книги из ГПНТБ / Круть, И. В. Исследование оснований теоретической геологии

ции СССР предлагается определение магматической формации как естественной комагматической ассоциации изверженных гор­ ных пород и их производных, закономерно проявляющейся в определенной геологической обстановке в ходе развития разно­ возрастных, но однотипных геотектонических элементов земной коры. Указание на комагматичность подчеркивает генетический характер определения. Тем самым исключается более широкое представление о парагенетических (в том числе генетических) отношениях различных минеральных масс, которые являются чле­ нами формаций. Это уже отказ от представления о формациях как естественных телах (или сериях тел), компоненты которых могут иметь различное происхождение. Рассматривая же магма­ тические формации как частный случай геологических формаций с парагенетических позиций можно выделять и смешанные, например, вулкано-плутонические и осадочно-вулканические фор­ мации. Понятие о комагматических или генетических сериях и ря­ дах изверженных горных пород не является однозначным поня­ тию о геологических формациях. Да и содержание рассматривае­ мой карты показывает, что само выделение, типизация и картог­ рафирование формаций практически не вытекали из генетического определения основного понятия и основывались главным образом на установленпп парагенезов пород. Другой вопрос связан с тем, что однотипные разновозрастные формации имеют больше сход­

в пределах тектонического цикла, исключая тем самым возмож­ ность конвергенции. О подобном прокрустовом ложе уже много говорилось.

Общие принципы формационного анализа определяют отноше­ ние к классу метаморфических формаций. Так, сведение форма­ ционного аналпза к установлению пространственных закономер­ ностей, по-видимому, не следует провозглашать главной и ко­ нечной его целью, поскольку отказ от времеппбго фактора при выделении формаций характеризует лишь сегодняшние ограничен­ ные возможности. Каждое естественное тело имеет не простран­ ственные или временные, а пространственные и временные гра­ ницы; другое дело, что мы не всегда можем фиксировать обе вместе. При наблюдении метаморфических формаций можно не наблюдать пространственных, но выделять временные границы (часто весьма постепенные). В одном и том же объеме на раз­ ных отрезках геологического времени могут быть разные фор­ мации; придерживаясь противоположной точки зрения приходит­ ся отказываться от метаморфических формаций, как это делает, например, Ю. Ир. Половиикина (Геологические формации, 1968).

102

Формации л фацші

Понятие «формация» многими геологами определяется через понятие «фация», которое толкуется противоречиво, но чаще в генетическом смысле. Л. Б. Рухин (1969) называл формацию ге­ нетической совокупностью фаций. В. В. Белоусов (1962) харак­ теризует осадочную формацию как комплекс фаций, соответствую­ щий определенной стадии геотектонического цикла. Д. В. Наливкин (1956) называет формацией «крупнейшие составные части земной поверхности» и выделяет среди них континентальную, лагунную и морскую формации, причем между ними и фациями выделяет промежуточные таксономические подразделения — нимии и сервии. H. М. Страхов, рассматривая осадочную форма­ цию как ландшафтно-тектоническое сообщество пород, полагает, что «однопородиых и монофациальиых формаций не существует и существовать не может» (Страхов, т. I , 1962, стр. 89). По­ следнее утверждение справедливо лишь в том смысле, что аб­ солютно чистого вещества не бывает. Тем не менее геологиче­ ская формация может практически состоять из одной породы и даже быть мономинеральной (но. не монокристалльной) ; пример: третично-меловая известняковая формация Багамских островов, мощностью более 4000 м.

Прилагаемое сейчас к различным геологическим образованиям понятие о фациях возникло в применении к слабо измененным осадочным отложениям и именно в этой области всесторонне об­

Согласно этим представлениям, фациями являются отличные друг от друга вещественные одновозрастные геологические образова­ ния; в этом смысле понятие «фация» характеризует простран­ ственные изменения одноранговых объектов. Рассмотрение же фа­ ции вне одновозрастности превращало бы их в таксономические единицы. Можно говорить о фациях различных одновозрастных горных пород, генетических типов отложений, формаций, формационных рядов. Можно выделять фации в пределах отдельных стратиграфических подразделений, интрузии, формаций, формапионных рядов. В таком смысле можно также рассматривать фации минеральных ассоциаций и, по-видимому, также геохимиче­ ские фации, но в последнем случае только прилагая их к ассо­ циациям элементов (например, рассеянных). Закономерно уста­ новление палеобиологических фаций применительно к сравни­ ваемым танатоценозам.

ницах (изохронах) и поэтому стратиграфическое понимание фа­ ции имеет значительно более широкий смысл. Любое геологиче­ ское тело (пласт, плутон, формация и др.) в том или ином при-

103

ближенпи может рассматриваться как одиовозрастное образование. В пределах его могут выделяться фации, независимо от их по­ ложения в нем. Фациями могут быть компоненты сложного тела, например многофазового плутона, или же части постепенного из­ меняющегося по свойствам простого тела, например, однофазово-

Так как фациальные условия устанавливаются по определенным признакам, присущим вещественным геологическим образованиям,

сальна, чем сформулированная Н. С. Шатским, и применима так­ же к магматическим образованиям, что представляется полезным для решения проблемы эволюции магматизма и, в частности, во­ просов комагматпчности и образования вулкаио-плутонпческих ас­ социаций. Многими последователями понятие фация употребля­ ется в палеогеографическом смысле, другими же — в сугубо ди­ алогическом (подменяя понятие о горной породе). В тех и дру­ гих случаях термин фация, как показал Н. С. ІПатский, стано­ вится нзлипшим.

В большинстве случаев при собственно фациальном анализе стремятся выяснить, как подчеркивает В. И. Попов (1959), синге­ нетические фации, соответствующие времени становления геоло­

Н. С. Шатскому, в противоположность фации, относятся к таксо­ номической единице наслоенных минеральных масс. Они тракту­ ются им как сообщества, занимающие промежуточное место меж­ ду горными породами и формациями, однако принципиальное отличие их от тех и других четко не определяется. Указывается лишь, что они являются «отложениями различного типа и про­ исхождения», «систематика которых отражает географические ус­ ловия или ландшафты минувших геологических периодов» (Шатский, т. I I I , 1965, стр. 154). В отличие от формаций тектони­ ческий фактор не ложится в основу их выделения. Понятие о «генетическом типе», введенное А. П. Павловым, подробно рас­ смотрено позднее Г. Ф. Крашенинниковым (1962), который счи­ тает генетический тип таксономической единицей, промежуточной

104

между фацией и формацией. Причем, если им для фации пре­ дусматривается обязательное отличие ее от одновозрастных от­ ложений, то для генетического типа, понимаемого как комплекс генетически связанных фаций, такое условие не предусматри­ вается. По-видимому, понятие о генетическом тппе логично при­ менять лишь к ассоциациям горных пород, происхождение кото­ рых установлено, а таксономическая роль может быть различна. Представление о генетических типах отложений развивается ныне в виде самостоятельного учения (Шанцер, 1966).

Из изложенного следует, что такие разнородные геологиче­ ские понятия, как «фация», «генетический тип отложений», по­ добно «стратиграфическому подразделению», не являются непо­ средственно определяющими понятие «геологическая формация» и связаны с ним косвенно.

Формации и стратиграфические подразделения

Вопрос о взаимоотношении стратиграфических подразделений и геологических формаций как ассоциаций горных пород и их сочетаний остается однозначно нерешенным.

На протяжении длительного времени формации отождествля­ лись или в той или иной мере связывались со стратиграфиче­ ским подразделениями. После открытия закона о последователь­ ности напластования (Н. Стеной) уже в X V I I I в. возникло представление о литолого-петрЪграфических единицах, образова­ ние которых происходило в определенных условиях и в опреде­ ленный отрезок времени. Это представление было гипертрофиро­ вано А. Вернером до признания обязательной разновозрастности отложений различного состава, названных им формациями. Так, формации были признаны хроностратиграфическими подразделе­ ниями; последствия этой ошибки не полностью изжиты до наших дней. После установления В. Смитом на рубеже X V I I I и X I X в. возможности стратиграфической корреляции на палеонтологиче­ ской основе наименование «формация» укрепилось за крупными стратиграфическими подразделениями, для которых предполага­ лась общность происхождения, состава ископаемых организмов и времени (А. Гумбольдт, Ч. Лайель, Э. Зюсс и многие другие).. Эти несколько расплывчатые представления стали конкретизиро­ ваться и расчленяться после установления в середине X I X в. по­ нятия о фациях (А. Грессли), которое по существу дало воз­ можность рассматривать формации вне хроиостратиграфии, что было признано целесообразным лишь в конце прошлого века Международным геологическим конгрессом.

Если рассматривать стратиграфию как науку о соотношении слоев (или о первичной структуре стратисферы), то многие оса­ дочные и некоторые магматические формации находят в ней оп­ ределенное место, так как сами часто являются слоями или их сочетаниями. Эти формации могут рассматриваться как лито-

105

стратиграфические единицы. Такая точка зрения принята многими американскими, а также — с теми или иными оттенками — не­ которыми отечественными геологами (М. А. Усов, Л. Л. Халфин, Т. П. Леонов, 10. А. Косыгин). Правильное представление о распространенном совпадении формаций го стратиграфическими единицами часто приводит к ошибочному отождествлению тех и других, что особенно недопустимо в тех случаях, когда страти­ графическому подразделению предъявляется требование обяза­ тельной изохронности (в физическом времени). Показателен в этом отношении пример порочного логического круга, когда сви­ ты рекомендуются выделять по признакам, являющимся по су­ ществу формационными, но наряду с этим ставится недостижимое для них требование быть хроностратиграфическими подразделе­ ниями. То же касается и других стратиграфических подразде­ лений, когда их предлагается выделять по совокупности всех признаков (практически прежде всего палеонтологических). В та­ кой установке нетрудно увидеть не только повторение заблуж­ дения А. Вернера, но также искажение и фетишизацию плодот­ ворного биостратиграфического принципа. Определенную роль здесь сыграла формулировка о «единстве среды и организма», толкование которой в последнее время часто приобретало абсурд­

хроно-, лито- и биостратиграфических единиц.

Границы биосферы (т. е. в узком смысле сферы организмов), пространство которой может рассматриваться как одно из состоя­ ний биологического пространства, не совпадают с границами дру­ гих геосфер. В принципе биологические тела пространственно неа­

вид прогрессирует, то он обычно стремится расширить рамки сво­ его обитания и наоборот, если регрессирует, то сужает их. По­

общем случае пространственно наравнозначны тем или иным объ­ ектам среды (например, ландшафтам, литофациям, формациям). Поэтому биостратиграфические подразделения ие обязательно дол­ жны совпадать с литостратиграфическими подразделениями. Сле­ дует заметить также, что границы тех или других неадекватны изохронам физического времени.

Можно полагать, что взаимоотношения между стратиграфиче­ скими подразделениями и осадочными формациями сводятся к сле­ дующему.

1. Латеральные ограничения формаций происходят путем вы­ клинивания или имеют фациальный характер и являются асин­ хронными.

106

2. Вертикальные ограничения формаций очень часто совпада­ ют с границами литологических слоев и в этом смысле могут быть стратиграфическими (точнее литостратиграфическими). Но такие границы всегда являются диахронными, т. е. при высокой точности наблюдений скользящими во времени (более — в терригеиных породах, менее — в хемогенных осадках). Несогласие может рассматриваться как односторонняя стратиграфическая граница (также диахронная). Хроностратиграфические границы (изохроиы физического времени) являются условностью, допусти­ мой и полезной в пределах определенной степени точности ис­ следования.

3. Пространство, занимаемое формацией или листостратиграфическим подразделением, может быть неадекватно пространству, занимаемому биостратиграфическим подразделением, границы которого в общем случае также диахронны. Совпадение литостратиграфических границ, как и вообще границ геологических тел, с биостратиграфическими границами частое, но не обязательное явление.

Несомненно, что выделение биостратиграфических подразделе­ ний продолжает оставаться основой установления условных (в пределах точности палеонтологического критерия) хроностратиграфических единиц. Вопрос о степени соответствия в различных случаях литологических и биостратиграфических подразделений нуждается в дальнейшей разработке: «...общее количество изме­ нений органической жизни, обнаруживаемое ископаемыми, по­ гребенными в последовательных формациях, неодинаково. С этой точки зрения каждая формация не представляет собой нового и полного акта творения, но лишь случайную сцену, выхвачен­ ную почти наудачу из медленно и непрерывно развивающейся драмы» (Дарвин, 1939, стр. 541).

Г Е О Л О Г И Ч Е С К И Е Ф О Р М А Ц И И К А К Е С Т Е С Т В Е Н Н Ы Е С И С Т Е М Ы

Новые направления в ученик о формациях

Проблема геологических формаций развертывается сейчас в ряд новых проблем, постановка и решение которых диктуется не­ обходимостью создания теоретических систем в геологии.

Представляется, что в геологии еще недостаточно понята сущность формаций как закономерно организованных, имеющих видовую и родовую определенность естественных тел. Несмотря на осознание большинством геологов того факта, что формации являются целостными природными объектами, в некоторых кон­ цепциях о них наблюдается своего рода «потеря объекта». Так, иногда говорят об иерархии формаций или о том, что они могут быть многоступенчато вложенными друг в друга. В действитель­ ности же речь может идти об иерархии парагенезов пород,

107

а также об иерархии понятий в систематике. Нередко к формаци­ ям относятся тела различных классов и уровней, что характерно для формализованных схем, в которых геологическая формация является лишь частным случаем ассоциаций геологических тел любых порядков в любых формализованных геологических про­ странствах.

Крайняя позиция занята Ю. А. Ворониным и Э. А. Егановымг которые, предлагая свою формализованную схему, по существу отрицают наличие в природе естественных геологических тел: «Естественных вариантов группирования любых тел в формации «независимых» от целей исследования и обладающих универсаль­ ностью не существует» (Второе Сибирское совещание..., 1967, стр. 24). Можно было бы подумать, что речь идет лишь об оп­ ределенных формальных условиях, а не о научных предпосыл­ ках исследования, если бы не последующее утверждение о дру­ гих геологических объектах крупнее минерала: «никаких «естест­ венных» способов выделения таких элементарных таксонов также не существует. Все зависит от экономической эффективности имен­ но выбранного таксона для определения целей исследования». И позднее: «...учение о формациях опирается на гипотезу о су­ ществовании «естественного» и универсального способа выделе­ ния формаций. «Естественного» в том смысле, что способ выде­ ления формаций не зависит от возможностей и устремлений ис­ следователя, в частности, от тех экспериментальных средств, которыми исследователь пользуется. Универсального — в том смысле, что способ выделения формаций не зависит от целевых ус­ тановок исследователя. ...Единственная возможность действитель­ ного совершенствования учения о формациях и формациошгого анализа заключается в отказе от гипотезы о существовании уни­ версального «естественного» формационного расчленения земной коры, о «единой естественной» классификации формаций п в при­ менении формальных требований» (Геологические формации, 1968, стр. 39). Если согласиться с приведенными утверждепиямп, то остается признать нереальность объектов геологии. Подобная фор­ мализация, как говорится, выплескивает с водой ребенка.

В учении о геологических формациях происходит и то, что можно назвать «потерей понятия». Сложность эволюции представ­ лений о формациях привела к предложениям переименовать объ­ ект (назвав его, например, геогеиерацией) и отказаться от де­ финиции термина «формация». Такой подход мало оправдан в силу исторической преемственной понятий и терминов, сооб­ ражений экономии и простоты научного знания, необоснованности замены термина в связи с изменением его содержания или раз­ нобоем в понимании.

нию формаций в более общей системе естественнонаучных понятий,

108

включая, конечно, и пересмотренные традиционные понятия. В ча­ стности, системное исследование геологических формаций позволит объединить изучение их вещественного состава, структуры и гене­ зиса. При этом следует уделять все большее внимание понятию «системности», не ограничиваясь лишь аспектом «структурности», а также необходимо разрабатывать не только внутрисистемные критерии формаций (по их элементам), но и межсистемные кри­ терии путем установления взаимодействий формаций. Представ­ ляется, что в направлении разрешения этих проблем могут быть полезны нижеследующие соображения.

Иерархическая проблема — внутренний H внешний аспекты

Кардинальной проблемой учения о формациях остается иерархическая субординация геологических тел, при исследовании которой иужно учитывать, что помимо основной линии иерархи­ ческого ряда классов объектов, по всей вероятности, имеются по­ бочные его ответвления.

Главная сторона проблемы относится к внутреннему звену иерархии «формация — горная порода» и сливается с проблемой «вещество — структура» формаций. Последние могут состоять как из одной (даже мономинеральной) горной породы, так и из сложпейших их ассоциаций и давно возникший вопрос о наличии промежуточных классов тел (одного, двух или более) и степени их самостоятельности не решен. Трудно признать правильной точку зрения Н. С. Шатского и Г. Ф. Крашенинникова о ге­ нетических типах отложений как промежуточных таксономиче­ ских единицах, так как она противоречит исходным принципам выделения формаций.

Элементами формаций являются главным образом тела горных пород и их сочетаний, причем ими могут быть также тела руд, осадков, битумов и др. Формации могут состоять как из одной, даже мономинеральиой массы, так и из сложнейших их параге­ иезов, причем весьма обычно участие в иих интрасисгем, т. е. внутренних систем; которые состоят из элементов основной сис­ темы и наряду с другими элементами являются частями этой основной системы. ' Вопрос о степени самостоятельности этих интрасистем далеко не решен. В качестве промежуточных подси­ стем формаций различными исследователями выдвигались раз­ личные виды парагеиезов пород: элементарные породные ассо­

отнесения каких-либо из этих образований к самостоятельному уровню организации вещества не имеется, хотя они и образуют внутренние структурные уровни.

109

Геологическая формация может рассматриваться как целост­ ная система, элементы которой (горные породы и их сочетания) находятся в парагенетических (в том числе генетических) отно­ шениях п связях, как и сами формации между собой. Примера­ ми генетической связи элементов формаций могут служить субвулканпческие и вулканические породы в вулканогенной форма­ ции; генетических отношений — плутонические и вулканические породы в вулкаио-плутонической ассоциации; парагеиетнческоп связи — различные осадочные породы в одной осадочной форма­ ции; парагенетических отношений — вулканические н осадоч­ ные породы в осадочно-вулканической формации; незакономер­

Структурный аспект исследования формаций и их рядов, на­ ряду с изучением характера отношений в парагенетических со­ четаниях, включает вопросы упорядоченности вещественных еди­ ниц и симметрии и дпссимметрип формаций и их рядов, о чем писал еще Н. С. Шатскпй в связп с автохтонными и аллохтопнымп формациями. Структурно-вещественная однородность тела формации является лишь частным случаем и, по-видимому, более характерны направленные или колеблющиеся изменения свойств. Заслуживает внимания изучение слоистых п концентрических структур в формациях.

Развпвая новые концепции, важно не утерять сущность оп­ ределения Н. С. Шатского, заключающуюся в том, что элемен­ тами формаций являются как тела горных пород, так и тела их сочетаний. При этом, если элементами формации являются со­ четания горных пород, то сами последние должны рассматривать­ ся как ее компоненты. Понятие об элементарных породных ассоциациях в том виде, как оно было выдвинуто И. В. Хворовой (1963), представляется в этом смысле особенно продуктив­ ным. По-видимому, количество видов элементарных парагенезов, как и видов формаций, ограничено, на что указывал еще Н. С. Шатский. Представление об элементарных породных ассоциа­ циях в сочетании с понятием об интрасистемах в основномобъяс­ няет структуру формаций. Парагенезы пород в формациях являют­ ся часто многоступенчатыми, причем отдельные ступени можно рас­ сматривать как интрапарагенезы или же как парагенезы второго и более высоких порядков. Интрасистемы могут быть членами побочных структурных уровней. Если любые парагенезы пород можно отнести к тем или иным геологическим формациям (нет парагенезов вне формаций), то приписать их к какому-либо виду интрасистемы часто невозможно. Легко представить себе расчле­ нение всей литосферы на формации, но, по-видимому, невозмож­ но всю ее расчленить на тела каких-либо других парагенезов

110