Методы анализа геологических формаций

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЙ

 

ТЕКТОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЙ

 

То обстоятельство, что обстановка образования формаций отражает тектонический режим места их распространения и стадию развития соответствующего региона, определило широкое использование формационного анализа при тектоническом районировании и изучении тектонической истории отдельных регионов, а также при составлении тектонических и палеотектонических карт. Основой тектонического районирования стали классификации геологических формаций по тектоническим критериям с подразделением их прежде всего на геосинклинальные, орогенные и платформенные, Основой изучения истории тектонического развития крупных тектонических структур стало выделение формаций, типичных для отдельных стадий развития (ранняя или начальная, средняя, поздняя, заключительная) для геоструктурных зон разного типа. Сетки формаций с распределением их по геоструктурным зонам и стадиям их развития были составлены В.Е.Хаиным (1959, 1964, 1973). В последней из них, составленной на основе классической теории геосинклиналей, он выделил гумидные и аридные формации для четырех стадий устойчивых платформ, подвижных платформ, для внешних (миогеосинклинали) и передовых прогибов, для внутренних (эвгеосинклинали) и межгорных прогибов.

В.М.Немцович (1988) в разработанной им тектонической классификации формаций сделал попытку увязать основные понятия новой глобальной тектоники и классической теории геосинклиналей. Он выделил осадочные, осадочно-вулканогенные и плутонические формации, типичные для структурно-формационных областей основных типов геоструктур земной коры. В качестве основных типов земной коры им выделены зоны континентального рифтогенеза, платформенные области, складчатые области, зоны переходного типа (транзитали) и океанические области. Зоны континентального рифтогенеза подразделены на межконтинентальные и внутриконтинентальные рифты. В платформенных областях в качестве структурно-формационных областей выделены платформенный чехол и фундамент. В складчатых областях выделены орогенные зоны (межгорные и предгорные впадины), миогеосинклинальные зоны на континентальной коре (дислоцированные комплексы пассивных материковых окраин), мезогеосинклинальные зоны на коре переходного типа (дислоцированные комплексы активных материковых окраин и островных дуг), эвгеосинклинальные зоны на океанической коре (дислоцированные комплексы океанов и окраинных морей). В качестве структурно-формационных областей зон переходного типа (транзиталей) выделены такие современные структуры, как глубоководные желоба, окраинные моря, активные окраины континентов андийского типа, пассивные окраины континентов. Структурно-формационные области океанов ‑ океанические плиты и срединноокеанические хребты.

Такие классификации могут служить основой как для изучения латеральных рядов формаций с выделением крупных геоструктур земной коры и структурно-формационных зон в их пределах, так и для изучения вертикальных (временных) рядов формаций и истории развития тектонических структур.

Анализ латеральных рядов формаций  используется при палеотектонических реконструкциях на определенный этап времени, соответствующий веку, нескольким векам, отделу, иногда тектоническому этапу. Для его выполнения строятся формационные профили вскрест простирания основных структурных форм. На таких профилях изображаются одновозрастные формации с присущими им характеристиками состава, строения, формы (мощности), генетическими признаками, фациальными и стратиграфическми границами. Сопоставление соседних формаций в латеральных рядах, прослеживание их границ позволяет выявлять и типизировать конседиментационные структуры разного ранга: эвгеосинклинали, миогеосинклинали, межгорные и краевые прогибы, платформы, а в их пределах более мелкие прогибы, поднятия разного типа и определять их границы, обычно имеющие разломный контроль. На рис. 21 показан характер соотношений формаций в латеральных и вертикальных рядах на примере Урала, Предуральского краевого прогиба и сопредельной части Восточно-Европейской платформы.

В латеральных рядах могут сравниваться субфорации, формации, формационные ряды. В зависимости от объема сравнимаемых единиц с помощью латеральных рядов выявляются различные по иерархии конседиментационные структуры ‑ от локальной антиклинали до крупного седиментационного бассейна. Наибольший эффект может быть получен при составлении профиля, изображающего взаимоотношения формаций в латеральном ряду в пределах всего седиментационного бассейна, а в ряде случаев и нескольких одновозрастных седиментационных бассейнов. На основе формационных составляются палеотектонические профили на соответствующие интервалы времени. Серия параллельных формационных профилей позволяет составить формационную карту, на которой конседиментационные прогибы и поднятия разного ранга изображаюются в плане.

Анализ латеральных рядов формаций и смены по простиранию вертикальных рядов формаций является основой для типизации тектонических структур и тектонического районирования.

Тектоническое районирование – классификация участков земной коры по признакам их строения и истории тектонического развития. Обычно различают три метода тектонического районирования: 1) структурный (или морфологический), 2) по возрасту главной складчатости и 3) структурно-формационный. Структурный метод играл ведущую роль на заре развития геотектоники, а сейчас используется как вспомогательный. Районирование по возрасту главной складчатости было положено в основу первых тектонических схем и карт СССР. При дальнейшем составлении таких карт выявились недостатки и ограничения этого метода, так как было установлено отсутствие общепланетарных фазах складчатости, на котором был основан этот метод. На смену ему пришел структуро-формационный метод тектонического районирования.

Если большинство неотектонических структур выражено в рельефе поверхности земной коры, то тектонические структуры прошлых эпох выражены в характере залегания слоев, их строении, а также в мощностях и формационном составе выполняющих их пород. Поэтому с помощью формационного анализа латеральных рядов формаций и смены в этих рядах не только отдельных формаций, но и вертикальных формационных рядов, выделяются платформы и в их пределах антеклизы и синеклизы, рифты, своды и более мелкие структуры, выделяются предгорные и межгорные прогибы и в их пределах более мелкие положительные и отрицательные структуры, выделяются складчатые геосинклинальные области и в их пределах эв- и миогеосинклинали, геоантиклинальные системы и системы геосинклинальных прогибов. Основой для их выделения и типизации являются геологические формации – индикаторы тектонических режимов и наборы таких формаций в вертикальных рядах. Такие формации и наборы формаций в вертикальных формационных рядах, типичные для основных геоструктурных зон, приведены в тектонических классификациях формаций, разработанных Н.С.Шатским (1939, 1955,1959), А.В.Пейве (1948), В.В.Белоусовым (1949), В.Е.Хаиным (1950, 1959, 1964, 1973), Л.Б.Рухиным (1952, 1955, 1961), Н.П.Херасковым (1952, 1958, 1963, 1964, 1965), В.И.Поповым (1962, 1964, 1966), И.И.Потаповым (1964), М.В.Муратовым, В.М.Цейслером (1968), Э.Н.Яновым, Н.С.Маличем (1968), В.М.Немцовичем (1969, 1974, 1988). Большинство этих классификаций имеется в терминологическом справочнике “Гелогические формации” (1982). В этих классификациях выделены эталонные вертикальные ряды формаций и сопоставление с ними формаций и формационных рядов конкретных тектонических структур позволяет проводить их типизацию и на этой основе осуществлять тектоническое районирование.

Анализ формаций проводится совместно со структурным анализом, т.е изучением формы, размеров, деформаций слоев конседиментационных структур.

Типизация тектонических структур осуществляется на основе оценки возраста формаций и возможна на основе анализа последовательности парагенезов формаций одного тектонического цикла. Таким образом в пределах подвижных поясов континентов выделяются байкальские, каледонские, герцинские, киммерийские и альпийские складчатые области. При их выделении используется не только возраст деформаций, но и возраст наиболее молодых геосинклинальных формаций, а также возраст орогенных формаций.

Формационный анализ, как один из методов тектонического анализа, наряду с структурным и методом мощностей, появился и получил развитие в связи с составлением тектонических карт, поскольку одного структурного метода оказалось недостаточно для тектонического районирования крупных территорий. Тектоническое районирование, основанное на геологических формациях, представляет собой наиболее объективную характеристику земной коры. Петрографические группы формаций, их возраст, строение вертикальных рядов формаций и степень их дислоцированности – объективные показатели для разделения территорий на структурно-формационные зоны и области.