграничения базальтоидов разных геодинамических обстановок.

Вариации состава базальтов в срединно-океанских хребтах обнаруживают связь с тектонической сегментацией. Согласно Дж. Синтону (1990), крупные, длиной в сотни километров, отрезки зон спрединга различаются такими геохимическими особенностями базальтов, которые лучше всего объясняются неодинаковым составом исходного мантийного вещества. Вариации состава базальтов при сравнении сегментов длиной в десятки километров обусловлены преимущественно степенью парциального плавления. Наконец, для самой дробной сегментации, измеряемой километрами, вариации базальтов отражают главным образом разную глубину плавления. На все эти вариации накладывается зависимость состава базальтовых магм от скорости спрединга.

Базальты окраинных морей (задуговый спрединг), неотличимы от базальтов срединно-океанских хребтов. Вместе с тем, как показали А. Сондере и Дж. Тарни (1984), среди них представлены разности с геохимическими признаками, которые сближают их с островодужными толеитами.

Согласно Э. Бонатти (1988), по мере эволюции зоны спрединга и расширения окружающего ее бассейна возрастают температура выплавки базальтовой магмы (определяемая по пироксеновому термометру) и геохимическая деплетированность мантийных реститов.

Билет № 18

1. Стратотип стратиграфического подразделения и стратиграфической границы. Стратотип (стратотипический разрез) представляет собой конкретный геологический разрез (или, в случае составного стратотипа – разрезы), указанный и описанный в качестве эталонного для определенного подразделения. Стратотипом является определенная последовательность пород, которая используется для определения и/или характеристики определяемого стратиграфического подразделения или границы. Стратотип должны иметь все общие стратиграфические подразделения мельче яруса (включительно), а также многие биостратиграфические и литостратиграфические подразделения. Различают:

Стратотип подразделения - типовой разрез стратиграфического подразделения, который служит стандартом для определения и характеристики этого подразделения (но не обязательно для его объёма).

Стратотип границы (лимитотип) (примеряется в отношение ярусов и подъярусов) представляет собой выбранный в качестве эталонного разрез, в котором (в виде конкретной точки) фиксируется положение нижней границы стратона.

Составной стратотип. Стратотип подразделения, образованный комбинацией нескольких разрезов, расположенных в стратотипической местности.

Общими требованиями, предъявляемыми ко всем категориям и разновидностям стратотипов, являются:

-наличие четко выраженных особенностей, отличающих данное подразделение от других;

-полнота разреза (отсутствие существенных стратиграфических перерывов, отчетливо

-наблюдаемая последовательность пород, возможность наблюдения границ с подстилающими и покрывающими отложениями);

-доступность для осмотра и изучения.