Стратиграфические подразделения, структурные этажи, комплексы

Хотя прямое отождествление формаций и стратиграфических подразделений является неправильным, нельзя отрицать наличие определенной и довольно тесной связи между этими понятиями. Действительно, любая единица местной стратиграфической шкалы – пачка, свита, серия, горизонт ‑ это вместе с тем конкретный литологический и фациальный комплекс, который может образовывать формацию или входить в состав формации. Свиты, как подразделения местной стратиграфической шкалы, выделяются как картируемые геологические тела определенного литологического состава, отличные по составу от подстилающих и покрывающих свит и нередко отделенные друг от друга перерывами и несогласиями. Такие свиты по объему обычно соответствуют формациям. Соотношение формаций, стратиграфических, структурных и генетических подразделений показано на рис. 2.

Анализ соответствия геологических формаций подразделениям международной стратиграфической шкалы показывает, что их возрастной диапазон отвечает интервалу от подъяруса до отдела (редко) и формации накапливаются в интервале 3-12 млн. лет. Так, сульфатно-карбонатно-терригенная формация в объеме витебского горизонта эмского яруса нижнего девона и эйфельского яруса среднего девона накапливалась на территории Беларуси более 10 млн. лет. Вышележащая терригеннная пестроцветная формация, которая объединяет отложения полоцкого горизонта живетского яруса среднего девона и ланского горизонта франского яруса верхнего девона, накапливалась более 5 млн. лет. Вышележащие формации: карбонатная морская сероцветная формация саргаевского и семилукского горизонтов, туффито-глинисто-мергельная пестроцветная формация речицкого горизонта, сульфатно-карбонатная сероцветная формация воронежского и нижней части евлановского горизонтов и галогенная галитовая формация евлановско-ливенского возраста накапливались в течение менее 5 млн. лет, т.е. время образования каждой из них составляет 1-2 млн. лет. Фаменские терригенно-сульфатно-карбонатная, галогенная калиеносно-галитовая и карбонатно-терригенная сланценосная сероцветная формации сформировались в Припятском прогибе в течение 15 млн. лет, т.е. время накопления каждой составляло в среднем 5 млн. лет. Вместе с тем следует отметить, что молассоидная пестроцветная формация нижнего и среднего триаса накапливалась около 20 млн. лет, а формация писчего мела в объеме послесеноманских отложений верхнего мела накапливалась не менее 25 млн. лет. В рифее в течение около миллиарда лет на территории Беларуси образовалось всего шесть формаций и, следовательно, время накопления каждой формации могло исчисляться не только десятками, но и сотнями млн. лет, но ввиду наличия крупных перерывов в осадконакоплении, длительность которых оценить трудно, сложно определить и время накопления формаций. В целом, намечается закономерное уменьшение длительности накопления формаций с одновременным увеличением их мощности с ростом тектонической активности и интенсивности погружения.

Довольно тесная связь существует между формациями и структурными этажами (ярусами). Терминами “формация” и “структурный этаж” обозначаются различные по принципам выделения вещественные категории земной коры: формации выделяются в основном по вещественным, структурные этажи – по структурным критериям. Тем не менее, поскольку структурные этажи сложены формациями, их можно и должно рассматривать в одном ряду, тем более, что при выделении структурных этажей и особенно более крупных подразделений чехла типа структурных комплексов и мегакомплексов, которые иногда называются структурно-формационными, наряду с структурными учитываются и формационные критерии.

Структурному этажу в Геологическом словаре (1973) дано следующее определение: “структурный этаж – группа геологических формаций, отделенная от выше- и нижележащих образований поверхностями региональных несогласий и характеризующаяся определенным типом складчатой структуры и степенью метаморфизма”. Структурный ярус считается частью структурного этажа (Шатский, 1957 и др.) или его синонимом (Хаин, 1964; Косыгин, 1969). Структурные этажи подразделяются на подэтажи и объединяются в структурные комплексы (дальсландский, нижнебайкальский, верхнебайкальский, каледонский, герцинский, киммерийско-альпийский), отвечающие тектоническим этапам. Структурные комплексы в свою очередь объединяются в квазиплатформенный, катаплатформенный и ортоплатформенный структурно-формационные комплексы. Иногда выделяются мегакомплексы (фундамент и чехол древних платформ).

Структурные подэтажи обычно включают одну, две или несколько формаций. Так, в Припятском прогибе в герцинском структурном комплексе среднефранский структурный подэтаж эмско-среднефранского структурного этажа выделяется в объеме одной карбонатной морской сероцветной формации, лебедянско-стрешинский подэтаж верхнефранско-фаменского структурного этажа ‑ в составе одной галогенной калиеносно-галитовой формации, полесский подэтаж ‑ в составе одной карбонатно-терригенной сланценосной сероцветной формации. Эмско-нижнефранский подэтаж объединяет две формации: сульфатно-карбонатно-терригенную в объеме витебского горизонта эмского яруса нижнего девона и эйфельского яруса среднего девона и терригенную пестроцветную формацию полоцкого горизонта живетского яруса среднего девона и ланского горизонта нижнефранского подъяруса верхнего девона. Речицко-евлановский подэтаж объединяет туффито-глинисто-мергельную пестроцветную формацию в объеме речицкого горизонта и сульфатно-карбонатную сероцветную формацию в объеме воронежского и нижней части евлановского горизонтов, а также пространственно сопряженные с ними щелочно-ультраосновную – щелочно-базальтоидную формацию трубок взрыва речицкого возраста и нижнюю часть щелочно-ультра-основной-щелочно-базальтодной формации евлановско-ливенского возраста, а также галогенную галититовую формацию евлановско-ливенского возраста.

Структурные этажи объединяют от одной до нескольких формаций. Так, нижнепермский структурный этаж Припятского прогиба выделяется в объеме одной красноцветной галогенно-калиеносной песчано-ангидритово-глинистой формации, верхнепермский структурный этаж Подлясско-Брестской впадины – в составе одной терригенно-карбонатной формации цехштейна, нижне-среднетриасовый этаж Припятского прогиба – в составе одной молассоидной пестроцветной формации. Чаще структурный этаж включает от двух до восьми формаций.

Структурые комплексы отвечают крупным тектоническим этапам (каледонский, герцинский, киммерийский, альпийский и др.) и в своем полном развитии объединяют формации закономерно построенных направленных вертикальных рядов. Такие ряды включают формации трансгрессивной части в основании, инундационной – в средней части, регрессивной и иногда эмерсивной частей ряда ‑ в верхней части.

Примером такого наиболее полного вертикального формационного ряда на территории Беларуси является ряд герцинского структурного комплекса. В его основании, в трансгрессивной части ряда залегают сульфатно-карбонатно—терригенная и терригенная пестроцветная формации нижнего, среднего и основания франского яруса верхнего девона. Средняя инундационная часть ряда представлена сложным комплексом карбонатных, карбонатно-терригенных, терригенных, галогенных и щелочно-ультраосновных–щелочно-базальтоидных формаций позднедевонского возраста. Регрессивная часть ряда образована комплексом терригенных и карбонатно-терригенных формаций каменноугольного возраста. Эмерсионная часть ряда представлена нижнепермской красноцветной галогенно-калиеносной песчано-ангидритово-глинистой формацией и нижне-среднетриасовой молассоидной пестроцветной формацией.

Киммерийско-альпийский структурный комплекс на территории Беларуси сложен в базальной трансгрессивной части сероцветной континентальной терригенной буроугольной формацией верхнего триаса, нижней и средней юры. Средняя инундационная часть вертикального формационного ряда образована комплексом морских сероцветных терригенных, терригенно-карбонатных, карбонатных, терригенно-глауконитовых формаций. Завершают вертикальный ряд формаций комплекса континентальные пестроцветная терригенная буроугольная формация верхнего олигоцена-миоцена регрессивной части и обломочно-терригенная ледниковая формация антропогена эмерсивной части ряда.

Количество формаций, объединяемых в структурные комплексы, варьирует в широких пределах, в основном, в связи с глубокими размывами и с неполнотой формационных рядов. На территории Беларуси готский структурный комплекс объединяет три формации, нижнебайкальский – четыре, верхнебайкальский – три в Оршанской и четыре в Подлясско-Брестской впадинах, две в восточной части Балтийской синеклизы. Каледонский структурный комплекс включает пять формаций в Подлясско-Брестской впадине и две формации на северном склоне Белорусской антеклизы. Наиболее мощный и полный герцинский структурный комплекс Припятского прогиба объединяет семнадцать формаций. В киммерийско-альпийском комплексе на территории Беларуси выделено восемь фор-маций.

Структурные подэтажи, этажи, комплексы, мегакомплексы являются следующими после формаций более высокими уровнями организации вещества. В отличие от фаций, генетических типов отложений и формаций, которые выделяются в основном по вещественному и в меньшей степени по структурному принципу, в основе выделения подэтажей, этажей, комплексов и мегакомплексов лежит структурный принцип, поэтому они являются структурными уровнями организации вещества и объектами изучения геотектоники. Вместе с тем они сложены наборами, комплексами и закономерно построенными направленными вертикальными рядами формаций, поэтому формационный анализ является важным компонентом при их выделении и изучении.