Полная версия

Главная arrow География arrow Литология

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ПОРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ

Составные части осадочных горных пород, или породные компоненты (ПК), бывают представлены тремя категориями: отдельными минералами, фрагментами минеральных агрегатов и фрагментами ОВ. Учет вещественных составов и морфологических особенностей ПК заложен в основу всех ныне существующих схем петрографических классификаций осадочных пород. Из них большинство именуется в соответствии с названием главного ПК, на долю которого приходится свыше 50% объема вещества породы (например, различия между песчаником известковым и известняком песчанистым условно определяются барьером соотношений между одним и другим компонентами в пропорции 51 : 49). Исключение из этого правила распространяется только на отдельные виды смешанных пород, у которых точная диагностика количественных соотношений между ПК нуждается в трудоемких анализах (к ним относятся: мергели, фосфориты, некоторые железистые, медистые и цеолитовые разности пород).

Исходя из признаков степени однородности состава ПК, осадочные породы подразделяют на категории: 1) однородных, илилш- нокомпонентных (в том числе мономинеральных); 2) олигомиктовых — с явным преобладанием единого ПК над прочими примесями; 3) по- ликомпонентных (полимыктовых) разностей. Граница первых с остальными обычно проводится по количеству единого ПК от 90% и выше, а вторых — от 60 (иногда 50%) до 90%.

При этом следует иметь в виду, что абсолютно монокомпо- нентных пород в природе, по-видимому, не бывает, так как практически у каждого однообразного по своему составу литотипа всегда находится (хотя бы в ничтожных количествах) примесь инородных веществ. Тем не менее относительная «чистота» состава наблюдаемой породы сама по себе служит важным признаком, нуждающимся в генетическом объяснении. Монокомпонентность осадка — явное следствие завершенности процессов осадочной дифференциации вещества, на которую, как известно, влияют вполне определенные климатические и ландшафтно-тектонические факторы. Так, например, мономинеральность (кварцевый состав) обломочных отложений обусловливается в первую очередь сочетанием гумидного тропического или субтропического климата с «вялыми» темпами конседиментационного тектонического режима в питающих провинциях седиментационного бассейна. Это обстоятельство объяснил и доказал в своих трудах Н.М. Страхов. Именно в таких условиях нестойкие ПК активно разрушались в периоды мобилизации вещества и его транспортировки, и при диагенезе осадка. При этом сохранившиеся в осадке самые стойкие к химическим и физическим воздействиям ПК (в нашем примере — кварц), несмотря на кажущуюся их одинаковость, в действительности сохраняют на своем кристаллохимическом уровне типоморфные признаки различия в зависимости от составов тех исходных пород, из которых минералы были исторгнуты.

Породные компоненты из поликомпонентных пород информативны в еще большей мере относительно составов субстрата питающей провинции, степени расчлененности ее палеорельефа и интенсивности темпов седиментации в палеобассейне.

Однако не только главные, но и количественно второстепенные ПК чрезвычайно важны для генетического анализа. Примеси, которые существенно отличны от породообразующих ПК, традиционно именуются включениями в породе. Включения принадлежат к числу особо ценных объектов для генетической интерпретации пород, будучи даже более информативными, чем породообразующие компоненты. В качестве очевидного подтверждения вышесказанному можно сослаться на общепризнанную роль биоморфных включений: скелетных остатков животных, фрагментов обугленной флоры и других внутри пород самого разного состава. Не меньший интерес представляют также включения хемогенных минеральных агрегатов (в форме конкреционных стяжений либо рассеянных в породе тонкодисперсных примесей) и чужеродных обломков различных пород (например, глыб и галек в тиллитовых глинах).

Обратимся теперь к конкретным признакам генетической принадлежности ПК и к их типизации согласно схеме, которая, на наш взгляд, наиболее проста и удобна для практического использования. Принцип ее построения сводится к следующему.

Прежде всего каждый и любой ПК вне зависимости от своего вещественного состава может быть причислен только к одной из двух «антагонистических» категорий: I — аллотигенных или II — аутигенных образований (соответственно, привнесенных извне или местных). В составе каждой из них выделяются более дробные таксоны согласно конкретным механизмам (способам) возникновения ПК. О каждом из таких способов свидетельствуют (иногда явно, а иногда и менее отчетливо) вещественно-морфологические признаки изучаемого ПК. Последние отчасти доступны визуальному наблюдению, но в большинстве своем раскрываются с помощью оптических, а иногда также и электронно-микроскопических наблюдений (рис. 5.1). Рассмотрим это подробнее.

I. Аллотигенные ПК, т.е. возникшие до времени формирования содержащей их породы и привнесенные к месту ее рождения откуда- то извне, включают в свой состав 5 классов: 1-й — терригенные; 2-й — эдафогенные; 3-й — вулканогенные; 4-й — биогенные; 5-й — космогенные.

Представители 1-го и 2-го классов именуются в литературе как обломочные, или кластические ПК; 3-го — иногда как вулканогеннообломочные, или вулканокластические (пирокластические); 4-го — как органогенно-обломочные, или детритовые ПК. Представители 5-го класса встречаются в породах чрезвычайно редко (в основном в составе глубоководных океанских глин, накапливающихся столь медленными темпами, что на относительное содержание в них примесей космогенных частиц приходится большее число долей процентов, нежели во всех остальных отложениях); они здесь не рассматриваются. Остальные классы ПК и их признаки характеризуются далее.

1. Терригенные компоненты (от лат. terra — земля) представляют собой продукты гипергенного разрушения самых разных пород, привнесенные в седиментационный бассейн из соседней либо отдаленной эродируемой суши (из так называемой «питающей провинции» бассейна). Эти ПК принадлежат к числу самых распространенных в природе.

Признаки: прежде всего, автономность формы (рис. 5.2) каждого индивидуального ПК, без всякой зависимости от его соседей — полное отсутствие конформности (конечно же, только для тех случаев, когда порода не претерпела сильного постседиментационного уплотнения, а также химического корродирования или регенерирования своих компонентов).

Контуры ПК отчетливы. Они характеризуются разными степенями угловатости либо сферичности, изометричности либо удлиненности. В соответствии с ними литологи подразделяют такие ПК на угловатые или неокатанные виды, слабо окатанные, полуока-

Электронно-микроскопические снимки биоморфной структуры писчего мела с увеличением около 15 000 раз

Рис. 5.1. Электронно-микроскопические снимки биоморфной структуры писчего мела с увеличением около 15 000 раз.

Отчетливо видны биоморфные компоненты (/) (панцири кокколитофорид), а также отдельные кристаллы аутигенного кальцита (б)

Сочетание обломочных компонентов окатанной и полуокатанной формы — кварца

Рис. 5.2. Сочетание обломочных компонентов окатанной и полуокатанной формы — кварца (Qz) и плагиоклаза (Р1) с кристаллически-зернистым агрегатом цементирующего их аутогенного кальцита (Са) в мелко-среднезернистом песчанике Черным цветом отмечены не заполненные кальцитом поры. Зарисовка шлифа

тайные, окатанные и хорошо окатанные, а каждый из перечисленных видов бывает представлен либо относительно изометричными, либо удлиненными разновидностями. Генетический смысл данных признаков очевиден: это прежде всего показатели, важные дли оценок дальности транспортировки, а также одноразовости либо многократности переотложения терригенного вещества. Состав упомянутых ПК может быть мономинеральным (кварц, различные силикаты) либо минерально-агрегатным (фрагменты магматических, метаморфических или осадочных пород с присущими им структурами). Относительно важности его оценок применительно к палеогеографическим и палеотектоническим заключениям говорилось ранее.

2. Эдафогенные компоненты представляют собой продукты разрушения и переотложения осадков и пород дна водного бассейна — того самого, в котором они затем накопились. По способу формирования эти ПК также относятся к категории механогенных (обломочных) накоплений, однако источники вещества у них принципиально разные. В данном случае разрушение донных отложений может быть вызвано процессами гальмиролиза, а перемещение остаточного вещества обусловливается либо воздействием сил гравитации на крутых склонах подводных уступов, либо работой придонных течений (в том числе и турбидных потоков). Кроме того, к эдафогенным ПК может относиться также изначально терригенный материал шельфовых осадков, переотложенный впоследствии высокоплотностными потоками в тальвегах глубоководных каньонов.

Признаки первой из упомянутых разновидностей эдафо- генных ПК: своеобразные их формы наподобие «пластилиновых слепков» или «мягких окатышей», свидетельствующие об отрыве от дна фрагментов не полностью затвердевшего ила. Это так называемые интракласты глинистого, алеврито-глинистого или известкового состава. Сюда же можно причислить окатанные глобули глауконитового состава (без остатков трещинок синерезиса) и фосфатных желваков.

3. Вулканогенные компоненты представляют собой частицы пепла (витрокласты, кристалле- или литокласты), лапилли, бомбы и другие продукты извержений, осуществлявшихся вне территории седиментации.

Признаки этих ПК очень важно сравнить с таковыми у терри- генных ПК, с тем чтобы уметь отличать обломки более древних вулканогенных пород, которые могли привноситься в бассейн из эродируемой суши (так называемый вулканомиктовый материал), от продуктов вулканизма, синхронного осадкообразованию. Задача эта не из простых и вопреки кажущейся ясности критериев решается не всегда однозначно. Так, например, хорошо известно, что одним из непременных признаков пирокластических частиц служит угловатость их формы, отсутствие признаков окатанности.

Применительно к частицам вулканического стекла (витрокла- стам) этот признак «работает» хорошо; благодаря характерной вогнутости граней, серповидности, клиновидности или каплевидности они опознаются даже там, где стекло замещено вторичными продуктами (глинистым, кремневым, карбонатным или цеолитовым агрегатом). Однако если иметь дело с кристаллами и литокластами, то по одной лишь их форме решить вопрос о принадлежности к синхронным продуктам извержения нельзя: ведь и терригенный материал из некоторых генетических типов отложений (пролювия, делювия и др.) может быть угловатым и совершенно неокатанным. Обязательность наличия «свежего» вулканического стекла в составе основной массы литокластов — тоже недостаточный признак, так как вулканическое стекло, как крайне нестойкий к термальному и водному воздействию продукт, на стадии катагенеза интенсивно «девитрифицируется».

Однако есть один надежный признак принадлежности кристаллов и литокластов к вулканогенному классу ПК: это однообразие их состава. Кратковременный импульс вулканизма поставляет практически одинаковые фрагменты застывшей лавы или кристаллокласты 2—3 минералов с совершенно одинаковыми типоморфными признаками. В случаях же терригенности мы будем наблюдать гораздо более поликомпонентные смеси.

Выше перечислялись только самые очевидные признаки. Подробнее о данной проблеме см. в методическом учебном пособии В.Т. Фролова (1964).

4. Биогенные ПК представлены переотложенным скелетно-рако- винным детритом или перемещенными в осадки водоема фрагментами наземной растительности (аттритом).

Признаки этих ПК опознаются главным образом по оскольчатой (не цельноскелетной) или неправильной — «обрывчатой» (применительно к фрагментам флоры) форме их контуров.

II. Аутигенные ПК, т.е. образованные на месте их нахождения (in situ), объединяют 4 класса: 1-й — хемогенные; 2-й — вулканогенные; 3-й — биохемогенные; 4-й — биогенные.

1. Хемогенные ПК формируются химическими процессами множеством способов и на разных стадиях седименто- и литогенеза (см. рис. 4.2—4.5).

Во временном (стадиальном) аспекте эти образования могли быть: сингенетическими (т.е. возникшими на стадии накопления осадка) и эпигенетическими, подразделяемыми, в свою очередь, на диагенетические (ранне- и позднедиагенетические), катагенети- ческие (ранне- и позднекатагенетические), метагенетические (или метаморфогенные), регрессивно-эпигенетические, гипергенные (включая гальмиролитические).

Признаки сингенетичности характеризуются, в отличие от кластических ПК, взаимозависимостью форм у контактирующих минеральных частиц (см. рис. 5.2). Такие частицы внутри породы выглядят как будто «припаянными» друг к другу, имея обычно неровные контуры границ сочленения. Это следствие одновременности их возникновения (путем кристаллизации из ионного раствора либо вследствие твердофазной перекристаллизации аморфного вещества), когда каждый из компонентов препятствовал развитию совершенной кристаллической формы у своих соседей и сам подвергался такому же их влиянию. О других признаках см. в подразд. 4.1.

2—4. Биогенные и вулканогенные КП относятся к группе аути- генных в том случае, когда доказывается их безусловно местное зарождение.

Обращаясь к признакам компонентного состава пород, надо не упускать из вида вероятности разновозрастности их. В данном случае сообщества компонентов, единовременно вошедшие в состав рассматриваемой породы (т.е. возникшие на одинаковой подстадии седименто- или литогенеза) образуют единую парагенетическую ассоциацию. Породе могут быть присущи одна или (чаще всего) несколько таких ассоциаций. Если установить относительно-возрастные соотношения между ними и обосновать способы их формирования, то можно оправданно считать, что тем самым задача генетического анализа предрешена наполовину, потому что первичные (генетические) признаки надо извлекать только из безусловно седиментогенных ПК. Ошибочное отнесение прочих ПК к продуктам седиментогенной стадии неминуемо повлечет за собой ошибочные заключения относительно палеогеографических условий седиментации. Отсюда следует, что генетический анализ осадочных компонентов необходимо осуществлять в единстве со стадиальным анализом. Сущность его сводится к выявлению с помощью визуальных, оптических (Наумов, 1989) и электронно-микроскопических наблюдений признаков последовательности (этапности) формирования, изменения или разрушения породных компонентов. Задача эта ответственнейшая, ибо от ее решения зависит, как назвать породу, к какому ее классу и виду отнести и как оценить ее генезис, хотя последний устанавливается на ином уровне — генотипов и фаций (описанных в книгах Г.Ф. Крашенинникова, П.П. Тимофеева, В.Т. Фролова). А оценка компонентного состава породы — это первый шаг, который может повести либо по ложному, либо по верному пути.

Для генетического анализа осадочных образований (см. подразд. 14.2) очень важно уметь предварительно разграничить все ПК на аллотигенные и аутогенные категории, а последние ранжировать в порядке их возникновения друг за другом (см. гл. 15). Изучая аутогенные ПК, литолог сможет извлечь информацию о ландшафтно-климатических условиях осадкообразования и pH—Eh обстановках, которые были свойственны этой стадии и последующим стадиям диагенеза и катагенеза осадочной горной породы. А изучая аллотигенные ее ПК, можно получить информацию, во-первых, о ландшафтно-климатических обстановках территорий мобилизации осадочных веществ (питающих провинций СБ) и, во-вторых, о динамике седиментогенных процессов (примеры см. в подразд. 6.2 и 6.3). Кроме того, информация о качественных свойствах разнотипных ПК и о их количественных сочетаниях в изучаемых породах, составляет ту базу, на которой разрабатываются принципы их классификации. Их мы рассмотрим в следующем разделе.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>