lito_kuznecov

Рис. 4.23. Карта распространения типов отложений (литолого-фациальная), построенная с помощью литологияеского треугольника. Верхний карбон. Мидконтинент, США (по У.К. Крумбейну, Λ.Λ. Слоссу, I960)

из районов Мидконтинента США (Крумбейн, Слосс, 1960). На юго-западе развиты преимущественно песчаные отложения, которые к северо-востоку сменяются песчано-глинистыми, а затем глинисто-известковыми и известковыми. Еще далее на северо-востоке карбонатность разрезов сокращается и разрезы становятся преимущественно глинистыми.

Как и при любом формальном построении, указанные выше карты создают видимость объективности и независимости от предвзятых мнений, что часто приводит к ошибкам. Например, в терригенной толще нижнего карбона КамскоКинельской впадины Волго-Уральской области имеются морские, часто достаточно глубоководные тонкоотмученные аргиллиты с тонкостенными брахиоподами и гониатитами и аргиллиты углистые, континентальные лимнические. При построении карты по методу треугольника, как впрочем, и при любых других чисто формальных построениях, эти, по сути

240

принципиально различные, отложения, попадают в одно поле. Совершенно естественно, что генетические выводы, основанные на таком «объективном», без предвзятого мнения сгруппированном материале, будут весьма далеки от истины. В то же время при неформальном построении, когда на карте будут выделены не просто глины, а отдельно глины с фауной и глины углистые, можно получить более обоснованные генетические выводы.

Другим методом изучения изменчивости отложений по площади может быть картирование в изолиниях структурных характеристик. На карте у точки взятия образца ставятся цифровые значения параметра (содержание песчаной фракции, содержание глинистого материала, содержание гранулометрических фракций, значения коэффициента отсортированности, медианного диаметра и т.д.) и затем с помощью интерполяции проводятся линии равных значений.

Построенные таким образом карты изменения тех или иных показателей — это очень упрощенные схемы, исходящие из того, что каждый разрез представлен одной однородной породой и данный показатель (медианный диаметр, коэффициент отсортированности и т.д.) характеризует весь разрез. В реальности этого, конечно, нет, разрез состоит из серии в той или иной мере разнородных по своим параметрам пород. В этом случае следует для каждого разреза рассчитывать средневзвешенные значения, учитывая значение параметра и мощность пласта, который этот параметр характеризует.

ПОСТРОЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ «ГЕНЕТИЧЕСКИХ ДИАГРАММ»

Одной из важнейших задач литологического изучения отложений является восстановление условий их образования.

Некоторые рассмотренные выше методы обработки и графического изображения аналитических данных уже представляют важную информацию для генетической интерпретации. Так, размер обломков отражает энергию транспортирующей среды, а косвенно — и контрастность рельефа (более крупные обломки переносятся и осаждаются в более восокоэнергетической обстановке, чем мелкие), ее стабильность (при прочих равных условиях лучше отсортированы осадки в обстановке постоянной энергии среды, в то время как в обстановке неустойчивой динамики формируются менее отсор-

241

тированные осадки) и т.д. Выявление распределения отложений по площади, их изменчивости — важный этап фациальных реконструкций и т.д.

Вто же время имеется ряд способов более прямого, хотя

да л е ко не всегда однозначного определения условий осадко-

накопления.

Наиболее разработаны они для интерпретации обстановок образования терригенных отложений в форме так назы-

И. Сингха (1981), критический анализ ряда диаграмм проведен В.Т. Биккениным и С.Ф. Рожковым (1982).

Одна из относительно простых диаграмм основана на разных соотношениях отсортированное™ и характера асимметрии распределения фракций песчано-алевритовых пород. В

ницы и мода относительно медианы сдвинута в сторону крупнозернистых фракций), в то время как речные и эоловые обладают положительной асимметрией и мода распределения располагается в области мелкозернистых фракций. В свою очередь, в эоловых отложениях сортировка обычно лучше, чем в аллювиальных (рис. 4.24).

Одной из наиболее удачных является диаграмма Р. Пассега, используемая для водных осадков (рис. 4.25). По мнению этого автора (Passega, 1957, 1964), способы переноса и отложения обломков могут быть определены соотношением двух о с н о в н ых параметров — максимального размера С и медианного диаметра (последний Пассега обозначает буквой M и сама диаграмма называется СМ), где по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладывается значение М, а по оси ординат, в том же масштабе, значение С. Параметр С харак- теризует наиболее крупнозернистую часть осадка и определяется как 99%-ная квартиль, т.е. такой размер, относительно которого более крупные зерна составляют 1 % (по массе).

Поскольку способы переноса и отложения обломков зависят от динамики водного потока, а последний в значительной мере определяется физико-географическими условиями, то на основе диаграммы CM можно с определенной степенью вероятности восстановить эти условия. Так, осадки, которые по значениям MnC попадают в поле SR1 имеющие значение

242

Рис. 4.24. Соотношение отсортированности (среднеквадратичное, или стандартное, отклонение) и асимметрии в обломочных отложениях различных обстановок (по К. Бьёрликке, 1989).

Отложения: 1 — пляжевые; 2 — эоловые; 3 — речные; 4 — турбидиты

С ниже Cu, отложились, скорее всего, из однородной суспензии, а подобный способ переноса наиболее характерен для морских течений и некоторых рек с медленным течением. Осадки поля RQP1 особенно в части, лежащей ниже С = Cs, выпадают из градационной суспензии, образующейся в нижних частях быстрых потоков, непосредственно у дна. Поле PO характеризует смешанный перенос — в суспензии и качением по дну, а поле ON — практически только путем качения. Эти способы транспортировки наблюдаются в зоне действия волн в прибрежных условиях на песчано-гравийных и галечниковых банках, в некоторых участках рек. Отдельные поля обособляются для осадков, отложенных из пелагической суспензии и из вертикально-расслоенных мутьевых потоков — турбидитов.

Несмотря на название «генетическая», относительную простоту построения и получения выводов, пользоваться этой диаграммой, равно как и целым рядом других «генетических» диаграмм, непосредственно для генетических выводов следует с большой осторожностью. Прежде всего, ни одна диаграмма не охватывает все возможные фациальные зоны, никогда нет уверенности, что анализируемые образцы относятся к тем фациям, которые рассматриваются данной диаграммой. К примеру, для того чтобы использовать диаграмму

243

С, мк

1000

Рис. 4.25. Диаграмма CM Р. Пассега для определения способа переноса осадков в водной среде

р. Пассега, надо сначала обосновать водный, а не эоловый способ переноса обломочного материала. Во-вторых, диаграмма с той или иной достоверностью установит динамику среды отложения, которая может быть одинакова в разных фациях (пляжи моря и крупного пресноводного озера, реки и морские течения и т.д.). Осложняющим обстоятельством является то, что структура обломочной породы обладает определенной «консервативностью» и при переотложении осадка в ней сохраняются, «наследуются» особенности исходных пород и осадков. Так, некоторые современные эоловые пески Каракумов попадают на генетических диаграммах в поле речных осадков. Это связано с тем, что пески являются древним аллювием Амударьи, слабо перевеяны ветром и сохранили еще многие признаки аллювиального происхождения (Гросгейм, Рожков, 1971). На многих диаграммах, что совершенно естественно, поля развития тех или иных фациальных типов отложений перекрывают друг друга. Нельзя, наконец, не учитывать и технических сложностей, ошибок и, главное, неточностей в определении отдельных показателей (например, параметра С), что сразу же переводит фигуративную точку данного образца в другое генетическое поле.

Естественно, что генетические выводы будут более обоснованными, если используется комплекс данных, включающий полевые наблюдения над особенностями залегания и распространения пород, изучение текстур и структур ряда образцов, поскольку именно сравнительный анализ помогает выявить некоторые важные генетические особенности.

Завершая описание некоторых методов обработки аналитических данных, следует еще раз повторить, что они применяются как для каждого отдельного образца, так для серии проанализированных проб.

В первом случае целью является уточнение названия, получение дополнительных характеристик и графическое представление материала по одному конкретному образцу (пересчет анализа, построение гистограммы и кумулятивной кривой с последующим определением ряда параметров для обломочных пород, нанесение фигуративной точки на треугольные диаграммы, в том числе для точного наименования породы и др.).

Во втором случае, при обработке серии анализов, задачи и применяемые методики более разнообразны. Во-первых, это выделение естественных совокупностей и их сопоставление по тем или иным показателям для всей серии проанализированных образцов (обособление полей фигуративных точек на

245

5.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД

5.1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ»

К обломочным породам относятся породы, на 50 % и более состоящие из обломков. Это определение, приводимое в абсолютном большинстве учебников, учебных пособий и в геологической литературе вообще, требует тем не менее определенных комментариев.

Прежде всего обращает на себя внимание то обстоятельство, что это по сути дела единственная группа пород, выделение которой произведено не по вещественному, а по структурному признаку. Действительно, практически все другие породы обособляются и чаще всего называются по их составу — химическому и (или) минеральному. Таковы карбонатные породы (известняки, доломиты), сульфатные (гипсы, ангидриты), галогенные (каменная соль, сильвинит), фосфатные (фосфориты) и т.д. Даже такие своеобразные породы, как глины, по сути дела выделяются не столько по степени дисперсности, сколько по преобладанию специфических глинистых минералов — каолинита, гидрослюд, монтмориллонита, хлорита и т.п.

Второе замечание касается того, что указанное определение обломочных пород не полное. Строго говоря, под это определение попадают обломочные карбонатные породы, многие перемытые и имеющие обломочную структуру фосфориты, бокситы, большинство глин и т.д. Фактически же, хотя это и не входит в определение, в группу обломочных пород обособляются не просто породы с обломочной структурой, но и с определенным составом обломков, а именно кварцевым и силикатным (включая алюмосиликатный). Исключения крайне редки: это гипсовые песчаники, глауконитовые песчаники, хотя гладкоунит — минерал диагенетический.

Наконец, третье замечание касается того, что глины — особо тонкодисперсные породы, состоящие из специфических минералов — каолинита, монтмориллонита, гидрослюд и т.д., несмотря на то, что многие из них имеют «обломочное» происхождение, т.е. осадились из глинистой суспензии, тем не менее не относятся к обломочным породам.

Таким образом, приведенное в начале определение должно быть дополнено составом обломков, и обломочными породами следует называть осадочные породы, на 50 % и более со-

248

стоящие из обломков кварц-силикатного состава, исключая тонкодисперсные глинистые породы.

Именно такие определения применяются в новейших учебных и монографических изданиях («Систематика и классификация...», 1998; Фролов, 1993). В зарубежной литературе широко используется термин «силикокластика» или «силикокластический» (siliciclastic) как «обломочные породы, которые почти полностью состоят из кремнеземсодержащих минералов, присутствующих как в виде кварца, так и в виде силикатов» («Толковый словарь...», 1979).

От английского слова «clast» — «обломок» образованы и синонимы термина «обломочные породы» — кластические, кластогенные породы (тут, наряду со структурным, вводится элемент происхождения, генезиса) или, в более общей форме, — кластолиты. До недавнего времени практически полным синонимом был и термин «терригенные породы», т.е. породы, источником обломочного материала которых была суша (от лат. terra — земля, суша). Однако сейчас установлено, что обломочный материал может формироваться непосредственно на морском дне, т.е. быть не «терригенным». Этот материал получил название эдафогенного (подробнее см. в разделе 5.2.3).

Имеется еще один термин, в какой-то мере синонимичный термину «обломочные породы» — «аллотигенные породы» (от греч. alios — другой, иной). Он также указывает, что исходный материал образовался ранее в другом месте, а лишь затем принесен сюда. Правда, в последнее время этот термин для пород используется редко и им чаще отмечают не породы, а их компоненты, так как аллотигенными являются как обломки более древних пород, так и вулканогенные компоненты (см. табл. 1.3).

5.1.2. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД

Исходя из самого определения обломочной породы ясно, что основа пород этой группы — разнообразные обломки. Формально для отнесения породы к группе обломочных необходимо лишь их 50%-ное содержание, однако оно в абсолютном ряде случаев существенно больше и иногда составляет практически 100 % (галечники, несцементированные рыхлые пески и так называемые бесцементные песчаники). Вторая важнейшая часть — вещество, которое соединяет обломки, цементирует породу. Эта часть может иметь разный состав и структуру, но нередко, как будет показано да-

249