Глава 5. Обломочные породы § 1. Пубооеломотные породы (псефищ)

Грубообломочные породы - псефиты составляют очень небольшую часть (десятые доли процента) в осадочной оболочке. Наибольшая роль принадлежит им в сложении верхнемолассовых и осадочно-вулкано­генных формаций. В других толщах они обычно встречаются в виде отдельных пачек, слоев, линз.

Разнообразные грубообломочные породы осадочного происхожде­ния объединяет то, что они представляют собой начальные продукты разрушения других пород. С формирования грубообломочных пород начинается процесс дифференциации осадочного вещества по размеру обломков, начиная от глыбовых образований брекчий, состоящих из обломков, возникших почти без перемещения, или практически на месте, и вплоть до самых тонкозернистых осадков. Крупные размеры обломков, слагающих псефиты, обусловливают ряд черт, свойствен­ных только им. Существенным, например, является то, что обломки представлены большей частью (или только) горными породами (магма­тическими, метаморфическими, осадочными), а не минералами, кото­рыми по большей части образованы многие пески. Лишь некоторые гравелиты занимают в этом отношении промежуточное положение.

Изучение крупнообломочных пород позволяет осветить геологи­ческую историю области их развития, а также области, откуда проис-

Размер обломков, MM	Неокатанные		Окатанные
	рыхлые	сцементи­ рованные	рыхлые	сцементиро­ ванные
Более 1000	Глыбы неока-	Глыбовая	Глыбы	Глыбовый кон-
	танные	брекчия		гломерат
100-1000	Валуны неокатан-	Валунная	Валуны	Валунный кон-
	ные	брекчия		гломерат
10-100	Щебень	Брекчия	Галька	Конгломерат
1-10	Дресва	Дресвяник	Гравий	Гравелит

ходит обломочный материал. Именно благодаря изучению грубообло­мочных пород удается выяснить такие черты палеогеографии, о кото­рых гораздо трудней или вовсе нельзя было бы узнать путем изучения других типов пород. Разработка методики изучения грубообломочных пород связана с именами таких ученых,как И. Вальтер, Л. Кайе, А. Хар­динг, У. Твенховелл, К. Уэнтворз, У. Крумбейн, Ф. Петтиджон, А. В. Хабаков, В. П. Маслов, В. И. Попов, С. Г. Саркисян, Н. Б. Вассое- вич.

Грубообломочные породы изучаются в поле и в лаборатории. Особенно важно для них полевое исследование, когда определяется количество и состав размерных фракций, устанавливается степень их окатанности, проводятся наблюдения условий залегания пород и замеряются азимуты и углы наклона удлиненных галек.

Грубообломочные породы осадочного происхождения классифици­руются по таким признакам, как размер и форма обломков, степень цементации (табл. 5).

Грубообломочные породы образуются обычно вблизи источников сноса. В наибольшей мере это относится к брекчиям и дресвяникам. Гравий и галька могут быть отложены в сотнях километров от облас­тей эрозии. Дресвяники и гравелиты редко образуют мощные толщи, встречаясь обычно в виде слоев и линз среди толщ песчаников, конг­ломератов и брекчий.

Брекчии. Среди брекчий в зависимости от условий образования выделяются следующие типы.

1. Брекчии обвалов и оползней возникают обычно в континенталь­ной обстановке, иногда образуются и в морской (подводные оползни).

Сложены они обломками самой разнообразной величины, а петрогра­фический состав их одинаков и полностью отвечает местным породам.

2. Брекчии осыпей также характеризуются однообразным петро­графическим составом, но отличаются от предыдущей группы мень­шим количеством мелкообломочного (в особенности глинистого) материала, удаляемого с поверхности осыпи дождевыми и талыми водами. Поэтому брекчии осыпей (в частности так называемые камен­ные реки) иногда сложены только крупнообломочным материалом.

3. Брекчии селевых потоков, так же как и брекчии обвалов и оползней, характеризуются большим разнообразием величины слагаю­щих их обломков. Крупные глыбы обычно округлены. Петрографичес­кий состав, как правило, более разнообразен, чем в предыдущих типах. Иногда наблюдается продольная по отношению к движению потока ориентировка крупных обломков.

4. Ледниковые брекчии по обилию тонкозернистого материала и плохой сортировке близки к брекчиям обвалов, оползней и селевых потоков. Отличительная их черта - штриховка на гранях крупных глыб. Эти брекчии возникают при разрушении пород, преграждающих движение ледника,и являются разновидностью морен (морены напо­ра), обогащенных местными породами (могут быть морские и даже глубоководные образования).

5. Прибрежные брекчии возникают в береговой зоне моря или озера при разрушении крутых скалистых берегов. Внешний облик их разнообразен: при медленном поступлении обломочного материала он сглаживается и окатывается, образуя постепенные переходы к при­брежным конгломератам; при обвалах прибрежных скал образуются брекчии, подобные наземным накоплениям обвалов и оползней.

6. Донные брекчии образуются на дне морских или крупных озерных бассейнов за счет подводного размыва выступов дна. Харак­терны для донных брекчий следы жизнедеятельности донных организ­мов (следы прирастания, сверления, остатки раковин).

7. Элювиальные брекчии образуются в коре выветривания. Они постепенно переходят в подстилающие материнские породы. В них отсутствуют органические остатки, за исключением корней растений.

8. Карстовые брекчии (собственно химические) приурочены лишь к породам, подверженным карсту (карбонаты, соли). Образуются в результате обрушивания кровли, стенок пещер и состоят из пород, слагающих кровлю.

Конгломераты более распространены, нежели брекчии. Они обра­зуются в морях и озерах, в речных долинах, в результате перемыва морен, в областях предгорий, иногда благодаря деятельности ветра.

1. Морские конгломераты образуются в области прибоя, в дельтах и местах развития сильных донных течений. Размер слагающих их обломков изменяется от валунов до мелкой гальки и гравия. Галька в 102

морских осадках обычно хорошо окатана и рассортирована. Удлинен­ные гальки прибойной полосы наклонены в сторону моря, углы накло­на пологие. Морские галечники залегают пластами небольшой мощнос­ти и распространены обычно на большой площади. Пласты морских галечников и конгломератов, находящиеся в основании разреза осадочной толщи, свидетельствуют о трансгрессии моря. В этом случае они слагают базальные горизонты трансгрессивных серий. Грубообло­мочные породы могут слагать верхнюю часть толщи, образовавшейся в мелководных условиях (апикальные конгломераты).

Кроме чисто обломочных накоплений, в море образуются обломоч­но-химические конгломераты - фосфоритовые, глауконит-фосфорито- вые, возникающие при частичном перемыве затвердевших осадков.

2. Озерные конгломераты отличаются от морских небольшим площадным распространением, меньшей мощностью (исключение составляют дельты горных рек). В небольших озерах при равнинном рельефе суши накапливается только мелкий гравий и галька.

3. Речные конгломераты встречаются в долинах горных рек. Они плохо отсортированы (размер частиц - от валунов до гравия). Удли­ненная галька обычно располагается с наклоном против течения, углы наклона крутые. Речные конгломераты залегают пластами и линзами большой мощности (десятки и сотни метров). Распространены они полосами или лентами, вытянутыми вдоль речной долины, обычно прерывистыми.

4. Флювиогляциальные конгломераты встречаются в областях развития ледниковых отложений, образуясь при перемыве морен. Залегают они в виде линз небольшой протяженности и изменчивой мощности. Иногда тела галечникового материала подобны в плане вытянутым изгибающим лентам. Степень обработки и сортировки невысока, наблюдаются следы ледниковой обработки. По простиранию эти образования сменяются песками или мореной.

5. Потоковые конгломераты распространены в предгорьях. Они плохо окатаны и слабо отсортированы. Удлиненная галька наклонена в сторону гор (против течения потоков), углы наклона крутые. Образу­ют пласты и линзы большой мощности (сотни метров), распространены полосами и лентами.

6. Эоловые конгломераты всречаются редко, образуются во время ураганов (современные отложения Гоби, Тихоокеанского побережья Южной Америки).

Все известные генетические классификации конгломератов и брекчий в своей основе являются актуалистическими, базируются на современных типах и не учитывают трансформации при захоронении.

Именно стремлением создать геологическую классификацию конгломератов можно объяснить выделение таких двух основных групп, как базальные и внутриформационные конгломераты. Для базальных конгломератов характерны: хорошая окатанность галек и валунов, свидетельствующая о длительном нахождении их в движе­нии; преобладание обломков относительно твердых и крепких пород; преимущественно песчано-гравийное и реже алеврито-песчаное запол­няющее вещество. Базальные конгломераты типичны для оснований трансгрессивных свит. Внутриформационные конгломераты более разнообразны по условиям возникновения. Для них характерны слабая окатанность обломков, часто связанная с разрушением мест­ных пород; иногда присутствие или даже господство обломков мягких и вообще неустойчивых в транспортировке пород (например, глин, слабосцементированных алевролитов); разнообразие заполняющего вещества. К внутриформационным относятся конгломераты и брекчии, образующиеся в результате незначительного переотложения некото­рых типов брекчий (подводно-оползневых, временного осушения водоемов).

Важным типом грубообломочных пород являются конгломерато- брекчии. Они бывают двух типов. Первый образуется при одновремен­ном накапливании округлых и угловатых обломков, имеющих неоди­наковый состав и разное происхождение. Так, в ферганских молассах иногда встречаются линзы смешанного пролювиального (более одно­родного по составу и угловатого по форме) и аллювиального (более пестрого по составу и округлого по форме) материала. Эти типичные конгломерато-брекчии смешения. Второй тип возникает на промежу­точной стадии окатывания обломков и при дальнейшем продолжении этого процесса переходит в конгломераты. Более широко распростра­нены конгломераты и конгломерато-брекчии второго типа, образова­ние которых обычно обусловлено существенным различием в физичес­ких свойствах обломков материнских пород: более мягкие и менее прочные быстро окатываются, а крепкие за этот же промежуток време­ни не обрабатываются и остаются угловатыми. Среди конгломерато- брекчий по условиям образования выделяются морские, озерные, речные, наземные, подземные и смешанного происхождения.

Распространение грубообломочных пород и характер их измене­ний. Грубообломочные породы встречаются в отложениях платформ, геосинклиналей, в океанических структурах и в переходных областях в возрастном диапазоне от докембрия и доныне. Современные типы грубообломочных пород весьма многообразны. Некоторые из них до сих пор не найдены или не доказаны с достоверностью в древних отложениях. Но в ископаемом состоянии встречены такие типы псефи- толитов, современные аналоги которых пока остаются невыявленны- ми.

Среди ископаемых конгломератов первое место по распространен­ности и по мощности занимают потоковые предгорные конгломераты, представляющие конусы выноса горных рек. Именно так образовались молассовые и молассоидные конгломераты, изучать которые нефтяни­кам приходится особенно часто.

Площадное распространение конгломератов и брекчий может быть самым различным. Базальные конгломераты, особенно платформен­ные, иногда бывают распространены на огромных площадях. Предгор­ные брекчии в ископаемом состоянии обычно локализованы по площа­ди, а конгломераты образуют удлиненные зоны распространения перед протягивающимися на сотни километров горными сооружениями.

Постседиментационные изменения грубообломочных отложений происходят неравномерно. В диагенезе изменениям подвергается заполняющий межобломочное пространство материал, зещество которого более мелкое по размеру и более реакционноспособное. В катагенезе на крупных обломках образуются ямки вдавливания, что связано с уплотнением за счет уменьшения объема заполняющего вещества, вследствие чего геостатическое давление почти целиком воспринимается обломками, сосредоточиваясь в местах их соприкос­новения. Обычно вдавливается участок обломка, имеющий меньший радиус кривизны, поэтому вдавливания возникают обычно на более крупных обломках. Резкость и глубина ямок вдавливания при прочих равных условиях являются функцией времени. На юге Ферганы, например, миоценовые и нижнеплиоценовые конгломераты имеют более глубокие вдавленности; в раннеплиоценовых и древнечетвер­тичных они слабо заметны, в позднечетвертичных едва различимы.

Иногда конгломераты механически деформируются. В зонах развития сланцеватости обломки стремятся расположиться уплощен- ностыо вдоль сланцеватости. В процессе катагенеза степень цемента­ции и крепость грубообломочных пород увеличиваются и могут возникнуть образования, не уступающие по прочности бетону.