Раздаточный материал к лекции № 10-14
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

ОСАДОЧНЫе ФАЦИи И ФОРМАЦИи

Раздаточный материал к лекции № 10-14

Тема: ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕРМИНА «ФОРМАЦИЯ». ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯТИЯ «ФОРМАЦИЯ»; ПРИНЦИПЫ ГРУППИРОВКИ И КЛАССИФИКАЦИИ ФОРМАЦИЙ

III . Формациеобразующие и акцессорные горные породы

С точки зрения формационного анализа среди осадочных пород следует обозначить 4 группы. Во-первых, это горные породы, способные образовывать значительные по мощности монотонные толщи (писчий мел, кварцевые песчаники, граувакковые песчаники, кораллово-водорослевые известняки). Их содержание в объеме толщи может достигать 80-90 %. Во-вторых, это породы, которые только в наборе с другими создают толщи (каолиновые, монтмориллонитовые глины, ангидриты, некоторые разности известняков). Их содержание в разрезе обычно не превышает 30 %. Обе группы пород могут рассматриваться как формациеобразующие, так как их представители обычно выступают в роли главных членов породных ассоциаций.

Формациеобразующим породам противопоставляются две группы редких пород. Одна из них, как правило, не образует крупных самостоятельных скоплений (фосфориты, бокситы, каменные угли, сидериты) и встречается в форме отдельных пластов в толщах; другая – породы, встречающиеся крайне редко (известковые туфы, гипсовые пески, брекчии). Последние две группы пород можно отнести к акцессорным.

Формациеобразующие породы образуют ряд, в который входят горные породы, широко распространенные в крупных скоплениях в разрезе земной коры. Это большинство алюмосиликатных обломочных, алюмосиликатных глинистых, карбонатных, кремнистых, сульфатно-хлоридных пород. Перемежаясь в пространстве, они слагают тела осадочных формаций. Формациеобразующие породы в составе конкретной формации выступают как главные (обязательные) элементы системы – главные члены парагенезиса (по Н.С. Шатскому). Они же могут являться второстепенными членами в конкретном парагенезисе.

Акцессорные породы образуют ряд, состоящий из пород окисно-марганцевой, окисно-железистой, фосфатной, глиноземистой групп, каустобиолитов, некоторых видов карбонатных, сульфатных, хлоридных пород, В составе формации они присутствуют как второстепенные, необязательные члены породной ассоциации. Акцессорные породы создают индивидуальность конкретной формации, часто они помогают оценить ее генезис, нередко определяют минерагеническую специализацию. В некоторых случаях относительное содержание акцессорных пород в отдельных частях тела формации бывает настолько значительным, что они становятся главными членами породной ассоциации, образуя месторождения полезных ископаемых (фосфориты, угли, железистые породы, бокситы).

Ниже приведена систематическая классификация формаций по формациеобразующим породам (по В.М. Цейслеру, 2002).

Палеогеографические классификации формаций.

Обстановки накопления формаций являются основой, на которой строятся их классификации по генезису. Осадочные формации рассматриваются как совокупности генетических типов отложений. В соответствии с этим выделяются группы формаций:континентальные (субаэральные и субаквальные) и морские (шельфовые, батиальные, абиссальные) (Н.В. Логвиненко); аридные, гумидные, ледовые (Н.М. Страхов и др.). В генетических классификациях (В.И. Попов, Н.М. Страхов) обычно отражено несколько признаков: положение области осадконакопления относительно береговой линии морского бассейна и рельеф области осадконакопления (геморфологические факторы) и климат.

VII . Главнейшие типы осадочных формаций

Ниже рассмотрена классификация по группам формациеобразующих пород.

Алюмосиликатные формации

Алюмосиликатные формации включают толщи, сложенные обломочными и глинистыми породами. Поскольку глинистые минералы нередко имеют аутигенное происхождение, понятия «алюмосиликатные» и «терригенные» не являются синонимами, но, говоря о терригенных формациях, подразумеваются формации алюмосиликатного состава.

Алюмосиликатные формации являются главенствующими среди остальных типов осадочных толщ на протяжении всей истории Земли. Они возникали в ходе преобразования первичных пород литосферы при их взаимодействии с атмосферой и гидросферой.

Алюмосиликатные формации имеют важное практическое значение. Слагающие их породы используются как строительные и облицовочные материалы, огнеупорное сырье. Месторождения каменных, бурых углей, горючих сланцев, нефти и газа, бокситов, россыпные месторождения драгоценных металлов. Желваковых фосфоритов, пресных и минерализованных вод – далеко не полный перечень их рудоносности.

По преобладающим типам пород, слагающих толщи, среди класса алюмосиликатных формаций на уровне отрядов выделяются группы грубообломочных, мелкообломочных, глинистых и смешанных формаций.

Грубообломочные (псефитовые) формации. Толщи, сложенные преимущественно конгломератами, гравелитами и грубозернистыми песчаниками, пользуются широким распространением в разрезах платформ и складчатых областей от архея до кайнозоя включительно. По данным В.Г.Чернова (1980) в ходе эволюции возрастает роль грубообломочных пород пролювиального и аллювиального происхождения с их максимумом в кайнозое. В древних толщах более широко развиты грубообломочные серии морского происхождения.

Конгломератовые серии венда развиты в Прибайкалье и Присаянье, кембро-ордовика – в Кузнецко-Саянской области, девона – в Казахстане и в Северном Тянь-Шане, карбона-перми – в Приуралье, юры – в Забайкалье, кайнозоя – в Предкарпатье, в Тянь-Шане, в Альпах, где они участвуют в строении орогенных впадин. Таким образом, появление и наиболее широкое распространение грубообломочных толщ совпадает с орогенными эпохами в соответствующих областях. Появление грубообломочных формаций в разрезе свидетельствует о проявлении тектонической активизации, а поэтому большинство грубообломочных формаций следует относить к категории моласс – продуктам разрушения растущих горных поднятий.

Нередко грубообломочные формации соответствуют нижней части разреза тектоно-седиментационных циклитов («базальные конгломераты»).

Грубообломочные формации обычно примыкают к областям размыва и по латерали замещаются мелкообломочными или смешанными глинисто-обломочными, известняково-обломочными формациями. В связи с этим преобладающие формы залежей – клиновидные, веерообразные, реже – линзовидные. Строение тел асимметричное. Мощности формаций изменяются от нескольких десятков метров до первых километров и находятся в прямой зависимости от гранулометрической характеристики пород.

Главными членами ассоциаций являются конгломераты, гравелиты, песчаники. В качестве второстепенных членов могут присутствовать паттумы, мелкозернистые песчаники и алевролиты, глины, глыбники, биогенные известняки. Состав грубообломочных формаций тесно связан с сотавом пород размывающейся суши. Наиболее широко распространены полимиктовые грубообломочные формации, но среди формаций морского генезиса нередки олигомиктовые кварцевые грубообломочные. Их внутреннее строение обычно толсто-, грубослоистое, ритмичное, линзовидно-слоистое. Формации содержат многочисленные поверхности размывов.

Грубообломочные формации накапливаются вблизи горной суши. Генетически они образованы пролювиальными, аллювиальными, озерными и прибрежно-морскими отложениями. Изучение состава грубообломочных формаций имеет первостепенное значение для палеогеографических и палеотектонических реконструкций.

Среди грубообломочных формаций выделяются 2 группы: полимиктовые моно-олигомиктовые. Группа полимиктовых формаций развита в разрезе орогенных комплексов складчатых областей, выполняя межгорные и краевые прогибы, наложенные впадины. Примеры: неогеновые конгломератовые серии Предкарпатья, Предальп, сакмарско-артинская конгломератовая толща Предуральского прогиба и др.

Группа моно-, олигомиктовых грубообломочных формаций более харктерна для древних платформ, срединных массивов. Она широко развита в составе докебрийских отложений протоплатформенных чехлов вместе с кварцитовыми и железисто-кварцитовыми сериями. С грубообломочными формациями полимиктового и моно-, олигомиктового состава связаны крупные месторождения золота, урана.

Мелкообломочные (песчаниковые и песчаниково-алевролитовые) формации широко распространены в разрезе осадочного слоя земной коры. На платформах они начинают и завершают крупные седиментационные мегациклы, сложенные в середине комплексом глинистых и карбонатных формаций, в складчатых областях оконтуривают зоны поднятий, в орогенных – вместе с грубообломочными формациями составляют молассы, выполняющие межгорные впадины и краевые прогибы.

Песчаниково-алевролитовые формации различаются по составу и строению. Среди них встречаются формации тонкоритмичного флишевого строения (песчаниково-алевролитовый флиш туркестанского хребта) и грубослоистые толщи глауконитово-кварцевых песчаников альба-сеномана Мангышлака, Северо-Западного Кавказа; толщи косослоистых протерозойских красных и розовых кварцитов Прионежья, башкирского антиклинория Урала; полимиктовые песчаники и алеролиты неокома юго-востока Средней Азии и др. Мелкообломочные формации были распространены в различных структурных зонах на всех исторических этапах эволюции Земли.

Главными членами парагенезов этой группы формаций являются различные по минеральному составу песчаники и алевролиты. Второстепенными могут быть глины, паттумы, мергели, хемо- и биогенные известняки, железистые породы, трепелы и опоки, фосфориты, угли, гипсы и др. Накопление формаций происходит в различных обстановках: от субаэральных эоловых, речных, дельтовых и озерных до морских относительно глубоководных во внешней части шельфа и подножие континентального склона, в зонах выноса крупных речных систем.

Морфологическая характеристика формационных тел: от шнуровидной и лентообразной линзовидной до плащеобразной. Существенно меняются мощности формаций – от первых десятков метров до сотен метров и первых километров.

По латерали песчаниково-алевролитовые формации замещаются грубообломочными, глинистыми, смешанными – песчанико-глинистыми, песчаниково-карбонатными, сульфатно-галогенными и другими формациями.

Форма нахождения железа, определяющая цвет пород, нередко имеет большой генетический смысл. Этот показатель позволяет выделить группы на уровне подсемейств – сероцветные, пестроцветные и красноцветные мелкообломочные формации.

Минеральный состав обломочного материала позволяет выделить три родовые группы формаций: кварцевые, аркозовые, граувакковые. Они характеризуют степень «зрелости» обломков – степень химического разложения первичных силикатов, что представляет важный показатель при палеогеографических и палеотектонических реконструкциях.

Мелкообломочные кварцевые формации типичны для платформ. Они образовывались за счет размыва и переотложения материала кор выветривания. В процессе транспортировки материала из него удаляется глинистая составляющая и он оказывается обогащенным устойчивыми к разрушениям минералами титана, циркония, алмазами, золотом и т.д. Формируясь в условиях теплого гумидного климата, спокойной тектонической обстановки, эти формации являются надежным индикатором платформенного режима.

Аркозовые мелкообломочные формации сложены обломочным материалом, обладающим меньшей степенью зрелости. По сравнению с чисто кварцевыми они распространены меньше; нередко выделяются аркозово-кварцевые формации. По тектонической приуроченности, общей характеристики они мало отличаются от чисто кварцевых.

В складчатых и орогенных комплексах, в чехлах молодых платформ на уровнях, отвечающих эпохам тектонической активизации, распространены мелкообломочные полимиктовые и граувакковые формации. Характерно, что с граувакковыми формациями в парагенетических взаимоотношениях находятся глинистые гидрослюдистые, монтмориллонитовые, а также различные типы формаций смешанного осадочного и осадочно-вулканогенного составов.

Разнообразие форм и внутренней структуры залежей определяется различиями в морфологии конседиментационных структур, палеогеографической обстановки накопления, тектоническом режиме. Удаленные части шлейфов конусов выноса, подводные и надводные дельты, пляж и шельф, эоловые равнины – это небольшой перечень обстановок накопления алевро-песчаных толщ соответствующего минералогического состава.

Глинистые формации. Группа глинистых (глинисто-сланцевых) формаций пользуется весьма широким распространением на платформах и в складчатых областях.

Выраженные толщами глинистых пород (глины, аргиллиты, глинистые сланцы) глинистые формации всегда в том или ином количестве содержат прослои или включения песчаников и алевролитов, мергелей, известняков, кремнистых пород, туфов, гипсов. Нередко они существенно обогащены органическим веществом, образуя углеродисто-глинистые формации – так называемые «черносланцевые толщи».

Разнообразна форма залежей глинистых формаций: от серповидной, лентовидной до амебообразной. Мощности формаций измеряются обычно десятками и сотнями метров. Внутреннее строение формации определяется изменением минерального состава глин по разрезу, наличием прослоев второстепенных членов.

Глинистые формации целесообразно делить на три группы:

1) темноцветные, богатые органическим веществом;

2) светлые, бедные органическим веществом и неокрашенные гидроокислами железа;

3) красноцветные. Такие показатели, как содержание гидроокислов железа, рассеянного органического вещества позволяют провести границы между глинистыми толщами разного происхождения.

Для глинистых формаций также важным показателем является их карбонатность, позволяющая разделить глинистые формации на две группы: карбонатные и бескарбонатные. Карбонатные и бескарбонатные глинистые формации известны среди групп красноцветных и светлых. Темноцветные высокоуглеродистые формации по преимуществу бескарбонатны.

Важным признаком, позволяющим систематизировать глинистые формации, является минеральный состав глинистых минералов, в зависимости от которого в качестве родовых групп выделяются формации каолиновые, гидрослюдистые, монтмориллонитовые и смешанные. Эти группы формаций, как правило, различаются по обстановкам накопления, парагенезисам с формациями, минерагении.

Формирование глинистых формаций происходит в различной обстановке: от морской глубоководной до субаэральной озерной. Нередко глинистые толщи формируются в полуизолированных как в опресненных, так и осолоненных водоемах. Формации каолиновых глин обычно встречаются в ассоциации с формациями кварцевых песчаников и являются надежным индикатором платформенного режима. Толщи гидрослюдистых глин формируются в различной тектонической обстановке; толщи монтмориллонитовых глин нередко встречаются в ассоциации с кремнисто-карбонатными сериями, вулканитами.

Смешанные песчаниково-глинистые (глинисто-песчаниковые) формации. Это наиболее многочисленная, разнообразная по минеральному составу и строению группа алюмосиликатного класса формаций. В бассейнах, примыкающих к материковой суше, она пользовалась наиболее широким распространением во всех типах структур и на всех этапах их развития.

Главные члены парагенезиса: разнообразные по минеральному составу песчаники, алевролиты, глины (аргиллиты). Соотношение обломочных и глинистых пород непостоянно. Второстепенные члены: карбонатные, кремнистые, Сульфатно-галогенные, железистые, углеродистые породы. Набор второстепенных членов зависит от положения конкретной формации в теле более крупной ассоциации и от состава смежных формаций.

Присутствие пластов углей в песчаниково-глинистых формациях позволяет среди них выделить угленосные формации, наличие бокситов – бокситоносные, фосфоритов – фосфоритоносные, пластов каменной соли – соленосные (обычно красноцветные). Правильное циклическое чередование обломочных и глинистых пород позволяет выделять терригенные флишевые и флишоидные формации. В каждом конкретном случае группирование песчаниково-глинистых формаций осуществляется по разным критериям.

Среди смешанных глинисто-песчаниковых формаций в литературе много внимания уделялось так называемой «аспидной» формации, в состав которой включались терригенные толщи нижней части разреза геосинклинальных комплексов, В действительности под этим наименованием скрываются различные по составу и строению парагенетические ассоциации пород от чисто глинистых (сланцевых) до терригенных флишевых и даже песчаниковых полимиктовых.

Вопросам строения и условиям формирования флишевых формаций посвящено много работ. В начале было принято считать, что флишевые толщи характерны только для определенного отрезка времени истории развития Альпийской складчатости (мел, мел-палеоген). Потом появились описания флишевых серий в палеозое, докембрии. До сих пор некоторые исследователи считают, что флишевые серии в разновозрастных складчатых областей получают развитие на строго определенном этапе – во вторую половину тектонического цикла, перед началом орогенеза. В настоящее время считается, что флиш не представляет определенной формации. Осадочные серии, обладающие всеми признаками флиша, могут накапливаться в различной палеогеографической обстановке и на различном возрастном уровне. Флиш бывает не только морским, но и пресноводными (оз. Байкал). Обстановки формирования флиша – внутриконтинентальные и переконтинентальные рифты (оз. Байкал, Таврическая серия Крыма и др.), межкордильерные прогибы (юра, мел Кавказа) и прогибы между соседними островными дугами (Индонезия), окраинные моря, глубоководные желоба и дно океанических котловин, не отделенные от континентов глубоководными желобами (Гангский и Индский глубоководные конусы и вообще конусы пассивных окраин океанов).

Однако все такие разные обстановки имеют для флиша общие определяющие черты: глубоководность и обильное питание осадочным материалом. Эти решающие условия в свою очередь определяются активным тектоническим режимом, по крайней мере в бассейне (большая скорость прогибания), крутыми и высокими склонами, обеспечивающими автокинетический разгон мутьевых потоков (наподобие снежных лавин), некомпенсированность прогибания осадконакоплением, гумидным климатом или активным вулканизмом на суше или островных дугах (обеспечение подачи больших масс рыхлого материала). Почти обязательные землетрясения служат «спусковыми крючками» для обвалов, оползаний и возникновения спазматических течений, обычно перемещающихся сначала по каньонам на континентальных склонах, разгоняющихся до скоростей 100 км в час и больше, часто отрывающихся от дна и пермещающихся взвешенно над ним на десятки и сотни, а иногда и тысячи км. По пути мутьевые потоки рааслаиваются на два-три яруса, пермещающихся с разными скоростями, отличающихся разными плотностью, нагруженностью обломочным материалом, турбулентностью и отлагающих различные осадки, вместе составляющие турбидитовый элемент флишевого циклита.

Флиш любого типа имеет многоранговую цикличность. Наиболее выражены элементарные циклиты толщиной в среднем 10-50 см и состоящие из двух циклитовых элементов: турбидитового и фонового, чаще всего планктогенного, обычно разделенных резкой, иногда неровной границей биоэлювиирования кровли. Чаще всего вся мощность элементарного флишевого циклита представленого турбидитом, отложившимся практически мгновенно. Длительность же формирования фонового элемента значительна, хотя его толщина бывает ничтожной (миллиметры, сантиметры). Флиш таким образом, демонстрирует почти самую большую неравномерность осадконакопления.

 

Карбонатные формации

Карбонатные толщи после терригенных занимают второе место в составе осадочной оболочки земной коры. Оценка относительной распространенности глин, песчаников и известняков выражается соотношением 81 : 11 : 8. Состав карбонатных формаций на протяжении истории Земли изменялся. Карбонатные формации, образованные доломитами с магнезитами, известны в докембрийских отложениях, доломиты также широко распространены в палеозойских толщах. В мезозойских и кайнозойских отложениях преобладают известняки. Эволюция биосферы обуславливает изменение состава породообразующих организмов биогенных карбонатных пород.

Переход от одной формации к другой по латерали происходит путем очень постепенного выклинивания или появления отдельных выклинивающихся в обе стороны пачек. Нижняя граница формаций обычно резкая, с базальными обломочными образованиями в основании; верхняя граница постепенная. Мощности варьируют от десятков – первых сотен метров до 1-4 км.

Карбонатные осадочные формации представляют большой практический интерес. Многие разности карбонатных пород используются в промышленности как естественные строительные и облицовочные материалы, сырье на известь и цемент, флюсы и др. С карбонатными формациями связаны многие месторождения нефти, горючих сланцев; они вмещают месторождения бокситов, марганца, железа, фосфоритов, полиметаллов.

Группирование карбонатных формаций разные авторы осуществляют с разной степенью детальности и по разным принципам.

Одна из последних классификаций  предложена В.М. Цейслером (2002) год. По этой классификации класс карбонатных формаций подразделяется на три больших подкласса: известняковые формации, доломитовые формации и смешанные. Доломитовые формации широко развиты в разрезах докембрийских отложений, известняковые – в фанерозойских, а смешанные встречаются в составе всех стратиграфических подразделений.

Известняковые формации. Приурочены к различным типам структурных элементов платформ и складчатых областей. Развиты известняковые формации также в структурах, формирующихся в обстановке орогенного режима – в краевых прогибах и межгорных впадинах.

Главными членами известняковых формаций являются различные типы известняков, мергели. В качестве второстепенных встречаются доломиты, гипсы, ангидриты, песчаники и алевролиты, конгломераты и гравелиты, глины, аллиты, горючие сланцы, силицилиты, фосфориты, т.е. широкий спектр пород, парагенетически связанных с известняками. Для разных типов известняков характерен свой набор втростепенных членов ассоциаций. По преобладающим типам пород формации можно разделить на семейства: обломочных, биогенных, биогенно-хемогенных известняков.

Формации обломочных известняков. Обычно обломочные известняки участвуют в строении толщ различного состава. Особенно часто они принимают участие в строении толщ органогенных известняков – рифогенных формаций, образуя шлейфы, обрамляющие биогермные массивы. Пример: формация красных брекчиевидных известняков титонского яруса юго-западного Крыма.

Формации биогенных известняков. Анализируя разнообразие толщ биогенных (органогенных) известняков с точки зрения особенностей их строения, форм залежей, условий формирования, рудоносности, можно сделать заключение о том, что состав породообразующих организмов позволяет выделить разные формации биогенных известняков.

На примере мезозоя и кайнозоя северного обрамления бассейна Тетис отчетливо видно, что разделение толщ бионеных известняков по породообразующим организмам позволяет более определенно осуществлять палеотектонические реконструкции и прогнозную оценку территорий. Эволюция беспозвоночных и водорослей, служивших породообразующими организмами карбонатных толщ, изменения в соотношении биогенного и хемогенного осадконакопления в истории Земли позволяет говорить о направленной эволюции карбонатных формаций.

Среди формаций биогенных известняков по В.М. Цейслеру (2002) следует выделять группы формаций, образованные преимущественно известняками: водорослевыми (строматолитовые, кокколитофоридовые), водорослево-археоциатовыми, кораллово-водорослевыми, мшанковыми, цефалоподовыми, фораминиферовыми, гастроподово-пелециподовыми, а также известняками других групп породообразующих организмов. Некоторые из представителей этих формаций по своему внутреннему строению относятся к рифовым, другие всегда образуют слоистые толщи.

Выделение просто «известняковой» формации, как это еще продолжает иметь место в работах некоторых тектонистов и литологов, представляется недостаточным для решения прикладных задач формационного анализа.

Доломитовые формации. Доломитовые формации выражены мощными толщами доломитов с прослоями магнезитов, известняков, обломочных и кремнистых пород. Эти формации охарактеризованы в рифее Енисейского кряжа и Прибайкалья, нижнего протерозоя Восточного Саяна, в верхнем протерозое-нижнем кембрии Селенгино-Яблоговой системы, а также в ордовике и девоне Южного Тянь-Шаня и Урала. Доломитовые формации также имеются в разрезе верхнего триаса и верхней юры Кавказа. По латерали данная группа формаций замещается известняковыми, кремнисто- и глинисто-карбонатными; по вертикали – нередко алюмосиликатными обломочными формациями.

Накопление формаций, сложенных доломитами происходило в окраинных платформенных прогибах, во внешних прогибах складчатых систем, на срединных массивах. С данной группой формаций связаны месторождения магнезитов, сидеритов, гипса. Группа доломитовых формаций изучена недостаточно, в ней могут быть выделены разные подгруппы формаций. Сами доломиты могут иметь как первичное, так и вторичное происхождение.

Смешанная группа карбонатных формаций является наиболее многочисленной, типичной для платформенных, складчатых и орогенных комплексов. К ней следует относить формации с содержанием карбонатных пород не менее 30 % мощности разреза в центральных частях формационных залежей.

По типам строения формации этой группы также резко отличаются друг от друга. Среди них встречаются глинисто-карбонатные толщи с крупными биогермными массивами (верхнеюрская судакская, казантипская миоценовая формации Крыма) и толщи тонкоритмичного флишевого строения (терригенно-карбонатные флишевые комплексы нижнего мела Грузии) и д.т. Очень характерно тонкослоистое цикличное строение кремнисто-карбонатных серий. Флишеподобной глинисто-известняковой формацией местами представлены кимеридж-титонские отложения в Горном Крыму. Очень характерной глинисто-ракушечниковой формацией выражена толща верхнего мела Афгано-Таджикской впадины. В целом следует отметить, что терригенно-карбонатные формации всегда в той или иной степени цикличны, обладают направленным изменением состава по разрезу и площади. Их мощности, морфология залежей изменяются в широких пределах, Также различны условия их накопления.

Кремнисто-карбонатные формации. Эта группа представлена формациями, в наборах которых принимают участие различные типы известняков, доломиты, силицилиты и глинистые сланцы.

Например, к группе кремнисто-карбонатных относится доманиковая формация верхней части франского яруса Приуралья. Ее подстилают и перекрывают известняковые формации. Доманиковую формацию слагают микрозернистые кремниевые, глинисто-кремниевые, битуминозные известняки. Им сопутствуют органогенные: птероподовые, пелециподово-птероподовые, птераподово-цефалоподовые и остракодовые известняки. Второстепенными членами являются стяжения и пропластки кремней, кремнистые мергели, доломиты, горючие сланцы, аргиллиты. Все породы темноокрашенные. Все породы темноокрашенны, обогащены органическим веществом сапропелевого типа, накопление формации происходило в условиях прогиба, недокомпенсированного сносом осадков.

Примером известняково-кремнистой формации является зилимская формация среднего карбона – касимовского яруса Приуралья, сложенная циклически чередующимися светлыми известняками и кремнями. Пластовые силицилиты содержат остатки губок. Известняки детритовые, органогенные. Мощность формации – 400-500 м.

Силицилитовые формации

В разрезе этих формаций значительная роль принадлежит кремнистым породам – силицилитам (яшмам, спонголитам, радиоляритам, трепелам, опокам). В качестве второстепенных членов парагенезисов присутствуют известняки, глины (глинистые сланцы), пирокластические породы и лавы, железистые породы.

Силицилитовые формации развиты на платформах и в складчатых областях. На платформах они типичны для осадочных серий, накопившихся в высокоширотных морских бассейнах. В подвижных поясах они особенно широко распространены и нередко находятся в ассоциации с вулканическими толщами.

Силицилитовые формации известны в докембрии, палеозое, мезозое и кайнозое. Характерно, что формаций, сложенных нацело силицилитовыми породами (яшмами, радиоляритами, спонголитами), немного. Значительно шире распространены карбонатно-, железисто-, вулканогенно-кремнистые толщи.

Характерной группой силицилитовых формаций являются яшмовые. По Н.С.Шатскому к яшмовой формации относятся толщи, сложенные красными, зелеными яшмами, яшмовидными кремнистыми туфами с прослоями терригенных пород и подчиненными линзами известняков или же чередованием мощных пачек яшм с диабазами, базальтовыми порфиритами, граувакковыми песчаниками и кварцитами.

По мнению Г.А.Каледы, выделившего и охарактеризовавшего яшмовую формацию в разрезе верхнего силура-нижнего девона в Южном Тянь-Шане, среди яшмовых формаций имеется большое число разновидностей (субформаций по Г.А.Каледе), которые отличаются составом и взаимоотношением пород, сопутствующим яшмам, их степенью метаморфизма.

В разрезе девона Южного Урала яшмовая формация описана И.В.Хворовой. Яшмовый быгулыгырский комплекс представлен в одних случаях почти единой толщей (до200-400 м) тонко- и толстослоистых яшм, в других – чередованием пачек мощностью от нескольких до 50 м яшм с кислыми туфами, туффитами и яшмами.. В строении формации отмечается цикличность нескольких порядков.

На платформах Евразии силицилитовые формации известны в разрезе палеогеновых и верхнемеловых отложений бореальной области (Западно-Сибирская плита, северные районы Восточно-Европейской платформы и др.). Кремнистые породы (трепелы, опоки) находятся в ассоциации с гидрослюдистыми опоковидными глинами, кварцево-глауконитовыми песками и песчаниками. Для них также характерно присутствие фосфоритов, марганца, железистых пород.

Э.Н. Янов, кроме классической яшмовой формации, выделяет кремнисто-сланцевую (фтанитовую, по И.В.Хворовой), кремнисто-диатомитовую, кремнисто-железистую (джеспилитовую) и углеродисто-кремнистую формации.

Большой интерес вызывает эволюция типов кремнистых формаций во времени: от кремнисто-жележистых в протерозое к углеродисто-кремнистым – в раннем палеозое и до кремнисто-сланцевых и яшмовых – начиная со среднего палеозоя.

Большая часть исследователей предполагает, что кремнистые формации формируются в глубоководной обстановке, но высказывают мнения о возможности их образования  на небольшой глубине в связи с вулканическими процессами. В.Ю. Запрометов и О.Д. Шевченко отмечали, что на Южном Тянь-Шане силицилитовые формации известны от рифея вплоть до среднего карбона. Среди них они выделяют два семейства: прибрежных силицилитовых и удаленных формаций.

Систематика и изучение силицилитовых формаций заслуживает самого пристального внимания, так как силицилитовые формации в парагенезисе с терригенными и карбонатными разных типов являются надежными индикаторами палеогеодинамической обстановки. Они содержат месторождения железа, марганца, фосфоритов и т.д.

 

Смешанные формации

Это наиболее распространенная в природе, самая большая по числу и разнообразию представителей группа формаций. Элементарные наборы главных членов этих формаций состоят из пород разных классов – алюмосиликатных, карбонатных, хлоридно-сульфатных, железистых и других, находящихся примерно в равных соотношениях. Смешанные формации объединяют глинисто-известняковые, песчанико-известняковые, кремнисто-карбонатные, кремнисто-железистые, глинисто-сульфатные и другие толщи с весьма широким диапазоном изменений в соотношениях пород – главных членов парагенетических ассоциаций. По-видимому, к этой же группе смешанных формаций следует относить осадочно-вулканогенные (терригенно-, кремнисто-, карбонатно-вулканогенные) и другие типы формаций. В результате число различных вполне самостоятельных групп смешанных формаций чрезвычайно велико.

Каждая из групп, составляющих последовательный ряд смешанных формаций, например карбонатно-терригенная, кремнисто-вулканогенная, требует специального исследования, выработки своей классификации, систематики.

Независимо от состава смешанных формаций для них характерны некоторые общие черты. Они накапливаются в условиях периодически меняющейся палеогеографической обстановки, климата или при эпизодических нарушениях нормального хода седиментации, в том числе процессами вулканизма. Смешанные формации обычно имеют сложную генетическую природу. Все смешанные формации обычно циклически-слоистые, от грубо- до тонкослоистых.

Нередко смешанные по составу формации обосабливаются в виде зон взаимопереходов двух смежных формаций разных классов. Известно много примеров, когда терригенная толща вверх по разрезу переходит в карбонатную через толщу переслаивания терригенных и карбонатных пород. Если эта толща переслаивания по своему стратиграфическому объему и мощности равнозначна подстилающей и покрывающей толщам, она заслуживает выделения в качестве самостоятельной формации. Аналогичным образом возникают толщи чередования в зонах сопряжения двух формаций по латерали. Ограничивать в пространстве такого типа «переходные» формации можно только на основе заранее оговоренных правил.

 

ОСАДОЧНЫе ФАЦИи И ФОРМАЦИи

Раздаточный материал к лекции № 10-14

Тема: ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕРМИНА «ФОРМАЦИЯ». ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯТИЯ «ФОРМАЦИЯ»; ПРИНЦИПЫ ГРУППИРОВКИ И КЛАССИФИКАЦИИ ФОРМАЦИЙ

Дата: 2019-02-19, просмотров: 268.