Контрольные вопросы и задания

• 1. Расскажите о современной точке зрения на происхождение геосинклиналей.
• 2. Назовите этапы развития геосинклиналей и охарактеризуйте их.
• 3. Какие геосинклинальные фации выделил М. Бертран?
• 4. Дайте определение термину «доорогенные фации».
• 5. Дайте определение термину «дофлишевые фации».
• 6. Что такое флиш?
• 7. Что такое моласса?

ФАЦИИ И ФОРМАЦИИ

Фации

Понятие «фация» применяется с тех пор, как геологи, инженеры и горняки поняли, что отличительные особенности пород можно использовать для корреляции и прогнозирования месторождений угля, нефти или минеральных руд. Термин «фация», введенный А. Грессли, стал предметом ожесточенных споров.

Индивидуальность, обособленность фации, ее внутренняя организация определяются специфическим для данного определенного участка и относительно стабильным комплексом условий (температура, соленость, глубина, динамика и т.д.), обусловливающим единство обстановки.

Под фациями понимают осадки, отложенные на определенной площади в одних и тех же условиях, отличных от тех, которые господствовали в соседних районах [35, с. 368].

Исходя из рассмотрения генетических типов осадков в океанах, морях, реках и озерах устанавливается определенная закономерность их распределения в зависимости от физико-географических условий — рельефа дна водоемов, подвижности и температуры воды, степени удаленности от континента, характера распределения различных организмов и др.

В одно и то же время в разных условиях формируются различные по генезису и составу типы осадков. Например, в пределах области шельфа гумидных областей при значительном поступлении осадочного материала с континента будут откладываться преимущественно терригенные осадки. В то же время в тропических зонах при незначительном поступлении терригенного материала в мелководной области шельфа развиваются коралловые рифы. Одновременно в абиссальной части океана, удаленной от берега, могут накапливаться органогенные (планктогенные) и полигенные осадки. Приведенные данные указывают на то, что существует тесная и многосторонняя связь осадкообразования со средой [47, с. 23].

Геология имеет дело с вещественным выражением этих обстановок в виде относительно однородных и устойчивых в пределах тех или иных объемов свойств отложений — их состава, структуры, текстуры, цвета, комплекса органических остатков и т.д., которые в совокупности составляют внутренние свойства фации как геологического тела.

Распространение фаций и их изменения зависят от большого числа взаимосвязанных контролирующих факторов, таких как:

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

Относительная роль каждого из этих факторов в разных фациальных обстановках различна. Универсальным являются два фактора — климат и тектоника. Климат имеет решающее значение для континентальных и мелководных морских фаций. Его влияние на глубоководные морские бассейны нельзя назвать непосредственным. Тектонический фактор очень важен в континентальных и глубоководных морских обстановках. Седиментологические факторы лучше всего изучены в дельтовых и аллювиальных обстановках. Колебания уровня моря воздействуют на мелководные моря и береговую линию более сильно, чем на континентальные и глубоководные морские обстановки, хотя и в последних их влиянием нельзя пренебречь.

По физико-географическим условиям образования современные и древние фации разделяются на три группы: морские, лагунные и континентальные.

Морские фации наиболее широко распространены среди осадочных толщ. Они занимают обширные области, их разрез характеризуется значительным постоянством и обилием разнообразных органических осадков. Характер морских фаций изменяется с глубиной [47, с. 25].

Если рельеф расчленен, то это способствует образованию крупнообломочного материала, а при пологом рельефе накапливается тонкозернистый обломочный материал и продукты глубокого химического разложения материнских пород.

Также влияет на образование морских осадков вулканическая деятельность. В геосинклинальных и морских фациях присутствуют эффузивные и кремнистые породы.

Лагунные фации накапливаются в зоне, переходной между сушей и морем. Особенностями для этих фаций являются отложения водоемов с ненормальной соленостью.

В группу лагунных фаций входят отложения опресненных или засоленных лагун, дельт, лиманов и внутриконтинентальных бассейнов с ненормальной соленостью. Среди лагунных фаций распространены песчано-глинистые породы, известняки химического и обломочного происхождения, мергели и доломиты.

Континентальные фации отличаются непостоянством условий образования. Накапливаются они на суше, в долинах рек, на дне озер, в зоне распространения ледников и т.д., причем в этом процессе воздух, вода и лед принимают активное участие. Среди обломочных континентальных отложений часто встречаются грубообломочные плохо сортированные виды, а среди пород химического происхождения — отложения коры выветривания и продукты ее непосредственного переотложения.

Каждая из этих трех крупных групп образовывалась в определенных физико-химических, географических и тектонических условиях. В связи с изменением этих условий в отложениях разного возраста отсутствуют совершенно одинаковые фации. Даже фации, возникшие на одних и тех же этапах крупных тектонических циклов во время образования гор, отличаются между собой благодаря изменению общей обстановки образования осадочных пород.

В ходе геологического времени обстановка осадконакопления неоднократно изменялась, и это сопровождалось изменениями в горизонтальном и вертикальном направлениях состава осадков и органических остатках в них.

Для ископаемых фаций горных пород, образовавшихся в той или иной физико-географической обстановке в различные этапы геологической истории, применяется фациальный анализ. Особенно важно выявление и изучение фациальной изменчивости и зональности одновозрастных отложений для корреляции (соотношение, взаимосвязь) геологических разрезов, определения палеогеографических условий и обстановок осадконакопления. Корреляция разрезов является основным материалом для составления фациальных профилей и обобщающих карт фаций.

С развитием косвенных методов изучения стали выделять новые виды фаций, не определяемые классическими параметрами горных пород. По конфигурации, протяженности, амплитуде, частоте отражений и пластовым сейсмическим скоростям в сочетании с формой тел выделяют сейсмические фации. При каротаже фации выделяют по электрическим, акустическим и радиоактивным свойствам.

Такое расширение понятия «фация» вполне закономерно, поскольку оно основано на наблюдаемых характеристиках, по которым данная фация отличается от окружающих. Сейсмические фации выделяются для тел, мощности которых на порядок больше, чем те, с которыми геолог имеет дело при традиционном полевом описании фаций пород.

За последние десятилетия достигнуты столь большие успехи в получении и обработке сейсмических данных, что стало возможным не только идентифицировать по сейсмическим записям отдельные фации, но также определить трехмерную форму тел фаций и их пространственные взаимоотношения с другими фациями [21]. Появилась возможность получить цельное представление о заполнении бассейна осадками и изучить палеогеологию подстилающих горизонтов и ее влияние на вышележащие фации.

Сейсмические фации с разрешением в десятки, сотни и даже тысячи метров можно сопоставить с каротажем, но их нельзя соотнести с керном, где фации измеряются обычно сантиметрами.

Сейсмическая фация представляет собой картируемую трехмерную сейсмическую единицу {unit), устанавливаемую на основании конфигурации, протяженности, амплитуды, частоты и пластовой скорости сейсмических отражений. Самым выразительным признаком сейсмических фаций является конфигурация отражений, которая дает информацию о характере наплостования, о процессах осадконакопления и эрозии, о заполнении русел и о сингенетических деформациях (рис. 2.1).

Непрерывность отражающих границ позволяет судить о протяженности площадей осадконакопления. Амплитуда свидетельствует о контрастности фаций по вертикали. Большая амплитуда отраженных сигналов, например, свойственна крупному переслаиванию аргиллитов с мощными пластами песчаников или карбонатных пород; малая амплитуда отражений указывает на монотонность фациального разреза.

В отличие от фациального анализа по обнажениям, где форму фациальных тел часто бывает трудно установить, в анализе сейсмических фаций важна именно трехмерная форма тел. Самыми распространенными формами являются покровы {sheets), клинья {wedges) и насыпи {banks).

Постройки, образованные ростом живых организмов, аккумуляцией терригенного или вулканогенного материала и выраженные в рельефе, известны под названием холмиков {mounds). Имеются разные формы заполнения (русел, трогов, котловин, фронта склонов), которые характеризуются разнообразной внутренней конфигурацией отражающих границ [10].

Сейсмостратиграфические фации группируются в пакеты или сейсмические комплексы (последовательности) внутренне согласных отражающих границ, отделенные поверхностями перерывов или угловых несогласий, которые определяются по окончаниям отражающих границ. Такие сейсмические комплексы эквивалентны последовательностям или системам осадконакопления, которые охватывают широкий набор взаимосвязанных обстановок осадконакопления и фаций в обычном смысле слова.

Право- Долго- Долго-бережная-1 жданная-2 жданная-3 Ивановская-1

Рис. 2.1. Литофациальный разрез юго-западной части Прикаспийской впадины [3, с. 119].

Фации карбонатной платформы:

7 — фации карбонатных биостромов и биогермов; 2 — фации мелководных депрессий; 3 — фации мелководных лагун; 4 — фации бассейнов с затрудненной циркуляцией вод и сероводородным заражением; 5 — присклоновые фации. Фации вулканического поднятия: 6 — фации мелководного шельфа островной дуги; 7 — фации углубленного шельфа островной дуги; 8 — вулканические постройки. Глубоководные фации: 9 — депрессионные фации; 10 — фации заполнения эрозионного вреза