CC BY
36
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Богоявленская О.В. К познанию природы рола Amphipora (Stromatoporala) // Проблематики позднего докембрия и палеозоя. М.: Наука, 1985. С. 62-69.
2. Богоявленская О.В. Амфипоровыс сообщества (Stromatoporala) как пример палеосукцессии Уральского палсобассейна в среднем палеозое // Материалы II Мсжлунар. симп. "Эволюция жизни на Земле". Томск. 2001. С. 47-49.
3. Богоявленская О.В., Дяньшина Н.В. Новые девонские субцилиндрические строматопораты I/ Палеонтол. ж.. 1984. X» 3. С. 15-25.
4. Богоявленская О.В., Даньшина Н.В., Федоров М.В. Опыт изучения амфипоровых сообществ (Stromatoporala) в силуре-девоне Урала и Волгоградского Поволжья // Теория и опыт чкостратиг рафии. Таллинн: Валгус, 1986. С. 201-206.
5. Макаренко С.Н. Палеоэкология строматопорат и их роль в образовании органогенных построек палеозоя в Западно-Сибирском палеобассейне Н Материалы II Мсждунар. симп. "Эволюция жизни на Земле". Томск, 2001. С. 184-189.
6. Преображенский Б.В. Современные рифы. М.: Наука, 1986. 243 с.
7. Lecompte М. Siromatoporoidea //T-eatise on Inverdebrate Paleontology, 1957. P. F. P. 107-144.
УДК 552.5:56(113.4) (470.5)
О.Э. По1 ромская
ЛИТОБИОМИКРОФАЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД
Вся геология построена на изучении различных событий и их последствий н истории Земли как эволюционирующего геологического тела. Объектами геологии, в особенности прикладной, являются результирующие продукты воздействия различных геологических процессов на окружающую среду.
В данной статье мы рассматриваем такой геологический процесс, как осадконаконление, результатом которого являются, соответственно, осадочные породы. Исследование данного процесса позволяет нам восстановить древние ландшафты: прэгибы и поднятия, скорость прогибания и воздымания земной поверхности, направленность тектонических процессов, области размыва и тому подобное. Полученные сведения лают возможность определить локализацию потенциальных полезных ископаемых.
Исследование осадконакоплсния начинается с изучения продуктов этого процесса, то есть осадочных пород, в нашем случае - карбонатных отложений. Осадочные породы, так же. как и любой объект обладают рядом признаков, позволяющих отличать один объект от другого. Комплекс литологических. петрографических и палеонтологических особенностей осадочных пород объединён под названием "фация отложений", а метод изучения данного комплекса признаков носит название "фациального анализа".
Понятие "фация" впервые было использовано Грессли [1838], но наибольшее развитие учение о фациях получило сравнительно недавно, благодаря всё большему использованию в геологических изысканиях палеогеографического метода.
Гак как любой физический объект является бесконечным по своей структуре, то есть является совокупностью более мелких объектов, так и фация, ь зависимости от детализации исследований, может включать множество микрофаций, что отвечает определению Флюгеля [7). Микрофации выделяются в результате применения микроскопического метода при исследовании фации. Микрофация характеризует менее значительные седиментологические события, нежели фация, что позволяет с большей точностью дать определения геологическим событиям ссдимснтогснеза в том или ином участке бассейна. Микрофации являются составными частями, из которых складывается общая мозаика фаций. Методический подход Флюгеля значительно повышает возможности получения информации об условиях образования осадка, как и качество этой информации. Этот исследователь в значительной мерс использсвал при характеристике микрофаций палеонтологическую составляющую породы, что я&1яется вполне закономерным действием в
отношении карбонатных осадков, однако палеонтологическая информация все-таки не получила должного отражения при классифицировании карбонатных пород. Большинство исследователей понимают микрофацию как наименьшую по объему и площади часть седиментационного слоя или нсслоистого карбонатного тела, которое отличается от окружающего пространства литологическими признаками.
Карбонатные породы в основном являются результатом деятельности животных и растительных организмов. Создавая свой жесткий наружный скелет, они переводят в связанное состояние огромное количество карбоната кальция. Этот процесс, результаты которого имеют общепланетарное значение, осуществлялся и осуществляется разнообразными сообществами организмов, которые можно свести в ископаемом осадке к большой серии первичных шлеобиоценозов. продуцирующих ископаемый осадок. Органическая и неорганическая составляющие осадка могут быть объед*нсны под собирательным названием "литобисмикрофация" сЛБМ). Литобиомикрофация - наименьшая по объему и площади, целесообразно выделяемая часть седиментационного слоя или неслоистого карбонатного тела, которая отличается от окружающего пространства литологическими и палеонтологическими признаками. ЛБМ должна ею ючать в свое гование оба признака; палеонтологический индикатор выбираем по преобладающим организмам ни их ассоциациям. Число первичных ЛБМ многократно увеличивается за счет воздействия мзличных разрушающих факторов биотопа - волн, течений, осушения и размыва, разномасштабного этложения. При этом одни из первичных ЛБМ могут преобразоваться в карбонатный ил с »й значительной части биологической информации, другие, созданные организмами с жестким :ом, с течением времени практически не изменяются. Между этими крайними ЛБМ существуют шеленные промежуточные стадии преобразования первичных ЛБМ.
Важно заметить, что карбонатный осадок, в силу его очень быстрой в геологическом смысле ткации. сохраняет почти весь объем информации о составе биоценоза, по крайней мере, его отроду пирующей части. Следовательно, карбонатные породы, в отличие от терригенных. »ют в себе практически все биологические признаки фаций, что и позволяет ввести гологичсские данные в число классификационных элементов микрофаций, другими словами, мирить это понятие до уровня литобиэмикрофаций.
При всеобщем признании огромной роли организмов в формировании карбонатных пород в классификациях - зарубежных и отечественных - все многообразие типов пытались свести к югнм гранулометрическим классам. Определенная лань организмам отдавалась и ведением класса генных пород, отражающего наличие органогенных построек разного ранга. Среди »разных карбонатных обломочныл пород значение организмов индексировалось различными »ками типа "био-", "поли-" и так далее. В своей работе [I] этот недостаток мы попытались ги к минимуму за счет насыщении одной из традиционных классификаций карбонатных порол | аа.аеонтологической составляющей. В результате этой операции многократно увеличивается ?мация как о породе, что имеет немаловажное значение при детальной корреляции разрезов, так [■ об человиях ее образования.
Карбонатные породы весьма разнообразны по вещественному составу, структуре и вождению, вследствие чего среди них выделяется много типов пород и разновидностей.
ауст несколько классификаций карбонатных пород, основанных на различных подходах к нию осадков. Мри построении классификационных схем и разработке терминологии на первый выдвигаются различные свойства осадочных карбонатных пород, которые теми или иными ателями считаются важнейшими и используются при построении классификаций. Первой ко применяемой классификацией в нашей стране была классификация Л.В. Пустовалова (3).
Самой удобной и потому наиболее используемой отечественной классификацией является скксификация И.В. Хворовой [4].
Эта классификация оснооопа па выделении различных типов пород в эяимсимости от
г арии I ....... осадочного материала, то есть является генетической (рис. I) Гуодстйо
«.тарификации И.В. Хворовой с классификациями других отечественных авторов состоит в •чтминологии. в которой не учитывается определение типа цемента (2).
Для выделения и классифицирования литобиомикрофаций нами определена как наиболее | система Данхэма |5) (рис. 2) с дополнениями Эмбри и Кловена [6]. В свете расширяющегося
кдничества между российскими и зарубежными геологами актуальной остается проблема ?тки единой геологической терминологии, понятной как иностранным, так и отечественным ¿аеиизлистам, поэтому термины классификации Данхэма мы поясняем номенклату рой, используемой
И В. Хворовой. В основу классификации положен литолого-морфологический принцип, т. е.: 1) производилась сортировка по количеству зерен в породе (менее 10 %. более 10 %. более 20 %). 2) сортировка по размерам зёрен (более или менее 2 мм); 3) сортировка по типу цемента, его объему и по соотношению в породе между различными типами цемента (спарит, микрит); 4) оКх>р по органическим остаткам в зависимости от морфологии организмов и их твёрдых скелетов, а также механизма связывания осадка.
обломочные поро1Ы
криптогенные породы
органогенные породы
Рис. I. Классификация карбонатных пород И.В. Хворовой
Данхэмом выделены: I) класс пород, в которых основу составляет известковый или доломитовый ил. а частицы крупнее 0,02 мм в нем рассеянны; 2) класс пород, в которых частицы крупнее 0.02 мм многочисленны и при отложении находились в контакте друг с другом.
Первый класс порол подрачлолпвтея на две группы: мадстоун с содержанием менее 10 % зерен и вакстоун. который содержит более 10 % зерен, но они не столь обильны, чтобы поддерживать друг друга. Мадстоун и вакстоун классификации Данх:»ма соответствуют шламовым и микрозернистым известнякам н классификации И.В. Хворовой.
Во втором классе выделяются группа пакстоунов и грсйистоунов. Породы, относящиеся к группе пакстоунов. содержат более 20 % зерен и некоторое количество ила. и группе I рейнстоунов, количество зерен и породах примерно такси: же. как и в группе пакстоунов. Отличие состоит в том, что известняки этой |руппы не содержат нла. Выше названные группы известняков в классификации Данхчма соответствуют известняковым песчаникам и мелкообломочным известнякам ь классификации, предложенной Хворовой.
Термины флоутстоун и рудстоун были введены Эмбрн и Кловеном в связи с исследованием рифовых известняков. Рудстоун - грубообломочная порода, содержащая более 10 % зерен крупнее 2 мм. частицы рудстоуна соприкасаются друг с другом. Цементом данной породы является спарит. Группа рудстоуиов вмещает н себя известняковые конгломераты, гравелиты и крупнообломочные извесшяки. выделяемые И В. Хворовой. Флоутстоун • грубообломочная порода, содержащая более 10 % зерен крупнее 2 мм. частицы флоутстоуна "плавают" в микритс, не соприкасаясь, друг с другом. Цементом данной породы является микрит. Данный класс пород частично соответствует брекчиям в классификации И.В. Хпоровой.
Рис. 2. Классификация карбонатных город Данхэма с добавлениями Эмбри и Кловека: I крна "плавают" и матриксс; 2 - «рна опираются друг на друга: 3 биогенные породы
Рифовые породы первичного биогенного происхождения Данхэм поместил в отдельный класс лидстоунов. Данный класс известняков был разделен Эмбри и Кловсном на три группы: легоун. байндстоун и фреймстоун. Баффлстоун - известняк, состоящий из органических остатков стсблевидной формы. Баффлстоуны образуются в условиях спокойной волы между [растущими ветвями кораллов, мшанок или 1убок. К баффлетоунам могут быть отнесены фитогенные, иные и фитозоогениые известняки, выделяемые в классификации N.13. Хворовой. Байндстоун -до, состоящая из пластинчатых или таблитчатых организмов, которые скрепляют и покрывают ичные компоненты осадка. К организмам такой морфологии относятся некоторые е-одоросли, пленные фораминиферы. пластинчатые строматопороидеи. Байндстоун также может тавляться с "зоогенными", "фитогенными", "фитозоогенными" известняками в классификации В. Хворовой. Фреймстоун - порода, в которой массивные формы окамснслостей образуют жесткую трехмерную постройку. Например, образователями фрсймстоунов можно считать кораллы. Данный (.ШС пород соответствует зоогенным породам в классификации Хворовой.
Номенклатура классификации Данхэма удобна, так как она отражает морфологию породы с одной стороны, определимую с первого взгляда, с другой, - вмещает в себя важные структурные признаки, такие, как: зёрна, цемент и их отношения. Синтез генетических и структурных данных, гиимно дополняющих друг друга, делает систематизацию пород наиболее объективной, а «осстановлснис седиментолог ической среды - наиболее достоверным. Практика показала, что оассификация Данхэма является весьма удобной и легко запоминающейся, чему способствует простота и выдержанность ее строения. При помощи номенклатуры, предложенной Данхэмом. породы можно идентифицировать уже в полевых условиях с помощью лупы. Кроме того, эта система, в которой уделено внимание структуре пород и содержанию матрикса, позволяет отличать
породы, возникшие в различных по своей гидродинамике обстаионках Гак. например, извесгнвкн с 1ЛИННС1ЫМ матриксом и с цементом базального типа могут указывать на их отложение р низкознергстичной обстановке. Нппротнв. породы со структурой соприкасания, не содержащие магрикса. заставляют предполагать, что они осаждались в высоко.знергегической обстановке, в которой не могло сохраниться илистого материала. Выше перечисленные причины являются предпосылками для обозначения классификации карбонатных пород Данхэма (с дополнениями )мбри и Клонен) как приоритетной для лабораторных и полевых исследований.
К' недостаткам классификации Данхэма можно отнести отсутствие в ее подразделениях термина xi» выделение "ракушечников" Эти породы нельзя отнести пи к одной ИЗ групп порол, выделяемых Данхлмом. Гак. мадстоум является известковым или доломитовым илом; породы ряда пакстоун рудстоун являются обломочными: а породы ряда баундстоун - рифообразукнЦимн. Мы Предлагаем использовать термин "когенит" в дополнение к остальным наименованиям, предложенным Данчзмом. Данным термином буду» обозначаться автохтонные породы. образованные целыми раковинами таких организмов, как брахиогюлы. остра коды и т. п. Аллохтонные ракушечники мы предлагаем называть аллах гонным ко ген игом
Выделение литобиомикрофаннй при наших исследованиях основывалось па количественном соотношении различных органических остатков а шлифе, в результате него определялись .■доминирующие группы (одна или дне), но которым и давалось определение породы, например криноидный грейнстоун. форами-шферо-водоросдевый пакстоун и г. п. Полученные данные наносились затем на колонку, что позволяло выявлять общую динамику сели мен югенеза и вариации и распределении типов карбонатных пород, как и в распределении организмов.
ЛиюбиомиКрофацнальный анализ мы опробовали на карбонатных отложениях верхнего девона Среднего и Южною Урала Материалы по западному склону Урала происходят из серии разрезов Кыновско-Чусовекого (КЧП) и Каратауского (КГ1) поднятии и разделяющих их депрессий
lia восточном склоне были также изучены террнгенные образования зилпирекой серии, в состав которой входят проело»« и пачки кврбонатных пород. Произведенный анализ литобиомикрофаннй аерхиедевонеких карбонатных пород западно! о склона Урала позволил сделпть следующие выводы:
I В разрезах лепрессиоииого типа установлены следующие типы карбонатных пород автохтонные чикрмты и биокластическне и бноклаетово-педоидные взкетоуны и паке toyпы с комплексом I дубокпподных органи мои.
2. На склонах поднятий формировались водорослевые н брахиоподово-вадороелепые рифы Для разрезов бортового гииа. характерны, стромаголнтовые и водорослевые байндегоуны (рис. 3.6«. биокластово-нптракластнческне и Сиокласзнчсские грейнстоуны (рис. 3. в) и рудстоуны (рис. 5, i» Органические со4>бщества разрезов данного пша отличаются богатством it разнообразием форм, и.ч неравномерным распределением, абсолютным преобладанием мелководных форм организмов: емне-1едсиы\. зеленых водорослей, строматолитов В породах содержится значительное количеств' иелоидов (рис. Ï. а), интракластов. онколитов и оолнтов. Оеадконакопление разрезов бортовою пни осуществлялось. » пределах фотмческой юны с активной динамикой вод.
3. Породы разрезов сводового типа, расположенные в центральных частях поднятий представлены биоклае^опо-строматопоровыми, амфипоровыми и интракластнческнмн руд стоунам« (рис. п) и !рейнстоуидмн (рис. 3, с), вакстоуиами. Породообразующими организмами дл» отложений рассматриваемого типа ¡являются амфипоры и етромаггопоры, помимо которых большее иычение имеют еинсчслСные иоде росли, кораллы. В породах р&Зрет сводовой части поднятий s большом количестве присутствуют ннтракласты. педоиды
Разностороннее исследование карбонатных пород, п частности органогенных построек, имег большое прикладное значение, »ак как с ними связан ряд очень важных н промышпеииом отиошеим* полезных ископаемых нефть, rai. бокситы, фосфоржы, марганцевые руды. пресные воды и те* далее. Методика выделения и изучения .ПБМ керхиелсконеких карбон»тных пород занидною ск.441«. Урала может иметь большое значение для определения происхождения первичной пористости . проницаемости, что зависит, прежде всею, от условий образования осадка, состава и способ* захоронения различных органических остатков, то есть определяется в первую очередь типом ЛБМ :)тм же исследования позволяют устанавливать в однообразной толще карбонатных пор.-, кратковременные, не датируемые бностратиграфически перерывы и размывы, наличие которчл существенным образом влияет накаллектирские свойства пород.
Рис. 3. Литобиомикрофации верхнего девона западного склона Урала:
не.ншлиым гройсшуи: « арочанмшонмИ (¡аИнлсюун: п - иигракяосгичоскнй 1 р\:иси»\ и. I рш- г к.*!«! рул?гцун; р| амфинпрпимй р) лепту!к с - С1 поматолиговый I рейпшоуи
На примере верхнедевонских образований усыновлены закономерности пространственного и ■мамого распространения литобиом-ткрофаций. их разнообразие, произведена типизация. Внвн. с--- пространственные и временные соотношения, выполнено сравнение литобиомикрофации ■нЬвтиых порол восточного и западного склонов Урала.
I 8 добавление к личной коллекции автора шлифы были предоставлены член-корреспондентом ■И Ччвзшовым Б.И.. доктором гсолого-минералогичсских наук Ивановым К С. и со1 рудниками ■виггеоого-стратиграфической партии ОАО УГСЭ - главным геологом Кучевой Н.А. и
нлчнльником палеонтологического отряда Степановой Т.И Веем названным коллегам автир выражает благодарность за предоставленный материал.
Исследования проводились при поддержке РФФИ (грант 02-05-96432) и программы "Ведущие научные школы", фант НШ-85.2003.5
библиографичрхжий список
I Пнлоеоиа О.'З. Сравнительная характеристика классификаций карбонатныч порол // Тезисы докладов третьего Уральского диалогическою совещания. Ккатсринбург, 1998. С. 72-75.
2. Погромския О.'З. Лигобиомикрофации карбонатных пород верхнего девона Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: И1Т УрО РАН. 2002.282 с.
3. Пустовалов Л.В. Петрография осидочных пород. В 2 т. М.: Л.: Гостоптехиздат, 1940. 7. 2.
420 с.
4. Xворона И.В. Аглае карбонатных пород среднего и верхнего карбона Русской платформы М.: АН СССР. I9S8 170 с
5. Dunham RJ. Classification of carhonnte rocks according to dcpositional texture/Classification of Carbonate Kocks. (ed. by W.E. Ham) / Mem. Amer Assoc. Petrol Gcol.. 1962. P. 108-121 -
6 Embry A.F., Klovun .I.E. A late Devonian reef traction north-eastern Banks Island. Northwest rerritorics n Bull. Can Petrol. Geol.. 1971. V. 19, P, 730-781
7. Filled C. Micro facie* analysis of limestones. Berlin-Heidelbcrg-NewYoik. <Springer-Verlag), 1982 633 p.
УДК 551.3.051
Н.П. Алексеем
К ВОПРОСУ О СК'ОРОСТИ ТЕРРИГ ЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ НА КОН ТИНЕНТАЛЬНОМ БЛОКЕ
Скорость является одной из важнейших характеристик любого прицесси, и юм числе и геологическою. Важнейшей обобщающей сводкой в области скорости геологических процессов является работа (2|. имеющая одновременно и характер справочника Наиболее детально вопросы, связанные с изучением скорости осадкоиыкотепия. рассмотрены С.И. Романовским |5. 6J. Не преследуя целью охват проблемы в целом, изложим лишь некоторые соображения, базирующиеся на наших многолетних исследованиях сероиветных террнгенных (угленосных) тситш. преимущественно юрского возраста.
В качестве исходного положения нами принимается наблюдаемое существенное различие в скоростях современного и древнего осадконакоплення. Для первого (континентальные осадки) наиболее характерны величины, измеряемые от нескольких сотен н (в основном) до первых тысяч Г> (1Б = I бубной - I м/млн лет = I мм/гыс, лет) |2]. Скорости же древнею осадконккопления. оцениваемые соотношением мощностей конкретных осадочных толш и геологическим временем их образования, изменяются обычно в пределах 5-50 Б. Скорости более 100 Б уже характеризуют сверхбыструю, .шинную (по А.П. Лисицыну) седиментацию и присуши только ограниченным областям с особым механизмом освлконакоплення. Такое различие на уровне примерно двух порядков {н \0:. где // изменяется в достаточно широком диапазоне, но в основном имеет значение 0,5-2) ccreciвенным обратом приводит к признанию наличия и высокой значимости перерыт*, п осшаконпкоплснми. Классическая схема исадчиникоиления, объясняющая ОбИЛИС ¿крыУых перерывок тш днветсм (ip. dinsitms) дана Дж. Баррелом (/917). На принципиальное значение перерывов при рассмотрении истории геологического развит» любого региона, в частности, указано Д.В. Налнв-киным (197<1) С общих позиций явления перерывов в разрезе, включая выпадающие из стратиграфической последовательности интервалы - гиатусы (лат. hiatus) - рассмотрены К. Данбаром и Дж. Роджерсом (1962). В крайнем случае ипъектнвного ссдичгентогснеза все это может принести к такому "ееднмеитшюгичеокому парадоксу", когда "...нем иннттъ сложенная турбидитамн. образовалась в течение перерыва в осадконакоплении" [6j, поскольку время "чистой*1 ссдмменгации
