Литология

Генетический и литолого-фациальный анализы

Введение

Любая осадочная горная порода представляет собой закономерную, генетически обусловленную ассоциацию минеральных и (или) органических компонентов. Главные генетические признаки запечатлены в свойствах: цвет – структура – текстура – состав породообразующих компонентов – состав и распределение включений – крепость – пористость – вторичные изменения цвета, состава, структуры или текстуры. Но важнейшая генетическая информация заключается не в признаках отдельной породы, а в парагенетических ассоциациях пород.

Главный методический прием литологического исследования – полевые наблюдения и подробные описания разрезов осадочных комплексов (в обнажениях или кернах буровых скважин). При этом особое внимание должно быть сосредоточено на:

1. 1) детальнейшей послойной характеристике структурных, текстурных, палеонтологических и других признаков условий седиментации и постседиментационных изменений осадков;
2. 2) исследовании временных и пространственных изменений таких признаков;
3. 3) детальном анализе характеров межслоевых границ;
4. 4) воплощении всех этих данных в категориях «литотип», «генетический тип», «фация», «макрофация», «обстановка седиментации», «палеоландшафт»;
5. 5) выявлении и объяснении многоранговой цикличности чередования генетических типов и фаций.

Даже в тех случаях, когда анализируется множество параметров, присущих отдельно взятому образцу горной породы, мы не застрахованы от ошибочных генетических заключений.
Этому есть три основных причины.

1. Конвергенция – сходство свойств пород при разных условиях их происхождения.
2. Искажение генетических признаков постседиментационными изменениями, появление вторичных признаков пород.
3. В прошлом существовали обстановки, которых нет в современную эпоху.

Существуют и субъективные разногласия из-за методических погрешностей генетических анализов. Самая распространенная погрешность: избирается какой-то единственный признак как главный или безусловный. Генетическая принадлежность породы может быть обоснована с определенной долей вероятности. Обоснование должно основываться на системном ранжировании множества признаков, при котором каждому признаку придается определенный «вес».

П – полевые, Л – лабораторные, К – камеральные
++ – решающее значение, + – предварительные или дополнительные сведения.

Первичные признаки пород

Цвет пород

Окраска осадочных пород, как правило, определяется минералогическим составом, в особенности присутствием железистых соединений и органического вещества; некоторое значение имеет также зернистость пород.
По цвету различают:

• сероцветные породы,
• пестроцветные породы,
• красноцветные породы.

Окраска связана с окислительно-восстановительным потенциалом среды осадконакопления:
темно-серый, черный – восстановительная среда; пестроцветность – нейтральная среда (близость окислительно восстановительного барьера); белый, бежевый, красный – окислительная среда.

Структура

Структура – характеристика размеров и формы компонентов, образующих породу. Для обломочных пород структура отражает способ переноса осадка от места образования к месту осаждения.

• Размер обломков – позволяет оценить динамику среды осадконакопления.
• Форма обломков (степень окатанности) – указывает на дальность переноса.
• Сортировка обломков – отражает свойства транспортирующей среды (её вязкость и плотность).

Форма обломков (сферичность, степень окатанности) зависит от:

• первоначальной формы,
• минерально-петрографического состава,
• размера,
• дальности переноса.

Текстура

Текстура характеризует взаимное пространственное расположение структурных элементов породы и их положение по отношению к поверхностям напластования. Она отражает динамику среды осадконакопления.

Массивная текстура

Структурные элементы породы расположены равномерно, хаотично, ориентировка отсутствует.

Интерпретация:
а) равномерное осадконакопление, «частица за частицей»
б) вторичное перемешивание осадка гравитационными процессами либо в результате жизнедеятельности организмов.

Градационная текстура

Постепенная смена крупных структурных элементов породы мелкими вверх от резкого нижнего контакта.

Интерпретация: осаждение частиц из насыщенных взвесей ниже базы волнений.

Слойчатая текстура

Многократное повторение тонких одинаковых слойков, в которых определенным образом упорядочены структурные элементы породы.

Интерпретация: прерывистое осаждение алевро-пелитовых частиц из ненасыщенных взвесей в условиях низкой гидродинамики.

Интерпретация: прерывистое накопление алевритовых и псаммитовых частиц под действием слабых потоков, создающих рябь.

Интерпретация: накопление псаммитовых и псефитовых частиц под действием сильных потоков

Текстуры на межслойковых поверхностях

На кровлях –

Ихнофоссилии (следы жизнедеятельности)

Следы жизнедеятельности - следы ползания, проедания,прикрепления и т.п.

Ориктоценозы

Ориктоценозы - захоронения органических остатков

Ископаемый биоценоз – захоронение органических остатков на месте их обитания в прижизненном или в близком к прижизненному положении.

Танатоценоз – захоронение перемещенных остатков. При этом остатки организмов разрушаются и сортируются по размеру.

Генетический анализ

Генетический анализ – это метод познания генезиса осадочных образований геологического прошлого, то есть расшифровки: а) процессов возникновения исходных осадков, ставших затем горными породами, б) условий и обстановок их накопления (ландшафтных, климатических и др.).

Генетический анализ начинается с выделения генетических типов исследуемых отложений.

Генетический тип отложений –

отложения, образовавшиеся в результате работы определенных геологических агентов (сил гравитации, водных потоков, ветра, льда, биоса и др.)

Выделение генетических типов подготавливается детальными описаниями геологических разрезов с выявлением и систематизацией литотипов.

Литотипы –

отдельные разновидности осадочных пород с одинаковыми либо близкими наборами текстурных, структурных и вещественных признаков.

Часто понятия генетического типа и литотипа отождествляются.

Принципы литолого-фациального анализа

На исходном этапе главной задачей является составление послойных описаний разрезов крупных регионально-стратиграфических единиц — свит или их фрагментов (подсвит, пачек, горизонтов). Послойные описания ни в коем случае не следует сводить только к формальному перечню названий пород.

Затем выделяются и показываются справа от литолого-стратиграфических колонок наиболее характерные литотипы и генетические типы отложений.

Потом анализируются их сочетания и взаимоотношения в вертикальных разрезах и на площади развития одновозрастных горизонтов.

Составляются фациальные профили и карты фаций, на основе которых впоследствии строятся карты (или схемы) палеогеографические.

Факторы, контролирующие характер и распространение фаций

Распространение фаций зависит от большого числа взаимосвязанных контролирующих факторов:

1. процессы осадкообразования,
2. поступление осадочного материала,
3. климат,
4. тектоника,
5. изменения уровня моря,
6. биологическая активность,
7. химия вод,
8. вулканизм.

Выводы

1. Главный методический прием литологического исследования – полевые наблюдения и подробные описания разрезов осадочных комплексов.
2. Окраска осадочных пород, как правило, определяется минералогическим составом, в особенности присутствием железистых соединений и органического вещества.
3. Окраска связана с окислительно-восстановительным потенциалом среды осадконакопления.
4. Структура отражает способ образования породы. Для обломочных пород структура отражает способ переноса осадка от места образования к месту осаждения.
5. Текстура обломочных пород отражает динамику среды осадконакопления.
6. Ископаемый биоценоз – захоронение органических остатков на месте их обитания в прижизненном или в близком к прижизненному положении.
7. Танатоценоз – захоронение перемещенных остатков. При этом остатки организмов разрушаются и сортируются по размеру.
8. Генетический анализ – это метод познания: а) процессов возникновения исходных осадков, б) условий и обстановок их накопления.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы основные причины ошибочных генетических заключений?
2. Как влияет на окраску пород окислительно-восстановителный потенциал среды осадконакопления?
3. Каков основной способ транспортировки в водной среде частиц псефитовой, псаммитовой и алевритовой размерности?
4. Какая транспортирующая среда способствует наилучшей сортировке обломочных частиц, а какая – наихудшей?
5. О каком способе осадконакопления свидетельствует градационная текстура?
6. Какая ихнофация соответствует морской глубоководной обстановке?
7. Что называется генетическим типом отложений?